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Segurança dos fornos de tratamento térmico 

A Air Liquide, um líder mundial e fornecedor de gases industriais para o tratamento térmico, explica-lhe como prevenir riscos durante o processo de tratamento e garantir a segurança das instalações. 

Em que consiste o tratamento térmico? 

O tratamento térmico é uma etapa fundamental na produção industrial que consiste em aquecer peças num forno com uma atmosfera gasosa específica e arrefecê-las de forma controlada. A sua função final é alterar as propriedades do metal como a dureza, a resistência, a ductilidade e a elasticidade. 

A composição da atmosfera gasosa é escolhida de acordo com a natureza do metal a ser tratado, os resultados pretendidos e os tipos de fornos. Os gases utilizados podem ser neutros (azoto e árgon) ou reativos (hidrogénio, amoníaco em fase gasosa, acetileno e outros hidrocarbonetos). As temperaturas do processo podem variar de -150 °C (temperaturas criogénicas) a mais de 1000°C.

A utilização de gases em espaços confinados 

A utilização de gases em espaços confinados e com as condições de temperatura, acima referidas, envolve uma série de riscos permanentes. Por conseguinte, é essencial identificar as zonas ATEX, respeitar cuidadosamente os procedimentos de manutenção das instalações e dos aparelhos utilizados e usar o equipamento de proteção individual adequado.

As zonas ATEX: 
Uma zona ATEX (zonas de ATmosfera EXplosiva) é uma zona em que substâncias inflamáveis sob a forma de gases, vapores ou poeiras se misturam com o ar. Estas zonas são propícias à ocorrência de uma inflamação inicial seguida de uma propagação muito rápida e da geração de uma combustão imediata (explosão) de toda a atmosfera. As zonas ATEX são de acesso restrito e requerem uma licença de trabalho. As pessoas que trabalham num ambiente ATEX devem usar EPI adaptados (equipamentos de proteção individual) que cumpram com as normas aplicáveis.

Quais são os riscos associados às atmosferas de tratamento térmico? 

A Air Liquide identificou quatro riscos principais associados à utilização de atmosferas que podem provocar danos materiais, mas que também têm consequências para a saúde dos operadores.

Riscos de incêndio e explosão

Um incêndio é uma reação química de oxidação de um combustível por um comburente, iniciada por uma fonte de energia. A reação é baseada no princípio do triângulo do fogo: chama, calor, faísca, etc.
A explosão é caracterizada por uma combustão quase instantânea. Provoca um efeito de explosão com chamas e calor.

Estes são os dois riscos típicos de atmosferas altamente carregadas com hidrogénio e CO e, em particular, de fornos de lote, correia ou cargas de empurrar. Para prevenir os riscos destes fornos, o azoto é utilizado como gás de segurança. De facto, estes fornos estão equipados com tochas à entrada da zona quente e à saída da zona fria, com chama piloto e deteção de presença de chamas. Assim, qualquer anomalia do forno é detetada graças a uma queda de pressão na rede de azoto, o que desencadeia um corte de segurança do forno, cortando o fornecimento de combustível e abrindo o circuito de purga de azoto. 
Neste contexto, a Air Liquide presta especial atenção ao dimensionamento dos armazenamentos de azoto que devem poder fornecer a quantidade de gás necessária para estas operações de purga de segurança.

Que produtos são potencialmente inflamáveis ou explosivos e que espécies químicas são classificadas como tóxicas?
Os líquidos ou gases utilizados para produzir atmosferas de tratamento térmico (metano, propano, amoníaco, metanol, hidrogénio, etc.), bem como os seus subprodutos (gás endotérmico, gás exotérmico, amoníaco fissurado, metanol fissurado) são potencialmente inflamáveis ou explosivos na presença de uma fonte de energia. 

Riscos de envenenamento e intoxicação 

O envenenamento e a intoxicação caracterizam-se pela introdução no organismo de um material tóxico como o monóxido de carbono, amoníaco, hidrocarbonetos ou outras substâncias. Este risco está presente no caso de uma fuga ou anomalia do forno ou da rede de distribuição. A presença das espécies poluentes pode durar longos períodos se a fuga não for detetada rapidamente.
A Air Liquide presta especial atenção à conceção dos sistemas de utilização de hidrocarbonetos e amoníaco que são amplamente utilizados para os tratamentos de cementação, nitruração, carbonitruração e nitrocarburação. Os equipamentos que devem estar em zonas ATEX e as instalações de alívio de tensões requerem uma manutenção regular por profissionais formados e autorizados.

Riscos de asfixia e anoxia 

A anoxia é um fornecimento insuficiente de oxigénio para os tecidos em relação às suas necessidades. A paragem e a dificuldade respiratórias são sintomas definidores da asfixia. Os processos de tratamento térmico utilizam atmosferas gasosas reativas ou neutras sem oxigénio que podem ser perigosas para os operadores. 
Os especialistas da Air Liquide ajudam-no a entender os riscos associados à falta de oxigénio em espaços fechados. 
Riscos associados a temperaturas muito baixas 
A temperaturas muito baixas, os gases criogénicos encontram-se em estado líquido e apresentam riscos específicos:
• em contacto com a pele, podem causar queimaduras por congelação e queimaduras devido ao frio;
• em contacto com determinados metais, como o aço-carbono, geram fragilizações do material; 
• devido a uma grande variação na massa volúmica do líquido/gás, geram um grande aumento de pressão em espaços fechados e podem provocar riscos de asfixia.
A Air Liquide aconselha-o sobre boas práticas e sobre a utilização de EPI (equipamentos de proteção individual) no caso de tratamento a baixa temperatura. 

Como minimizar os riscos? 

Para limitar os riscos, existem diferentes soluções e boas práticas. 
Sempre que a embalagem da fonte de gás for alterada, é vivamente recomendado que as instalações sejam purgadas. É também importante escolher um gás e material que respeitem as normas em vigor para evitar qualquer risco. Recomenda-se que limite o tempo de exposição dos seus colaboradores e restrinja o acesso a áreas em que exista uma atmosfera alterada. Não hesite em consultar a equipa de especialistas da Air Liquide para qualquer conselho ou auditoria.

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