Remoção de materiais perigosos em sistema de tubulação

INTRODUÇÃO
O pessoal da instalação de uma petroquímica abre a tubulação e o equipamento para executar a manutenção rotineira, acrescenta/substitui componentes, ou altera a altura da tubulação.
A tubulação pode conter materiais perigosos, tais como; hidrocarbonetos inflamáveis, produtos químicos tóxicos, ou produtos químicos térmicos reativos. As práticas seguras do trabalho prescrevem a remoção ou a isolação mecânica de materiais perigosos da tubulação e do equipamento (por exemplo, usando válvulas ou flanges cegas) antes de começar o trabalho.
Este boletim de segurança identifica as tarefas específicas que as instalações devem incluir em todas as atividades do trabalho envolvendo a abertura de equipamento ou tubulação para garantir a remoção completa de materiais perigosos. Além disso, a orientação é fornecida para execução de procedimentos genéricos (na maior parte da instalação) para atividades do trabalho não rotineiras .

EXPLOSÃO DE PERÓXIDO E FLASH FIRE
Flash Fire- queima rápida de gases inflamáveis em alta temperatura e formação de onda de choque. Um tipo de fogo que se propaga rapidamente através de uma nuvem de gás no ambiente

Em janeiro 2004, a US Chemical Safety and Hazard Investigation Board – CSB investigou a explosão e o flash fire na instalação da Huntsman Petrochemical Corporation em Port Neches, Texas, USA.
Durante a purga do vapor para modificação de uma tubulação que exigiu abertura da linha e trabalho à quente (isto é, corte e solda), uma mistura de peróxido /álcool foi aquecida acima de sua temperatura térmica de decomposição. A mistura ficou presa num ponto mais baixo da tubulação ao longo de 275 m de tubulação de 25 cm de diâmetro.

A explosão e o flash fire resultantes feriram seriamente dois empregados. O pessoal acreditou incorretamente, com a execução da purga com o gás do nitrogênio que precede a purga com vapor tinha removido todo o líquido da tubulação. Entretanto, uma quantidade desconhecida da mistura de peróxido/álcool termicamente reativa permaneceu no ponto mais baixo não identificado da tubulação.

Fig. 1 – Ruptura da tubulação/válvula e dano devido ao incêndio

Fig.2 – Piso elevado, emaranhado de tubulação, danificou os condutos elétricos

Enquanto o vapor aqueceu o peróxido retido na tubulação e decompunha exortemicamente e sobrepressurizado na tubulação, causando a sua ruptura (figura 1).
Com a abertura o vapor inflamável inflamou-se então, houve a ignição em “flash fire” que queimou dois empregados e danificou seriamente o equipamento próximo (figura 2). O sistema automático de dilúvio e a brigada de incêndio controlou o fogo.

CAUSAS DE INCIDENTES
Remoção incompleta de mistura perigosa

Os procedimentos de operação e de manutenção da Huntsman destacaram os perigos da remoção incompleta de produtos químicos tóxicos, inflamáveis, ou reativo das tubulações e do equipamento.
O procedimento de partida da unidade normal requereu a limpeza do peróxido/álcool da linha utilizando a purga com gás nitrogênio.
O pessoal da instalação estava ciente dos riscos associados, deixando o peróxido em um sistema tubulação fechada. Entretanto, as etapas do procedimento para a purga com o gás do nitrogênio foram deficientes na remoção de toda a mistura perigosa na tubulação.

A modificação na ordem de trabalho para a linha em operação que exigiu o trabalho à quente era raramente utilizada; incluiu a purga com o nitrogênio antes da abertura da linha, semelhante ao procedimento normal de limpeza.
Esta atividade foi considerada para limpar líquidos reativos termicamente da linha antes de utilizar a purga com vapor para remover todos os traços do material inflamável. A purga com vapor era um pré-requisito para executar o trabalho à quente em toda a tubulação ou equipamento.

Fig. 3 – Ponto inferior de drenagem não utilizado

A linha da tubulação continha um segmento inferior de quase 90 m de comprimento (figura 3), com um volume de liquido retido superior a 1.300 litros.

A tubulação foi colocada acima de 60 cm do solo em uma estrutura de tubulação aérea, que escondeu a longa seção inferior (ponto inferior da tubulação) (figura 4).

Foto 4 – Tubulação e condutos elétricos adensados. Tubulação em rack na parte superior

Os operadores não tinham percebido que a purgação com o gás de nitrogênio, requerida pelo procedimento de operação foi ineficaz na remoção de toda a mistura de peróxido/álcool no ponto inferior.
Preparando a linha para o trabalho à quente, requereu a purgação adicional do nitrogênio como uma precaução, a seguir purgar a linha com vapor para completar a remoção do vapor residual do hidrocarboneto.
Isto era a primeira vez que o trabalho à quente tinha sido especificado para esta linha.Foi somente quando a tubulação foi purgada com vapor na preparação para a modificação da tubulação aprovada que o peróxido superaqueceu, causando sua decomposição e sobrepressurização na tubulação.

VERIFICAÇÃO INADEQUADA DA LINHA DA TUBULAÇÃO
O líquido poderia ter sido removido com segurança antes da purga com vapor. Como mostrado em figura 3, ambas as extremidades da seção longa da tubulação continha drenos nos pontos inferiores.

Uma revisão detalhada no projeto, combinado com inspeção detalhada completa na linha da tubulação de transferência de peróxido/álcool, se requerido no gerenciamento de mudança do processo, identificaria provavelmente o ponto inferior da tubulação.
Embora o segmento de tubulação inferior e dois drenos disponíveis foram mostrados no esboço da linha isométrica da tubulação, o ponto inferior foi divido em folhas separadas (figura 3), fazendo-o difícil de reconhecer a retenção do líquido.

Além disso, a modificação da tubulação envolveu somente uma parte dos desenhos isométricos. Como na maioria das instalações de petroquímicas, milhares de linhas de tubulações foram distribuídas por toda parte em estruturas aéreas ou em rack (figura 4).

Há uma probabilidade elevada que alguns pontos inferiores serão negligenciados, exceto a tubulação inspecionada em detalhes, com identificação nos pontos inferiores (seção da tubulação que retém líquido) e nos drenos instalados*. (* após o incidente, Huntsman conduziu uma inspeção detalhada nos pontos inferiores de toda tubulação de peróxido e identificou pontos inferiores de retenção adicionais.Uma ordem de trabalho de gerenciamento de mudança de processo foi executada para eliminar cada ponto-morto).

AQUECIMENTO INSEGURO DE PRODUTOS QUÍMICOS TERMICAMENTE SENSÍVEIS

Usando o procedimento genérico de purgação de vapor em tubulação de peróxido/álcool criou um perigo imprevisível. A temperatura do vapor excedeu a 182ºC, que é significativamente acima da temperatura da decomposição do peróxido.
O vapor de alta temperatura fluiu através do sistema de tubulação por quase 1,5 hora, e o peróxido retido começou a decompor.

O acúmulo da pressão finalmente causou a falha de uma válvula- gaxeta e liberou o vapor inflamável.

Quase ao mesmo tempo a tubulação a montante da válvula em vazamento rompe, liberando liquido e vapor inflamável adicional, alem disso propagando o incendio. A pressão violenta causou também danos adicionais ao equipamento na área.

ANÁLISE INADEQUADA DE RISCOS NA REVISÃO DE PROCEDIMENTO
As configurações complexas da distribuição da tubulação e de equipamento contêm freqüentemente pontos inferiores que retêm materiais perigosos.

Lavar a tubulação com jato água ou o outro líquido apropriado pode eficazmente remover o material mas gera uma quantidade significativa de resíduo líquido. Além disso, o líquido que permanece em pontos inferiores ou em equipamento podem causar condições inseguras ou degradar a tubulação.

Para reduzir o volume de resíduo, a Huntsman revisou os procedimentos para purgação substituindo o gás inerte por lavagem com jato de água. Entretanto, a purgação com gás inerte ou vapor não remove necessariamente o líquido retido.

O procedimento revisado:
■ Deixou de indicar à importância da identificação dos pontos inferiores (pontos de retenção) da tubulação
■ Deixou de exigir o uso de drenos nos pontos inferiores para remover os líquidos perigosos retidos.

A identificação adequada e o uso dos drenos asseguram a remoção completa de líquidos perigosos.

O procedimento de purgação do gás inerte revisado foi aplicado para processo de tubulações contendo líquidos termicamente instáveis sem considerar adequadamente os perigos e se estes líquidos permanecessem na tubulação durante a purga com vapor.

A alta temperatura do vapor utilizado para remover traços de vapor inflamável da tubulação antes de executar o trabalho à quente, pode causar em líquidos termicamente instáveis sua decomposição violentamente. Isto é precisamente o que ocorreu com a mistura peróxido/álcool neste incidente.

AS LIÇÕES APRENDIDAS
Abertura de tubulação e de equipamento de atividade não rotineira

A abertura de tubulação e de equipamento em processo química pode ser extremamente perigoso. Deve-se nunca ser considerado trabalho de rotina.

As instalações que manipulam produtos químicos perigosos devem;
■ Executar uma inspeção detalhada de toda a tubulação e componentes entre os dispositivos de isolação. Atualize os desenhos dos projetos construídos quando necessário
■ Utilizar os desenhos dos projetos da tubulação afetada para identificar todas as conexões de distribuição, válvulas de isolação, drenos de pontos inferiores e vents de pontos superiores
■ Preparar procedimento por escrito específico para remoção, lavagem por jato de água e purgação de materiais perigosos do sistema. Considerar as conseqüências se o fluxo do líquido permanece no sistema após o trabalho está completo.

PROCEDIMENTOS DE UNIDADES ESPECÍFICAS
Procedimentos de unidades específicas devem ser usadas para assegurar a gestão segura de atividades não rotineiras, tais como; purgação com vapor de linhas de processo que manuseia líquidos instáveis termicamente.

As instalações devem:
■ Revisar as etapas planejadas em relação aos riscos de unidades específicas
■ Atualizar procedimento de unidades específicas quando necessário para indicar as características originais da atividade
■ Especialmente quando estão envolvidas modificações
■ Se a atividade de modificação inclui o uso de procedimentos genéricos de segurança, identificar claramente as restrições aplicáveis (por exemplo, procedimentos específicos adicionais para verificar a remoção de todas as fontes de energia, incluindo materiais químicos termicamente reativos)

Fonte: Safety Bulletim - no. 2004-03-B - julho 2004 - US Chemical Safety and Hazard Investigation

Comentário: No livro What went wrong? de Trevor A. Kletz, ele alerta quando a tubulação possui pontos baixos, durante a drenagem dessa tubulação pode permanecer líquidos, tornando-se perigosa durante a execução de manutenção. Ele recomenda a instalação de drenos e raquetes nos pontos altos.
Ele também alerta sobre pontos mortos em tubulações que provocam muitas falhas e explosões.

Podemos indagar se os profissionais envolvidos na operação e manutenção de tubulações e outros tipo de instalações estão cientes dos riscos existentes?
■ Será que as unidades industriais estão preparadas para manutenção de tubulações envolvendo substâncias perigosas?
■ Será que é possível conhecer todas as alterações e projetos das tubulações para execução de um programa de manutenção com segurança?
■ Será que existe conhecimento disseminado sobre as propriedades tóxicas e inflamáveis das substâncias existentes nas tubulações entre os trabalhadores de qualquer escolaridade?
■ Será que já existem procedimentos para a eliminação total dessas substâncias perigosas nas tubulações para manutenção?
■ Será que no imaginário do pessoal técnico e dos trabalhadores estão registrados os efeitos tóxicos das substâncias perigosas?
Esses questionamentos são importantes para elaborar procedimentos de segurança e treinamento do pessoal envolvido na manutenção de tubulações.

Acidentes
Em 26 de setembro de 2006, um operário morreu asfixiado e outro foi socorrido com início de asfixia em uma obra da Petrobras, em Igaratá, a 88 quilômetros de São Paulo. O acidente aconteceu por volta das 21h30 no gasoduto em construção entre Campinas e Rio de Janeiro. O local do acidente fica a 30 quilômetros do centro de Igaratá e faz divisa com Jacareí no Vale do Paraíba.
Os dois funcionários de uma empresa que presta serviços para a refinaria trabalhavam na limpeza de uma tubulação, quando foram intoxicados por resíduos de nitrogênio. Eles caminharam por quatro metros dentro do duto. Os dois conseguiram deixar o local mas um deles, Rosevaldo Bezerra de Oliveira, acabou morrendo.

O outro funcionário, Marcos André da Silva, sofreu convulsões e foi socorrido a tempo por bombeiros de Jacareí. Ele permanece internado na Santa Casa de Jacareí mas, segundo a assessoria de imprensa do hospital, a família não autorizou informações sobre o estado de saúde.
Segundo relatos de outros funcionários que trabalhavam próximo ao local do acidente, a tubulação havia passado por um processo chamado de "inertização", procedimento que usa nitrogênio para proteger o duto da oxidação e evitar incêndios e explosões no transporte do gás, isolando todo o oxigênio do local.

A Petrobras, através de sua assessoria de imprensa, informou que as causas do acidente estão sendo investigadas. A empresa também lamentou o acidente. "O acidente ocorreu durante início de processo de limpeza da tubulação do gasoduto, que é feita de um instrumento denominado Pig Espuma e que provocou a morte por asfixia do empregado da empreiteira Azevedo e Travassos, Rosevaldo Bezerra de Oliveira. Outro empregado da mesma empresa está internado na Santa Casa de Misericórdia de Jacareí, com sinais vitais estáveis. Todos os esforços estão sendo empregados para apurar com rigor as causas do acidente", informou a nota oficial. Fonte: O Estado de São Paulo