Detonação x Deflagração: Qual supressor de chamas você precisa?

Detonação x Deflagração: Qual supressor de chamas você precisa?

A decisão mais importante na escolha de um supressor de chamas é se o sistema protegido pode sofrer uma deflagração ou um detonação. Este artigo explica o detonação x deflagração essa distinção, por que a velocidade da chama e o aumento da pressão diferem tão drasticamente entre os dois, e como essa diferença determina qual supressor de chamas — e qual certificação — é necessária.

Errar nessa questão não é uma questão de desempenho marginal. Um supressor classificado para deflagração instalado em um local onde possa ocorrer uma detonação simplesmente falhará, e a chama se propagará para o volume protegido.

Deflagração: Combustão subsônica

Uma deflagração é uma onda de combustão que se propaga a velocidade subsônica em relação ao gás não queimado à sua frente. A chama é impulsionada pela transferência de calor e pela difusão molecular, e não por uma onda de choque. Características típicas:

• Velocidade da chama: alguns metros por segundo (geralmente entre 0,5 e 3 m/s em sistemas abertos; valores mais elevados em tubulações com turbulência).
• Aumento da pressão: modesta — normalmente alguns bar em um recipiente fechado; menos ainda em sistemas parcialmente abertos.
• Propagação: O gás não queimado é aquecido e comprimido à frente da chama, mas não sofre compressão por choque.

Uma ignição na extremidade aberta do tubo de ventilação de um tanque de armazenamento, ou um flash dentro de um tubo curto, produz uma deflagração. Essa é a condição em que um supressor de chamas contra deflagração de fim de linha foi projetado e certificado para.

Detonação: Combustão supersônica com onda de choque

Uma detonação é uma onda de combustão acoplada a uma onda de choque inicial, que se propaga a velocidade supersônica. O choque comprime e inflama o gás simultaneamente, de modo que a chama se propaga mais rápido do que a velocidade do som na mistura não queimada. Características típicas:

O pico de pressão de uma detonação é o valor determinante. Uma detonação pode gerar uma onda de pressão de até 20 a 30 vezes a pressão inicial — muito além do que um elemento supressor de deflagração foi projetado para suportar. Um supressor de deflagração submetido a uma detonação sofrerá danos mecânicos e a chama passará por ele.

Como uma deflagração se transforma em uma detonação

Em uma tubulação ou sistema confinado, uma chama que se inicia como uma deflagração pode acelerar. À medida que se propaga, a turbulência gerada pelas paredes da tubulação e, especialmente, por obstruções (válvulas, curvas, cotovelos) aumenta a taxa de queima, e um efeito de “pré-compressão” aumenta a pressão à frente da chama. Além de uma distância crítica — o comprimento de propagação —, ocorre a transição da deflagração para a detonação (DDT) e a onda se transforma em detonação.

É por isso que a questão decisiva costuma ser distância. Em um duto curto e aberto, uma deflagração é o pior cenário possível. Em um duto longo — linhas de recuperação de vapor, coletores de queima, longas linhas de transferência — a chama tem espaço para acelerar, sendo necessário o uso de um supressor de detonação.

Tipos de supressores de chamas e onde cada um é utilizado

Certificação: ISO 16852, ATEX e as condições de serviço

A norma ISO 16852 define métodos de ensaio para supressores de chamas contra deflagração e detonação, e um dispositivo é certificado para a condição específica na qual é aprovado. Seguem-se duas regras:

1. Um supressor certificado para ambientes propensos a deflagração não deve ser utilizado em locais onde possa ocorrer uma detonação.
2. Um supressor certificado para detonação é, em geral, mais robusto e, muitas vezes, pode ser utilizado em aplicações de deflagração (sujeito a verificações de capacidade e queda de pressão), mas o contrário nunca é verdadeiro.

Para instalações na UE, é exigida a certificação ATEX (2014/34/UE), além do teste de tipo ISO 16852. Em caso de dúvida sobre se um sistema pode sofrer uma detonação, a escolha de engenharia mais segura é o dispositivo com classificação mais alta — mas somente após confirmar que sua queda de pressão ainda permite que o caminho de ventilação conduza o fluxo necessário dentro do tanque ou da pressão de projeto do sistema.

Uma regra prática de seleção

Utilize essa lógica de decisão como ponto de partida e, em seguida, verifique se ela está em conformidade com a norma ISO 16852 e com a instalação específica:

• Ventilação do tanque aberto, ignição na extremidade aberta: supressor de deflagração de fim de linha.
• Tubo curto entre dois pontos, sem obstruções significativas: supressor de deflagração em linha.
• Tubo longo, ou qualquer tubo em que uma chama possa se acelerar (recuperação de vapor, queimador de gás, transferência longa): supressor de detonação.
• Volume confinado com fonte de ignição e turbulência prevista: supressor de detonação.

A Wanan Technology fornece supressores de deflagração de fim de linha e em linha, bem como supressores de detonação, certificados segundo as normas ISO 16852 e ATEX, e pode orientá-lo sobre o tipo adequado para sua aplicação. Consulte o linha de supressores de chamas ou fale com nossos engenheiros.

Perguntas frequentes

Precisa de ajuda para escolher os equipamentos para a sua instalação? A Wanan Technology é uma fabricante certificada pela ASME U-Stamp de sistemas de amostragem e equipamentos de segurança para tanques, fornecendo para refinarias, fábricas de produtos químicos e terminais de armazenamento em mais de 40 países, incluindo Sinopec, PetroChina, ExxonMobil, Lukoil e BASF. Entre em contato com nossa equipe de engenharia para uma revisão técnica ou baixe o catálogo de produtos.

Solicite uma cotação   Baixar catálogo