Materiais refratários e isolamento naval

A proteção térmica naval é um sistema instalado

Uma instalação naval deve controlar o calor sem impedir a inspeção, a ventilação, a drenagem, o acesso de emergência ou o movimento da estrutura de suporte. O componente quente, o isolamento, o revestimento exterior, as fixações, as juntas e os materiais adjacentes devem ser considerados em conjunto. Um produto adequado para um pequeno aparelho de aquecimento pode não ser apropriado para o escape de um motor de propulsão, para o interior de uma caldeira auxiliar com revestimento refratário ou para uma divisão estrutural de proteção contra incêndios sujeita a regulamentação.

Comece por determinar o tipo de embarcação, o serviço e a área de operação. Uma embarcação de recreio, embarcação fluvial, embarcação de pesca, embarcação de trabalho, navio comercial, ferry ou navio de passageiros pode estar sujeita a diferentes requisitos de construção, vistoria e homologação. Conserve as instruções de instalação dos fabricantes do aparelho, motor, caldeira, incinerador, sistema de escape e embarcação. Consulte o inspetor, a entidade certificadora, a sociedade classificadora ou a Administração do Estado de bandeira sempre que seja necessária aprovação regulamentar ou de classe; os requisitos da SOLAS não se aplicam automaticamente a todas as embarcações.

Funções num sistema térmico naval

Aparelhos de aquecimento naval e condutas de fumos

Instale os aparelhos a combustível sólido e as chaminés de acordo com as instruções navais do fabricante e com a norma, o código ou o regime de inspeção aplicável à embarcação. Fixe o aparelho e a base de proteção à estrutura, mantenha as distâncias prescritas relativamente a revestimentos e mobiliário combustíveis, suporte a chaminé de forma independente e assegure o ar de combustão e a ventilação dos espaços habitáveis exigidos. Uma faixa de isolamento não deve ser utilizada para transformar uma conduta de fumos inadequada de parede simples numa chaminé aprovada de parede dupla ou isolada.

Escolha o cordão de acordo com a secção da junta original e a respetiva ranhura, não apenas pelo tamanho da porta. Um cordão subdimensionado pode permitir fugas; uma secção ou compressão excessiva pode impedir o fecho correto do trinco. O mastique refratário preto BFC e o HRS endurecem como materiais rígidos e não devem substituir uma junta flexível nem preencher uma junta concebida para se mover. O silicone resistente ao calor mantém-se flexível, mas está limitado a 315 °C e só deve ser utilizado quando a temperatura medida ou calculada da junta se mantiver dentro desse limite.

Caldeiras navais, incineradores e reparações refratárias

Inspecione o revestimento original, as ancoragens, as folgas de dilatação, a geometria do queimador e os componentes metálicos adjacentes antes da demolição. O movimento e a vibração podem expor interfaces frágeis que permanecem ocultas numa instalação fixa. Não cubra componentes pressurizados da caldeira com corrosão, componentes danificados do queimador ou ancoragens defeituosas com material de reparação refratário.

Um betão refratário denso não é um isolamento térmico apenas por resistir a temperaturas elevadas. A face quente e o isolamento de suporte têm diferentes funções de densidade, resistência e controlo do fluxo térmico. Meça rigorosamente a água de amassadura, efetue a cura do material e aplique um programa de secagem controlada antes de voltar a colocar o equipamento em funcionamento à potência máxima. Uma superfície aparentemente seca pode ainda conter humidade suficiente para gerar pressão interna de vapor e provocar lascamento.

Mantas de isolamento térmico

Calcule a espessura do isolamento com base na temperatura superficial exterior exigida, na temperatura do lado quente, na condutividade térmica à temperatura média relevante, nas condições ambientais e em todas as camadas da construção. A temperatura máxima do material não permite prever a temperatura da carcaça, da folha exterior ou dos revestimentos próximos em madeira ou materiais compósitos.

Nos espaços de máquinas, o isolamento deve ser fechado ou revestido sempre que necessário para resistir a névoas de óleo, contaminação por combustível, humidade e danos mecânicos. Um isolamento molhado ou contaminado pode perder desempenho e criar um perigo adicional. Disponha o revestimento, as uniões e a drenagem de modo a manter possível a inspeção de fugas e corrosão. Não pressuponha que a temperatura admissível de um revestimento de alumínio é igual à classificação superior da fibra situada por baixo.

Sistemas de escape secos, escudos térmicos e tecidos técnicos

Comece por identificar se o sistema de escape é seco, com injeção de água ou arrefecido por outro método. Não envolva uma mangueira de escape húmido nem um componente não aprovado com um material destinado a um escape metálico seco. A adição de isolamento altera a temperatura do metal, a dilatação térmica e a visibilidade de fissuras ou fugas; obtenha autorização do fabricante do motor ou do escape e mantenha o acesso a juntas, sensores, foles e suportes.

Fixe os tecidos e as fitas contra vibração, atrito e velocidade dos gases de escape. Posicione as uniões longe de potenciais percursos de fuga e inspecione os elementos de fixação após os ciclos térmicos iniciais. A resistência térmica de um tecido de base não se aplica necessariamente à sua camada de acrílico, poliuretano, adesivo ou revestimento de alumínio. Utilize o menor limite contínuo aplicável em toda a construção.

Juntas roscadas de tubagens

O composto para juntas roscadas de tubos é indicado para tubagens roscadas de água quente e fria, gás natural, GPL e vapor de baixa pressão, até 7 bar e 200 °C. Confirme se o fluido exato, a norma da rosca, o material do tubo, a pressão e a temperatura se encontram no âmbito certificado do produto e na especificação aprovada das tubagens da embarcação. Não deduza que é adequado para gasóleo, gasolina, óleo hidráulico, água potável ou um sistema naval de combustível crítico para a segurança com base nas expressões «uso geral» ou «não tóxico».

Proteção estrutural contra incêndios e aprovação naval

A reação ao fogo descreve o contributo de um produto individual para a ignição e o desenvolvimento do incêndio. A resistência ao fogo descreve a capacidade de uma antepara, convés, porta ou atravessamento completo manter a integridade e o isolamento durante um período definido. A classificação europeia A1 de reação ao fogo da placa HT não cria, por si só, uma divisão naval de classe A ou B. Do mesmo modo, a classificação ferroviária EN 45545-2 indicada para o HRS não constitui uma aprovação ao abrigo do Código FTP da IMO.

Quando sejam aplicáveis a SOLAS ou as regras nacionais da marinha mercante, os produtos e conjuntos de segurança contra incêndios podem necessitar de ensaios ao abrigo do Código de Procedimentos de Ensaio de Fogo da IMO e de homologação de tipo pela Administração do Estado de bandeira ou por uma entidade autorizada. Confirme o certificado de aprovação, a identidade exata do produto, a espessura, a densidade, o substrato, a orientação, a disposição das juntas, as fixações e os atravessamentos permitidos. Substituições ou combinações executadas no local que não estejam abrangidas pelo certificado podem invalidar a classe declarada.

Nenhum material desta categoria deve ser descrito como aprovado para utilização naval, aprovado pela SOLAS, aprovado ao abrigo da MED, sistema A-60 ou vedação de atravessamento aprovada, salvo se a documentação em vigor abranger expressamente esse produto e o conjunto instalado.

Humidade, sal, vibração e corrosão

• Excluir a água: proteja as placas e mantas absorventes contra água de porão, salpicos, condensação e chuva durante o armazenamento e a instalação.
• Controlar a contaminação: substitua o isolamento impregnado com combustível, óleo ou produtos químicos, de acordo com o procedimento de manutenção da embarcação.
• Permitir o movimento: considere a vibração, a flexão do casco, a dilatação térmica e o movimento nos apoios do equipamento, sem aplicar vedantes rígidos em juntas flexíveis.
• Evitar o atrito: utilize malhas, revestimentos, proteções de arestas e elementos de fixação compatíveis onde a vibração das máquinas possa provocar abrasão nos têxteis.
• Inspecionar por baixo do isolamento: disponibilize secções amovíveis ou acessos planeados para verificar a existência de corrosão e fugas.
• Verificar os materiais: selecione fixações e revestimentos exteriores que permaneçam compatíveis com o substrato e o ambiente naval à temperatura de serviço.

Verificações de instalação e manutenção

Registe as distâncias de segurança originais, a composição das camadas, os elementos de fixação, os atravessamentos e as temperaturas de serviço antes de remover o isolamento. Isole e arrefeça o aparelho, a caldeira, o motor ou o sistema de escape e bloqueie todas as fontes relevantes de energia associadas ao combustível, à eletricidade, à pressão e aos componentes mecânicos. Remova sal, óleo, fuligem, corrosão e materiais soltos utilizando medidas de controlo adequadas ao perigo.

Após a instalação, coloque o equipamento em serviço de acordo com o procedimento do fabricante e verifique a existência de fugas de fumo ou gases, temperaturas anormais na carcaça, odores, fixações soltas e movimentos. Volte a verificar após os primeiros ciclos de funcionamento, porque as juntas assentam e os envolvimentos podem ficar menos apertados. Registe claramente as reparações no histórico de manutenção da embarcação, incluindo o lote do material, a localização, a espessura, a cura e qualquer aceitação pelo inspetor.

Inspecione regularmente o cordão da porta da salamandra, as ligações das condutas de fumos, o suporte da chaminé, o atravessamento da cobertura, a base de proteção, os escudos térmicos e as superfícies combustíveis próximas. Nos espaços de máquinas, verifique as juntas de escape, o isolamento, o revestimento, os suportes e os sinais de entrada de óleo ou água. Um novo ponto quente, uma marca de fuligem, uma extremidade queimada, um tecido desfiado ou uma junta endurecida e achatada exige investigação, em vez da aplicação de outra camada de isolamento.

Perguntas frequentes

Que materiais podem ser utilizados em torno de um aparelho a combustível sólido numa embarcação?

Os componentes possíveis incluem uma placa compatível de vermiculite ou de alta temperatura, uma junta de cordão corretamente dimensionada, um mastique refratário rígido para juntas adequadas e uma chaminé isolada aprovada. O conjunto completo deve respeitar as instruções navais do fabricante do aparelho e a norma, o código ou o regime de inspeção aplicável à embarcação.

Uma faixa de isolamento pode substituir uma chaminé naval isolada?

Não. Uma faixa pode isolar uma conduta de fumos compatível apenas quando o projeto o permitir. Não transforma um tubo comum de parede simples numa chaminé de parede dupla ensaiada, nem estabelece a distância de segurança necessária ao atravessar um convés, uma cobertura ou um revestimento combustível.

Que diâmetro de cordão é necessário para um aparelho de aquecimento naval?

Utilize a especificação do fabricante do aparelho ou reproduza a junta original e a ranhura limpa. O cordão deve vedar uniformemente sem ser esticado e não deve ser tão grande que impeça o fecho correto da porta ou do trinco.

Devo utilizar silicone ou mastique refratário numa junta de conduta de fumos?

O silicone mantém-se flexível, mas está limitado a 315 °C. O mastique refratário preto é rígido e está classificado até 1250 °C. Selecione o produto com base na temperatura medida da junta, no movimento e no método de união especificado pelo fabricante da conduta de fumos; os dois materiais não são universalmente intermutáveis.

O vedante HRS pode ser utilizado como junta de dilatação flexível?

Não pressuponha que permanece elastomérico após a cura. O HRS é um composto de vedação rígido para altas temperaturas. Quando for necessária flexibilidade, utilize uma junta ou um sistema de união especificamente concebido para o movimento previsto.

A placa ignífuga HT é uma antepara naval de classe A?

Não. A sua classificação A1 refere-se à reação ao fogo segundo a norma EN 13501-1. Uma divisão naval de classe A ou B é um conjunto completo ensaiado e aprovado, com estrutura, isolamento, juntas e fixações definidos.

O certificado ferroviário de comportamento ao fogo do HRS confere aprovação naval?

Não. A norma EN 45545-2 aplica-se a veículos ferroviários. As instalações navais abrangidas pela SOLAS ou por regras nacionais podem exigir ensaios IMO FTP e homologação de tipo pelo Estado de bandeira ou por uma entidade reconhecida para o produto e conjunto exatos.

É possível utilizar manta de fibra biossolúvel ou cerâmica numa casa das máquinas?

Pode fazer parte de um sistema de isolamento projetado, desde que a temperatura, a espessura, o confinamento, as fixações e a exposição sejam adequados. Proteja-a contra óleo, combustível, humidade, velocidade dos gases e danos mecânicos, e confirme qualquer aprovação naval exigida.

Uma manta classificada para 1200 °C significa que a folha de alumínio também resiste a 1200 °C?

Não. A fibra e o revestimento são componentes diferentes. A folha exposta, o adesivo ou o laminado podem ter um limite muito inferior. Obtenha os dados do revestimento e aplique à construção a menor temperatura contínua relevante.

É possível envolver o escape de um motor naval com fita de basalto?

Apenas num escape seco compatível e quando o fabricante do motor ou do escape permitir o envolvimento. Verifique a temperatura do metal, a dilatação, os suportes e o acesso para inspeção. Não a aplique numa mangueira de escape húmido nem num componente com injeção de água sem aprovação específica.

Qual é a diferença entre isolamento de escape e um escudo térmico?

O isolamento reduz o fluxo de calor proveniente do componente quente, enquanto um escudo interceta o calor radiante e normalmente inclui uma caixa de ar controlada. Qualquer uma das soluções pode aumentar a temperatura noutro ponto, pelo que é necessário avaliar a geometria completa, a ventilação e a temperatura superficial pretendida.

O betão refratário vazável pode reparar uma caldeira naval?

Pode reparar um revestimento refratário compatível depois de serem avaliados a causa dos danos, as ancoragens e o substrato. Não deve ser utilizado para ocultar tubos, corpo da caldeira, componentes do queimador ou outras peças pressurizadas ou críticas para a segurança que estejam danificadas.

Porque é necessária uma secagem controlada após uma reparação refratária?

O betão refratário vazável e a argamassa retêm humidade da instalação. Aquecer demasiado depressa uma reparação recente pode transformar essa água em vapor sob pressão, provocando fissuras ou a projeção violenta de material. Defina as fases de secagem e aquecimento com base nas instruções do produto, na geometria da reparação e nos limites de arranque do fabricante do equipamento.

Um tecido revestido pode criar uma barreira naval estanque ao fogo ou ao fumo?

Apenas se a barreira completa, as uniões, os suportes e os atravessamentos tiverem sido ensaiados e aprovados para essa finalidade. A temperatura admissível ou a baixa permeabilidade de um tecido não estabelecem, por si só, a integridade num ensaio naval de resistência ao fogo.

O composto branco para juntas roscadas de tubos pode ser utilizado num sistema naval de combustível?

Utilize-o apenas para um fluido indicado, dentro dos limites declarados de pressão e temperatura, e quando a especificação aprovada das tubagens o permitir. O âmbito visível menciona água, gás natural, GPL e vapor de baixa pressão; não comprova a adequação para gasolina ou gasóleo.

O que causa a falha do isolamento numa embarcação?

As causas comuns incluem contaminação por água ou óleo, vibração, atrito, fixações soltas, fibra comprimida, danos na folha, temperatura excessiva e extremidades não seladas. A corrosão ou as fugas sob o isolamento também podem permanecer ocultas até à inspeção planeada.

Como deve ser inspecionado o isolamento naval?

Verifique a temperatura exterior, as uniões, os elementos de fixação, o revestimento, as manchas, os odores, as zonas húmidas e os danos mecânicos. Remova as secções de inspeção designadas para procurar fugas de escape, corrosão do substrato e contaminação por baixo do isolamento.

Que informações são necessárias para especificar um sistema térmico naval?

Indique o tipo e a utilização da embarcação, o regime de vistoria, o fabricante e o modelo do equipamento, o combustível, a conceção seca ou húmida do escape, as temperaturas normal e máxima, a temperatura superficial pretendida, as distâncias de segurança, o substrato, a vibração, a exposição à humidade e ao óleo, a construção existente, a classe de resistência ao fogo exigida e a autoridade responsável pela aprovação.