Protección contra incendios de Equipos de proceso · 2019-05-07 · están derivadas de ensayos de fuego de hidrocarburos. Para materiales de protección pasiva, la protección contra

THERMAL CERAMICS

Protección contra incendios de Equipos de procesoFuego de hidrocarburos y jet-fire

THERMAL CERAMICS

Morgan Advanced Materials es una compañía global de ingeniería, líderes en ciencia de materiales, fabricaciones especiales e ingeniería de aplicaciones.

Enfocamos nuestros recursos en proveer a nuestros clientes de productos que solucionen los retos a los que se enfrentan, permitiéndoles adecuarse a las tendencias mundiales en cuanto a demanda de energía, avances en la

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¿Qué nos diferencia?La ciencia de materiales avanzados y capacidades de proceso. Y una gran experiencia en ingeniería de aplicaciones. Tenemos una sólida historia en innovación y reinvención. Un rendimiento constante y fiable. Una verdadera presencia global. Encontramos e invertimos en los mejores.

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9000EMPLEADOS

Contenido

Protección contra incendios de Equipos de proceso

3

Introducción ..........................................................................................................................................................................................................4

Ensayos y certificación de fuegos de hidrocarburos y dardo de fuego........................................6

Clasificación ............................................................................................................................................................................................7

Combinación de fuego y explosión ................................................................................................................................8

Perfiles de carga explosiva ......................................................................................................................................................9

Protección contra fuego FireMaster® para fuego de hidrocarburos y dardos de

fuego en tuberías ........................................................................................................................................................................................11

Sistema de tuberías de acero ....................................................................................................................................14-17

Codos de la tubería ............................................................................................................................................................18-19

Sistema de tuberías con Foamglass ....................................................................................................................20-21

Una guía para la especificación y certificación..........................................................................................22-24

Propiedades de aislamiento acústico del sistema FireMaster de protección contra ....

fuego en tuberías ..................................................................................................................................................................25-29

FireMaster® (RES) Sistema de cerramiento rígido ................................................................................31-38

Protección contra fuego de válvulas y actuadores........................................................................................39

Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES)..............................................................................41-47

Prestaciones sistema FireMaster de cerramiento flexible (FES) en los ensayos

de fuego ..................................................................................................................................................................................................48

Protección FireMaster® de bandejas de cables de instrumentación ........................................49

Protección contra fuego de hidrocarburos durante 30 minutos....................................................52

Protección en bandejas de cables con sistema opcional de protección contra

la intemperie ......................................................................................................................................................................................53

Ensayos y certificación de la protección para bandejas de cables ..........................................................54-55

Sistema FireMaster® para protección de depósitos ......................................................................................57

Protección de depósitos contra fuego de hidrocarburos ............................................................58-62

Ensayos de resistencia a la explosión de sistemas FireMaster® de protección de

equipos de proceso ..........................................................................................................................................................................63-66

Protección FireMaster® contra incendios en acero estructural ......................................................67

Protección contra fuego de vigas y columnas de acero ....................................................................................68-71

Guía para especificación y certificación................................................................................................................72-74

SectionWizard software..............................................................................................................................................................75

Este manual presenta soluciones de protección contra incendios en equipos deproceso crítico e incluyendo la protección de estructuras construidas en acero.

La protección pasiva contra incendios está diseñada para proteger procesos críticos y equipos de seguridad en caso de incendio durante el tiempo necesario para permitir un cierre controlado y seguro. Retrasa la extensión de fuegos tipo charco o tipo dardo y retrasa la posibilidad de que haya un mal funcionamiento de los equipos, dando a las personas más tiempo para escapar.

En instalaciones offshore y plantas de proceso petroquímico, la protección pasiva se especifica habitualmente para poder realizar apagados de emergencia y proteger losequipos de proceso que deben permanecer intactos durante un fuego. Es crítico que la protección especificada garantice que el equipo permanezca a una temperatura inferior a su temperatura de fallo durante el período especificado, de forma que pueda trabajarnormalmente y lleve a cabo su parte de las tareas de cierre controlado.

Thermal Ceramics ofrece un rango de productos y sistemas para protección contra incendios de equipos de proceso en plantas petroquímicas así como instalaciones de producción de crudo y gas tanto onshore como offshore. Estos sistemas proporcionanprotección contra fuego en servicios o instalaciones críticas cuando se hallan expuestas a fuego de charco de hidrocarburos o fuegos tipo dardo (jet-fire).

Además de la protección contra fuego en equipos de proceso, también disponemos de sistemas para divisiones cortafuegos como cubiertas, mamparos y muros cortafuegos desde A15 hasta H120 y J30. Los detalles de estos sistemas pueden encontrarse en nuestromanual ‘Naval y Offshore Divisiones cortafuegos’.

Este manual contiene detalles para los siguientes sistemas:

Introducción


4

Aplicación Sistema PáginaRendimiento / Ensayo

Sistema de aislamiento FireMaster conmanta y microporoso

Tuberías 11 - 29

Protección contra fuego de hidrocarburos según EN 13381-4 hasta200 minutosProtección contra dardo de fuego segúnISO 22899-1 hasta 180 minutosResistencia a la explosión hasta 0.5 bares

Sistema FireMasterpara bandejas de cables

Bandejas de cables de instrumentación

49 - 55Protección contra fuego de hidrocarburos durante 30 minutossegún ASTM 1725-95

Depósitos 57 - 62

Manta FireMaster Marine PlusAcero estructural 67 - 74

Protección contra fuego de hidrocarburos según EN 13381-4 hasta 120 minutosProtección contra fuego celulósicosegún EN 13381-4 hasta 180 minutos

Sistema FireMasterpara depósitos

Protección contra dardo de fuego segúnISO 22899-1 hasta 180 minutosResistencia a la explosión hasta 0.5 bares

Sistema de cerramiento flexibleFireMaster FES

Protección contra dardo de fuego según ISO 22899-1 hasta 175 minutos

Válvulas, accionadores ybridas

31 - 48

Sistema de cerramiento rígidoFireMaster RES






Manta FireMastercon vidrio celularFoamglass

Protección contra dardo de fuego segúnOTO 95-634 hasta 60 minutosResistencia a la explosión hasta 0.7 bares

5

Thermal Ceramics ofrece un rango de productos y sistemaspara protección contra incendios de equipos de proceso enplantas petroquímicas así como instalaciones de producciónde crudo y gas tanto onshore como offshore.


Este manual presenta varias soluciones de protección contra fuegos de hidrocarburos otipo jet-fire. El objeto de ensayar estos sistemas no siempre se comprende adecuadamenteya que las normas de referencia son menos prescriptivas que las de otras industrias como la edificación o la naval. El propósito de esta sección es remarcar algunos factores importantes que deben tenerse en cuenta cuando se evalúan los sistemas de proteccióncontra incendios en equipos de proceso.

Requisitos del sistemaLas normativas empleadas habitualmente para la especificación de sistemas de protecciónde pasiva están basadas en garantizar que no se excede la temperatura crítica de elementosestructurales como el acero o las divisiones contra incendios. Mientras que la temperaturacrítica de las secciones de acero aceptada habitualmente es de 400ºC, la temperaturacrítica en equipos de proceso como válvulas, accionadores y bridas es con frecuenciamucho más baja, por ejemplo inferior a 150ºC.

Por tanto, es recomendable garantizar que los sistemas ofrecidos para la protección contraincendios de componentes críticos se ensaye y certifique de forma independiente paragarantizar una protección adecuada, i.e. garantizando que no se excederá la temperaturacrítica de los componentes. Además, todos los componentes (fijación, sellados, etc.) del sistema de protección contra incendios, también deberán probarse como adecuados através de un ensayo de fuego que los pruebe de la misma forma en que deben quedar instalados. Un ensayo de un sistema de protección contra incendios debe demostrar tantola integridad del sistema como su capacidad de aislamiento.

Deben considerarse cuidadosamente las limitaciones de tamaño o masa de los contenidosdel equipo protegido, ya que pueden ser necesarios cambios en el sistema para equiposcon una temperatura crítica inferior o menor capacidad calorífica. En estos casos, la certificación del sistema de protección contra incendios, puede incluir un límite máximo en la relación de la superficie con respecto a la masa (o ‘masividad’) del ítem protegido obien abarcar un método aprobado que cambie las especificaciones de aislamiento para adecuarse a diferentes masas, masividades o temperaturas críticas.

Diseños de fuegoLos fuegos de hidrocarburos tienen diferentes flujos de calor dependiendo de la naturalezadel fuego. Las relaciones temperatura/tiempo estándar son incorporadas a las normas deensayo de fuego para simular fuegos de hidrocarburos que los hornos de ensayo puedenreproducir. Estos procesos contribuyen a la fiabilidad de los ensayos. En algunos casos,podemos considerar otros escenarios de fuego diferentes a los estándares de relación temperatura/tiempo.

Existen varias curvas de fuego de hidrocarburos, como la del Departamento de Energía delReino Unido, la del Directorio de Petróleo noruego, la EN 1363-2:1999, ISO 834-3, ASTM1529 y la UL 1709 son algunas de las que se emplean habitualmente.

En la figura 1 de la página 7 comparamos diferentes escenarios de fuego.

Los Jet-Fires están considerados como de intensidad variable, y a diferencia de los fuegosde hidrocarburos no existe un especificación “estándar” de jet-fire. Donde muchos fuegosde hidrocarburos pueden definirse según una relación de temperatura/tiempo, las exposiciones a un jet-fire se definen por valores de flujo de calor. El flujo de calor obtenidoen los jet-fires no es un valor especificado en la norma ISO 22899-1, que se ha creado paraproporcionar un método de ensayo uniforme, repetible con un grado de fiabilidad y basadoen un flujo de propano de 0.3 Kg/segundo proporcionando el combustible para la llama. Se estima que el flujo de calor obtenido según esta norma ISO 22899-1 es de 240 kW/m²de promedio en el fondo del muro de la zona de ensayo, comparado con la estimación del flujo de calor de 200 kW/m2 que obtenemos en el horno durante una prueba con fuego de hidrocarburos, más información en página 7. En la ISO 22899-2 se podrán alcanzar picos en el flujo de calor de hasta 300 kW/m² de acuerdo con el estándar definidoen la ISO 22899-1.

En algunos casos, se pueden proponer ensayos con flujos de calor superiores a los 240kW/m². Estos ensayos requieren inevitablemente la modificación de los equipos de ensayoespecificados en la norma ISO 22899-1 para obtener estos flujos de calor superiores, y resultando en un ensayo de fuego ‘no estándar’ debido a estas desviaciones. Cuando se valores dichos ensayos debe hacerse con precaución ya que se apartan del método especificado en la ISO 22899-1.

Ensayos y certificación de fuegos de hidrocarburos y dardo de fuego


6

ClasificaciónLa ISO 22899-1 (y el borrador ISO 22899-2) son procedimientos de ensayo de equipos encondiciones de fuego tipo jet-fire. La clasificación de los sistemas ensayados es específica ala aplicación y tiene la siguiente nomenclatura:

JF/Aplicación/Temperatura Crítica/Tiempo hasta la temperatura Crítica

Ejemplo: El espesor de un aislamiento para acero estructural con una temperatura críticade 400ºC protegido durante 120 minutos sería como sigue:

JF/Acero estructural/400ºC/120 minutos

Combinación de fuegos de hidrocarburos y jet-fireLos ensayos tipo jet-fire pueden realizarse durante largos periodos de tiempo (60 y 120minutos son algo común) pero con frecuencia en instalaciones offshore, el escenario defuego consiste en un jet-fire inicial (posiblemente tras una explosión) de corta duraciónseguido de un fuego de hidrocarburos tipo piscina de menor intensidad y mayor duración.La norma ISO 22899-2 nos proporciona pautas para valorar los requerimientos de aislamiento de estos escenarios combinación de jet-fire e hidrocarburos.

La sección 9 de la norma explica el uso de la masividad versus tablas con requerimiento deaislamiento para temperaturas críticas específicas y duraciones del incendio. Estas tablasestán derivadas de ensayos de fuego de hidrocarburos. Para materiales de protección

pasiva, la protección contra jet-fires requiere emplear más aislamiento queen la protección contra fuego de hidrocarburos. La norma ISO 22899-2 introduce el concepto del “factor de erosión” para considerar estos requerimientos de material extra en fuegos tipo jet versus hidrocarburos.

Este “factor de erosión” en los materiales de protección pasiva es el espesor extra requerido para obtener el mismo nivel de protección en unensayo tipo jet-fire como el obtenido en un ensayo de hidrocarburos realizado en un horno. Empleándolo en combinación con tablas de masividad versus espesor para fuegos de hidrocarburos y así podemos determinar el espesor requerido para el escenario del fuego combinado.

Por ejemplo, un escenario de 15 minutos de jet-fire seguido de 30 minutosde fuego de charco de hidrocarburos tendría una duración total de 45 minutos. El espesor del material requerido (e.g. 50mm) para proteger la probeta con el factor de sección deseado se consulta en las tablas de espesores versus masividad para fuegos de hidrocarburos. Después determinamos el factor de erosión para un escenario tipo jet-fire de 15 minutos (e.g. 5mm) y se añade al espesor considerado en los ensayosrealizados en hornos para obtener el espesor total (50+5=55mm).

Un ejemplo detallado de esto cálculos pueden hallarse en página 22. Unaexplicación de los factores de sección y los cálculos pertinentes pueden hallarse en este libro en la sección de protección contra incendios de tuberías y estructuras de acero en las páginas 22-24.

Figura 1: Varios escenarios posibles de fuego7


55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 12015 20 25 30 35 40 45 500 5 10

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

Tiempo transcurrido en minutos

Tem

pera

tura

de

expo

sici

ón (

°C)

Initial temperature = 20°C

HC-fire: 200kW/m2 ISO 834-3

250 kW/m2 Average heat flux of ISO 22899-1 Jet fire test is 240 kW/m²

Jetfire: 1243°C 300 kW/m2

Jetfire: 1176°C 250 kW/m2

HC-fire: 200 kW/m2 ISO 834-3

Cellulose fire: ISO 834-1

300 kW/m2 Maximum heat flux of ISO 22899-1 Jet Fire Test is 300 kW/m²

Cellulose fire: ISO 834-1

Combinación de fuego y explosión En caso de un escape accidental de gas inflamable o líquido volátil en una instalación hay riesgo potencial de explosión. Es posible que el paso de llamas de la explosión prenda una fuente de gas inflamable, resultando en un incendio. Para proteger las plantas de proceso y las estructuras de las sobrepresiones producidas por la explosión de gas es habitual emplear protección pasiva contra incendios. En el caso de que la explosión de gas precede al fuego, la protección pasiva debería permanecer intacta tras la explosión de gas.

Las pruebas de explosión sobre la protección pasiva contra incendios se realizan para evaluar su integridad tras la exposición a las presiones de la explosión. En ausencia de ensayos normalizados internacionales detallando el protocolo para dichas pruebas, el enfoque habitual es realizar una evaluación de la integridad de la probeta del sistema de protección pasiva contra incendios después de la exposición a la onda de choque para evaluar si puede considerarse que proporciona el mismo valor de resistencia al fuegoque un sistema no expuesto a la presión de la explosión.

Los diferentes escenarios potenciales de explosión requieren una reflexióncuidadosa ya que tanto el grado como la duración de la sobrepresión deben incluirse en la prueba. Como estas varían considerablemente en lapráctica, los datos de ensayos disponibles deben ser considerados contra lascondiciones del diseño.

Para detalles de las pruebas de explosión de los sistemas de protección FireMaster de Equipos de proceso, vea las páginas 63-66.


8

Figura 2: Ejemplo de prueba de explosión de gas con valores picode presión y duración

Tiempo (ms)

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

Pre

sión

(m

bar)

53400 53480 53560 53640 53720 53800 53880 53960 54040 54120 54200

P1P2P3P4P5P6P7

Perfiles de carga explosivaEl diagrama inferior muestra un perfil idealizado de presión con relación al tiempo para elcaso de una onda de choque al aire libre. La presión inicial es igual a la presión ambiente yexperimenta un incremento instantáneo a la presión máxima en el momento de llegada.El tiempo necesario para que la presión alcance su valor máximo es muy pequeño y parapropósitos de diseño se considera igual a cero. La presión máxima es también conocidacomo sobrepresión máxima. El valor de la sobrepresión máxima, así como la velocidad depropagación de la onda de coque desciende a medida que aumenta la distancia del centrode la detonación. Después de su valor máximo, la presión desciende con una proporción exponencial hasta que alcanza la presión ambiente; esta es la duración de la fase positiva.

Tras la fase positiva, la presión se reduce a un valor inferior al del valor ambiente (esta es la fase negativa), y retornando finalmente a la presión ambiente. Esta fase negativa es más larga que la positiva. Durante esta fase, las estructuras y los sistemas de protección pasiva contra incendios están sujetos a fuerzas de succión.

Las pruebas de explosión investigan la respuesta de los sistemas de protección pasiva tanto a las sobrepresiones máxima como a las fuerzas de succión resultantes de la explosión. Los valores de sobrepresión máxima y duración positiva son importantes al especificar los escenarios de ensayo de explosión.

9Protección contra incendios de Equipos de proceso

Impulso positive [is]

Presión incidente [Pt]

Impulso negativo [is]

tA+to+to

Tiempo [t]

PresiónPresión máxima

[Pse]

Sobrepresiónmáxima [Pso-Po]

Presión ambiente [Po]

Presión negativa [Pso]

Duración negativa [to]

Duración positive [to]

Tiempo de llegada

[tA]

tA+totA


10

Protección contra fuego FireMaster®

para fuego de hidrocarburos y dardos de fuego en tuberías

FIRE PROTECTION

11


Protección contra fuego Jet-Fire en tuberías de acero

La manta FireMaster® Marine Plus se ha ensayado para la protección de tuberíashasta 200 minutos en fuegos de hidrocarburos según la norma EN 13381-4.

El sistema consiste en mantas FireMaster® Marine Plus de densidad 128Kg/m3

envolviendo la tubería y sujetas con alambre de acero. Se aplica una protección exterior para protección mecánica y contra las condiciones climatológicas.

El mismo sistema se ha ensayado en sistemas tipo jet-fire hasta 60 minutos según lanorma ISO 22899-1. Para obtener protección contra la acción del dardo, añadimosuna protección exterior de acero inoxidable sobre la manta. Se han ensayado dos calidades de acero diferentes para tener una mayor flexibilidad en el diseño.

12

El sistema ha demostrado tener una resistencia a las explosiones de 0.5 bares de sobrepresión. Ver página 65 para más detalles.


Nuestro sistema proporciona una alternativa más económicaa los sistemas tipo colchoneta fabricados a medida y son:

● Ligeros● Fáciles de instalar● Fáciles de rediseñar y modificar in-situ, requiriendo una supervisión mínima● Asequible

ba

c d e f g h

Protección contra fuego Jet-Fire en tuberías de aceroSistema de tuberías de acero. Resistencia a la explosión: 0.5 bares

aRevestimiento de acero para jet-fire, dos alternativas:1. Calidad 316 de espesor 0.7mm2. Calidad 304 de espesor 0.6mm

b Clips de acero inoxidable para retener el fleje de acero(ítem D).

c Tornillos de acero inoxidable galga 8 cada 100mm.

d Fleje (banda) de acero de 20mm de ancho cada 200mm.

eAlambre de acero para retención de la manta FireMaster Marine Pluscolocados a 50mm de los bordes y en el centro de la manta con unespaciado máximo de 300mm.

f Manta Firemaster Marine Plus densidad 128kg/m3 instalada con un mínimode dos capas hasta obtener el espesor requerido según certificación.

g Cinta adhesiva de filamento empleada como fijación temporal de lamanta FireMaster Marine Plus.

h Tubería de acero.


14

Sistema de tuberías de acero - Vista de detalle

c

a

d

b

f

e


b Solape de 75 mm en el revestimiento de acero selladocon masilla FireStop 700 de Dow Corning o equivalente.



eAlambre de acero para retención de la manta FireMasterMarine Plus colocados a 50 mm de los bordes y en elcentro de la manta con un espaciado máximo de 300mm.

f Manta Firemaster Marine Plus densidad 128kg/m³ instalada con un mínimo de dos capas hasta obtener elespesor requerido según certificación.


b c da

e f g h

Sistema de protección contra dardo de fuego en tuberías de acero durante 180 minutos - BTU Flexible Insulation

aRevestimiento de acero - para dardo de fuego: 0.6mm de calidad 304 fijado con remaches de acero inoxidablede 10mm de longitud cada 100mm.

b Clips de acero inoxidable para fijar el fleje de acero (ver ítem D).

c Remaches de acero inoxidable de 10mm de longitud cada 100mm.

d Fleje de acero inoxidable de 20mm de ancho cada 200mm.

eAlambre de acero para retención de la manta FireMaster MarinePlus colocados a 50mm del borde de la manta y en el centro dela manta con una separación máxima de 150mm.

fManta Firemaster Marine Plus densidad 128kg/m³ instalada en una capa hasta obtener el espesor requerido según certificación.

gAislamiento BTU Flexible densidad 220kg/m³ (costuras en sentido longitudinal) instalado en capas de 10mm de espesorhasta obtener el espesor requerido según certificación.



16


Alternativa con envoltura continua

aRevestimiento de acero - para dardo de fuego: 0.6mm de calidad 304 fijado con remaches de acero inoxidablede 10mm de longitud cada 100mm.

b Clips de acero inoxidable para fijar el fleje de acero (ver ítem D).

c

d Fleje de acero inoxidable de 20mm de ancho cada 200mm.

eAlambre de acero para retención de la manta FireMaster Marine Plus colocados a 50mm del borde de la manta y en el centro de la manta con una separación máxima de 150mm.

f38mm o 50mm de manta FireMaster Marine Plus de 128 kg/m³ aplicada en una sola capa hasta conseguir el espesor total certificado.

g

Aislamiento BTU Flexible aplicado en espesor de 20mm,30mm, 40mm o 70mm dependiendo de la masividad de la tubería, duración del fuego (hasta 180 minutos) y aumento admisible de la temperatura crítica. Para másinformación consulte con Morgan Thermal Ceramics. El BTU Flexible puede aplicarse en multiples capas de 10 mm o como una envoltura continua.


b c da

e f

g h

Remaches de acero inoxidable de 10mm de longitudcada 100mm.

Aumento detemperaturatras 60 minutos (ºC)

155

EspesorBTU

20

EspesorFireMaster

50

Espesordel Sistema(mm)

70

Masividad de la tubería (m-1)

115

115305080113

207038108206

14570-70254*

40405090120


265

200

50

230

90


365

280

90

300

165


-

405

220

415

305

155403878345 310 - -

* tested as a drain plug detail see Type Approval Certificate for details


18

Ejemplo del sistema FireMaster® JetWrap en los codosCodos de la tubería

Codos de la tubería - Vista de detalle


b Solape de 75 mm en el revestimiento de acero selladocon masilla FireStop 700 de Dow Corning o equivalente.



eAlambre de acero para retención de la manta FireMasterMarine Plus colocados a 50mm de los bordes y en el centro de la manta con un espaciado máximo de 300mm.

fManta Firemaster Marine Plus densidad 128 Kg/m³ instalada con un mínimo de dos capas hasta obtener elespesor requerido según certificación.

b

c

d e f

a


20

a

b c d e

Protección contra fuego Jet-Fire en tuberías de aceroSistema de tuberías con Foamglass. Resistencia a la explosión: 0.7 bares

a Revestimiento de acero de 0.7mm calidad 316.

b

c Manta Firemaster Marine Plus densidad 128kg/m3 y espesor 25mm.

Solape de 75 mm en el revestimiento de acero sellado con masilla FireStop700 de Dow Corning o equivalente.

dFoamglass T4 de Pittsburgh Corning de 39 mm de espesor y suministradoen forma de coquillas.

e Tubería de acero.


20


Sistema de tuberías con Foamglass - vista de detalle

a Revestimiento de acero de0.7mm calidad 316.

b

c

Fleje (banda) de acero de20mm de ancho cada 200mm.

Tornillos de acero inoxidablegalga 8 cada 100mm.

d

e

c

a

d

b

e

f

f

Solape de 75mm en el revestimiento de acero selladocon masilla FireStop 700 deDow Corning o equivalente.

Manta Firemaster Marine Plusdensidad 128kg/m³y espesor25mm.Cinta de filamento para retención de la manta FireMaster Marine Plus.


22

El espesor del aislamiento que se requiere a aplicar en las tuberías para proporcionar protección contra incendios depende de varios factores. Estos son:

1. Carga del fuego y duración2. Temperatura crítica especificada para la tubería; i.e. la temperatura máxima permitida para la tubería durante el incendio3. La masividad de la tubería; una relación entre el perímetro exterior y el espesor de la tubería4. La temperatura inicial de la tubería

Estos factores son de la mayor importancia al diseñar la protección pasiva.

Temperatura crítica de la tuberíaLas tuberías se protegen normalmente contra incendios de forma que la temperatura semantenga por debajo de los 400ºC, este es el límite típico en el acero estructural para prevenir ruptura o colapso. Otras límites de temperatura pueden también aplicarse. El espesor del aislamiento que debe aplicarse varía con la temperatura crítica de la tubería;aumentando a media que la temperatura crítica desciende para el mismo tipo de tubería.

MasividadLa masividad relaciona la superficie expuesta de la tubería con la cantidad de acero en lapared de la tubería que absorbe calor del fuego.

El acero ofrece un efecto de absorción de calor notable, de forma que al aumentar el espesor de la pared de acero obtenemos una masa extra de acero que calentar, resultandoen un aumento de temperatura más lento. El ratio del incremento de temperatura tambiéndepende de cuanto calor tenemos en la tubería. Este ratio varía con el área disponible para absorber calor. Cuando aumenta el diámetro de la tubería, también lo hace el área expuesta al calor. Cuando el espesor de la pared aumenta, el volumen de acero capaz deabsorber calor también aumenta.

La masividad de una tubería se calcula dividiendo el perímetro exterior de la superficieentre el espesor de la tubería.

Ejemplo:

La tabla a continuación ilustra el efecto de la masividad en el espesor del aislamiento parados tuberías de diferente tamaño:

Los ensayos sobre tuberías están diseñados para relacionar la masividad con el espesor deaislamiento con diferentes temperaturas de fallo, esto requiere realizar una completabatería de ensayos sobre las tuberías. La manta FireMaster Marine Plus se ha ensayadosobre 13 tuberías para poder generar las tablas de espesor según lo indicado en el anexoE4 de la norma EN 13381-4 Ensayos para determinar la contribución a la resistencia alfuego de los elementos estructurales. Parte 4: Protección aplicada a elementos de acero.

Sistema de protección FireMaster® en tuberíasUna guía para la especificación y certificación

Diámetro exterior = 200mm

Espesor de la tubería = 20mm

4 4-Masividad =∏ od/(∏od² ∏id² ) = (∏*0.2)/(∏*0.2²/4 – ∏*0.16²/4)=56m-1

Masividad (m-1)Tipo de tuberíaEspesor del aislamiento requerido para mantener la temperatura de la tubería a 400ºC tras una hora de fuego de hidrocarburos

776 pulgadas Calibre 120 25mm

2053 pulgadas Calibre 40 75mm


Una guía para la especificación y certificación

Carga de fuego y duraciónEl flujo de calor o temperatura a la que se expone la tubería influenciará el espesor del aislamiento requerido para protegerla frente al fuego. En general, se considera que un jet-fire tendrá un flujo de calor más alto que un fuego de hidrocarburos tipo charco y portanto, será necesario más aislamiento cuando aislemos una tubería frente a un jet-fire quefrente a un fuego de hidrocarburos tipo charco.

Un problema al determinar los espesores para sistemas tipo jet-fire es que no es práctico ensayar la gran variedad de tuberías requeridas para obtener suficientes datos que permitan crear las tablas de masividad y espesor.

La solución habitual es ensayar varias dimensiones de tuberías frente a un fuego de hidrocarburos y seleccionar al menos 2 tuberías, que se aislarán después de la misma forma y serán sometidas a un ensayo tipo jet-fire. Podemos obtener así una relación de los aumentos de temperatura obtenidos en cada escenario de fuego. Puede requerirse queensayemos más de 2 tuberías al ensayo jet-fire, dependiendo de la fiabilidad de la relación.

La manta FireMaster Marine Plus se ha ensayado de acuerdo con este procedimiento y conlos resultados obtenidos se ha generado una tabla de espesor vs masividad para proteccióntanto contra jet-fire como contra fuego de hidrocarburos.

Espesores requeridos para jet-fire e hidrocarburosLas tablas de la página 24 comparan los espesores requeridos para protección de varias tuberías con diferentes masividades asumiendo una temperatura crítica de 400ºC durante60 minutos en los dos escenarios: jet-fire e hidrocarburos. Para ver el rango completo detemperaturas críticas y períodos de tiempo, consulte el certificado de Lloyd’s Register.

Además, Morgan Thermal Ceramics puede suministrar un programa informático denominado ‘SectionWizard’ que permite obtener el resultado acorde a lo ensayado yobtener el certificado apropiado sin necesidad de calcular masividades o mirar las tablas.Pueden ver más detalles sobre el ‘SectionWizard’ en la página 65.

Guías para determinar el espesor de manta FireMaster Marine Plus requerido para proteger una tubería frente un fuego combinado jet-fire e hidrocarburosLa norma ISO 22899-2 (sección 9) proporciona las pautas para determinar el espesor de laprotección contra fuego requerida para fuegos combinados de hidrocarburos y jet-fires.

Esto se explica con más detalle en la página 7 de este manual. El siguiente ejemplo ilustra lametodología para tuberías protegidas con manta FireMaster Marine Plus.

Ejemplo: 30 minutos iniciales de jet-fire seguidos de 30 minutos de fuegode hidrocarburos - duración total 60 minutos en una tubería de 6” (Ø150)calibre 40.Empleando los datos obtenidos en los ensayos realizados sobre las tuberías protegidas conmanta FireMaster Marine Plus en estos escenarios, podemos consultar las tablas de espesorvs masividad para diferentes tuberías con sus respectivas masividades.

Con estas tablas podemos determinar el espesor necesario en el ejemplo o (para conseguirmayor exactitud) podemos emplear el programa ‘SectionWizard’ de Morgan Advanced Materials.


24

Pautas indicadas en la ISO 22899-2 para fuegos combinados jet-fire ehidrocarburos.Para la combinación de 30 minutos de jet-fire, seguidos por 30 minutos de fuego de hidrocarburos, esto es lo que nos dice la ISO 22899-2:

1.Selecciona el aislamiento requerido para 60 minutos de fuego de hidrocarburos. 2.Selecciona el aislamiento requerido para 30 minutos de fuego de hidrocarburos. 3.Selecciona el aislamiento requerido para 30 minutos de jet-fire. 4.Calcula el ‘factor de erosión’ de jet-fire versus fuego de hidrocarburo para 30 minutos restando el espesor obtenido en (2) de (3). 5.Añade este ‘factor de erosión’ al espesor requerido para 60 minutos de fuego de hidrocarburos obtenido en (1).

Para este ejemplo:tubería de 6” calibre 40 – masividad 147m-1 asumiendo temperatura crítica para la tuberíade 400ºC 1.Espesor requerido para 60 minutos de fuego de hidrocarburos = 51mm. 2.Espesor requerido para 30 minutos de fuego de hidrocarburos = 25mm. 3.Espesor requerido para 30 minutos de jet-fire = 38mm. 4. ‘Factor de erosión’ según sección 9 de ISO 22899-2 para 30 minutos de Jet Fire = 38-25 = 13mm. 5.Espesor requerido para fuego combinado = 51+13 = 64mm. Empleando el espesor estándar para mantas FireMaster redondearíamos a 75mm (25+50mm).

(1) Para temperaturas críticas de 400ºC en tuberías sometidas a jet-fire, debe emplearse el espesor correspondiente a una temperatura crítica de 200ºC en la tubería de acuerdo con el certificado del sistema para tuberías en fuegos de hidrocarburos y jet-fires. El programa Sección Wizard puede emplearse para obtener espesores exactos si las tablas estándar no están disponibles ono proporcionan datos lo suficientemente precisos.

Espesores estándar de manta FireMaster Marine Plus requeridos para limitar el aumento de temperatura de una tubería de acero a 400ºC para fuegos dehidrocarburos o jet-fires con una duración de 60 minutos.

Una guía para la especificación y certificación

Fuego de hidrocarburosMasividad (m-1) de la tubería

25mm≤ 75

38mm76 to 105

50mm106 to 145

63mm146 to 200

75mm201 to 275

88mm276 to 400

Jet fire

51mm

Masividad (m-1) de la tubería

≤ 65

63mm66 to 85

75mm86 to 110

88mm110 to 160

100mm151 to 205

Propiedades de aislamiento acústico del sistema FireMaster de protección contra fuego en tuberías

Esquema de la disposición del ensayo para medir la pérdida por inserción según la norma ISO 15665:2003

25

Para el aislamiento que va a utilizarse sobre tuberías, los valores genéricos de atenuaciónacústica no son suficientes. Los valores de atenuación acústica deben ser medidos en tuberías protegidas con el sistema de aislamiento concreto.

Las pruebas de atenuación acústica emplean el método de pérdida por inserción de lanorma ISO 15665:2003.

Tuberías de 3 diámetros diferentes (DN100, DN300 y DN600) protegidas con el sistemade aislamiento son evaluadas. Las pérdidas por inserción hasta el DN1000 pueden ser extrapoladas de acuerdo con la ISO 15665 de forma que podamos obtener clasificación delas 3 dimensiones de tubería especificadas en la norma.

El concepto básico de la pérdida por inserción es simple. “Ruido rosa” en la banda de 1/3de octava sobre un rango de frecuencias de 50 a 10,00 Hz es introducido en las 3 tuberíasque están instaladas en una cámara anecoica. La transmisión de sonido de cada tubería esmedida. El primer ensayo se realiza en un grupo de tuberías sin proteger y luego en ungrupo de tuberías con el sistema de aislamiento que se está analizando. Los valores detransmisión acústica para tuberías protegidas y sin proteger pueden compararse de formaque obtenemos el valor de reducción del sistema aislante. El croquis general del ensayo semuestra en la ilustración de la derecha.

Aunque sencillo en su concepto, las prestaciones del aislamiento acústico de una tuberíason complicadas debido a la interacción de la tubería con el sistema de aislamiento. La vibración de la tubería a bajas frecuencias es una fuente de sonido adicional y la transmisión del sonido vibrado a través del revestimiento exterior influenciará la atenuación acústica integral. La atenuación acústica variará con el diámetro de la tubería (ya que un área mayor aumento la transmisión del sonido) y el rango de frecuencias (vibraciones de baja frecuencia y “repiqueteo” del sistema puede ser significativo para sistemas de aislamiento de baja densidad). Las propiedades de los materiales del revestimiento exterior también son importantes.

Prestaciones ensayadas del Sistema FireMaster de protección de tuberíasSe han realizado diversos ensayos en este sistema para investigar las prestaciones de variosespesores de manta FireMaster Marine Plus con varios espesores de revestimiento deacero y también la influencia de materiales anti-repiqueteo para mejor la transmisión desonidos de baja frecuencia.

Los sistemas ensayados y los resultados están resumidos en las tablas 1 y 2 (páginas 44 y 45).Debe tenerse en cuenta que los valores negativos indican un incremento en la transmisióndel sonido (i.e. una “mala” reducción del sonido) comparado con sistemas sin aislar, estasituación no es inusual.


Terminación anecoica

Soporte elástico

Volumen del cuartode prueba 77,5 m3

Altavoz

Junta flexible

Micrófono de referencia dentro del conducto


26

Sistema de aislamiento

Manta FireMaster Marine Plus 50mm + Revestimiento exteriorde acero de 0.6 mm

DN 100

Tubería

DN 300

DN 600

-8

63

-5

-4

-12

125

-6

-4

-6

250

-7

-5

1

500

3

3

13

1000

13

1

20

2000

25

21

23

4000

29

35

32

8000

41

44

Frecuencia (Hz)

Manta FireMaster Marine Plus 50mm + Revestimiento exteriorde acero de 1 mm

DN 100

DN 300

DN 600

2

-2

-2

-3

-6

-4

1

-5

-5

6

1

2

11

8

10

12

20

19

27

26

33

36

39

42

Tabla 1: Perdida por inserción (dB) en la banda de la tercera octava para manta FireMaster Marine Plus 128 Kg/m3 aplicada en tuberías

Manta FireMaster Marine Plus75mm + Revestimiento exteriorde acero de 0.8 mm

DN 100

DN 300

DN 600

3

-7

-6

0

-16

-9

-6

-4

-2

4

2

5

10

13

20

21

26

30

33

31

42

42

36

37


DN 100

DN 300

DN 600

-10

-7

-9

-16

-7

-14

-7

-1

0

5

5

13

13

15

27

21

26

33

28

32

46

33

50

47

Disposición típica para el ensayode tuberías aisladas con el sistema FireMaster de proteccióncontra fuego de tuberías




Manta FireMaster Marine Plus50mm + Revestimiento exterior de acero de 0.6 mm

DN 100

Tubería

-8

63

-12

125

-6

250

1

500

13

1000

20

2000

23

4000

32

8000

Frecuencia (Hz)

Manta FireMaster Marine Plus 50mm + Revestimiento exterior de acero de 0.6 mm + 3 mm de compuesto anti-repiqueteo

-5 -4 -4 3 12 27 33 35

Tabla 2: Perdida por inserción (dB) en la banda de la tercera octava para manta FireMaster Marine Plus 128 Kg/m3 y compuesto anti-repiqueteo aplicada en tuberías

Manta FireMaster Marine Plus 75mm + Revestimiento exterior de acero de 0.8 mm

DN 300

-7 -16 -4 2 13 26 31 36


-8 -7 -2 5 16 31 37 32

Manta FireMaster Marine Plus 75mm + Revestimiento exterior de acero de 0.8 mm

DN 600

-6 -9 -2 5 20 30 42 37


-4 -9 -1 8 25 35 44 39

27



28


Tabla 3: Perdida por inserción (dB) en la banda de la tercera octava para manta FireMaster Marine Plus 128 Kg/m3

con y sin revestimiento exterior aplicada en tuberías


Manta FireMaster Marine Plus50mm sin revestimiento exterior

Tubería

-1

63

-5

125

-6

250

3

500

12

1000

23

2000

35

4000

32

8000

Frecuencia (Hz)


-4 -4 -5 3 11 21 35 44

Manta FireMaster Marine Plus50mm + Revestimiento exteriorde acero de 1 mm

-2 -4 -5 2 10 19 33 42

DN 600

DN 600

DN 600

Nota importante sobre los resultadosobtenidos en el testLas frecuencias de 63 dB y 125 dB están por debajo de la frecuencia más baja de la cámara empleada deacuerdo con la ISO 3741. Los valores medidos de pérdida por inserción que figuran en las tablas han sidoincrementados en 3 dB de acuerdo con lo especificadoen el informe de ensayo.

La frecuencia de 250 dB está muy próxima a la frecuencia límite de la cámara de ensayo y los valores de pérdida por inserción que figuran en las tablas hansido incrementado en 1dB con respecto a los medidos,de nuevo viene especificado en el informe de ensayo.



Clases de transmisión de sonido según ISO 15665:2003El valor mínimo de pérdida por inserción requerido para cada clase se indica abajo comoreferencia. Para usar esta información, debe considerarse lo siguiente:

1. El propósito principal de la manta FireMaster Marine Plus es dar protección contra incendios y no alcanzar una clasificación determinada de transmisión de sonido.

2. Para conseguir una resistencia frente al jet fire, la elección del material de revestimiento requerido para alcanzarla puede no ser el óptimo desde un punto de vista acústico.

3. Cuando se diseña una solución de protección contra incendios, el espesor del aislamiento varía de acuerdo con la temperatura crítica de la tubería (y las posibles temperaturas de operación) y la masividad de la tubería. Puede darse el caso de que no se cumplan con los límites de clases de aislamiento acústico en todas las bandas de la octava. Como ejemplo, el diámetro exterior del

sistema de aislamiento aumenta debido a los altos espesores del aislamiento, por lo que la pérdida por inserción resulta peor en muy bajas frecuencias de la octava.

<300

<650

<1000

-4

125

-4

-4

-4

250

-4

-5

2

500

2

3

9

1000

9

1

16

2000

16

21

22

4000

22

35

29

8000

29

44

Frecuencia (Hz)

Diámetro Maxtubería (mm)

≥300

≥650

Diámetro Min tubería (mm)

A1

A2

A3

Clase

<300

<650

<1000

-9

-9

-7

-3

-3

2

3

6

11

11

15

20

19

24

29

37

33

36

35

42

42

≥300

≥650

B1

B2

B3

<300

<650

<1000

-5

-7

-1

-1

4

9

11

14

17

23

24

26

34

34

34

38

38

38

42

42

42

≥300

≥650

C1

C2

C3

29


30

FireMaster® (RES)Sistema de

cerramiento rígido

FIRE PROTECTION

31

FireMaster® RES - Sistema de cerramiento rígido

El Sistema de cerramiento rígido Firemaster® consiste en un cerramiento fabricado en acero inoxidable incorporandonuestros materiales aislantes de altas prestaciones.

Se ha ensayado para protección contra jet-fire de válvulas, actuadores y bridas de tuberías bajo la norma ISO 22899-1hasta 60 minutos. Ítems de muy baja temperatura críticapueden protegerse debido al alto rendimiento del aislamiento,que se empleado en la fabricación de estas protecciones.

El sistema FireMaster® RES se fabrica a medida en seccionesdiseñadas para encajar alrededor del cada sección donde serequiere la protección y puede incorporar drenaje de agua asícomo escotillas de inspección si así se requieren.


32

● El sistema es fácil de instalar o retirar empleando un sencillo sistema de fijación con clips con materiales sellantes en caso de fuego ya incorporados en la carcasa.

● La robusta carcasa de acero inoxidable es especialmente apropiada para su uso a la intemperie.


● El sistema ha demostrado tener una resistencia a las explosiones de 0.5 bares de sobrepresión. Ver página 65 para más detalles.


34

FireMaster® RES - Sistema de cerramiento rígido


Para unidades de gran tamaño que requieren protección contra fuego, el sistema RES se instala como paneles en una estructura de soporte.

Mostramos un ejemplo en las fotografías de una plataforma para actuadores protegida contrajet-fire de 50 minutos. Las dimensiones exteriores fueron 4m de largo x 2.2 de ancho y

2.8 de altura. Podemos incorporar puertas acceso en el sistema de paneles.

FireMaster® RES - Sistema de cerramiento rígidoSistema de cerramiento rígido - vista de detalle

ba c d e

Sistema de cerramiento rígido - Sistema 1, mostrando la carcasa exterior de acero inoxidable

a Tubería. El sistema RES se aplica sobre el aislamiento de la tuberíadonde hemos encajado la protección contra fuego.

b

c Válvula.

Collar integral incorporando aislamiento.

d Carcasa interna de acero inoxidable ligero.

e Carcasa exterior de acero inoxidable 316.


36

edcba

Sistema de cerramiento rígido - vista de detalle

Sistema de cerramiento rígido - Sistema 2, mostrando la carcasa exterior de acero inoxidable


a Tubería. El sistema RES se aplica sobre el aislamiento de la tuberíadonde hemos encajado la protección contra fuego.

b

c Brida.

Carcasa interna de acero inoxidable ligero.

d Clips de retención para la carcasa del RES.

e Collar anexo para la tubería incorporando aislamiento.

FireMaster® RES - Sistema de cerramiento rígidoFireMaster® Sistema de cerramiento rígido - protección contra fuego de bridas

ba

c d

Sistema de cerramiento rígido - protección contra fuego de bridas

a Carcasa exterior de acero inoxidable 316.

b

c Collar integral incorporando aislamiento.

Clips de retención para la carcasa del RES.

d Tubería. El sistema RES se aplica sobre el aislamiento de la tuberíadonde hemos encajado la protección contra fuego.


38

Protección contra fuego de válvulas y actuadores

Los estándares más comunes para probar sistemas de protección pasiva contra incendiosestán normalmente basados en garantizar que no se exceda la temperatura crítica de elementos estructurales como vigas o divisiones cortafuegos. Aunque las estructurasmetálicas para construcción pueden tener una temperatura crítica de 400ºC, los límites de temperatura de los equipos de proceso como válvulas o actuadores es habitualmentemucho más baja; por ejemplo inferior a 150ºC.

Por lo tanto, se aconseja examinar con atención los sistemas ofrecidos para este tipo decomponentes críticos estén ensayados por organismos independientes y certificados como protección adecuada, i.e.garantizar que no se exceda la temperatura crítica del componente. Además, todos los materiales del sistema (fijación, sellantes) tal y comodeben quedar instalados deberían probarse como adecuados con el correspondiente ensayo. Donde hay cerramientos de tamaño diferente al ensayado, el diseño (e.g. juntas y localizaciones) debería quedar autorizado a través de una certificación específica.

Un ensayo de fuego en un cerramiento demuestra tanto la integridad del aislamiento como su capacidad de aislamiento. Debe considerarse cuidadosamente las limitaciones en tamaño o masa del contenido del cerramiento tal y como se ensaya, ya que pueden ser necesarios cambios en el ignifugado de cada cerramiento en los casos en que la temperatura crítica sea más baja o la capacidad calorífica menor. En estos casos, la certificación para el cerramiento puede indicar un límite máximo de la relación entre superficie y masa (masividad o factor de sección) de los contenidos o abarcar métodos alternativos aprobados para la especificación del ignifugado, de forma que se adapte a diferentes valores de masa, masividad o temperaturas críticas.

FireMaster® RES Ensayos independientes y CertificacionesExisten dos diseños para el sistema de ignifugado RES, ambos han sido ensayados incorporando registros, tapones de drenaje y sistemas de aislamiento alternativos. Los ensayos emplean el sistema RES para proteger una probeta con forma de sección tubularde acero con una pieza central construida para representar el cuerpo de una válvula o unactuador de masividad máxima 80m-1 completamente protegido por el cerramiento.

Duración 60 minutosEl sistema RES ha sido ensayado en 2 pruebas verificadas por Lloyds Register y realizadasen el laboratorio de DNV-GL en Spadeadam, Reino Unido, de acuerdo con la norma ISO22899-1 para cuerpos tubulares.

Los certificados para el sistema FireMaster® RES son como sigue:Masividad máxima del ítem a proteger: 80m-1

Sistema de aislamiento 1JF/Componentes de sistema de tuberías/125/60JF/Componentes de sistema de tuberías/75/45JF/Componentes de sistema de tuberías/35/30

Sistema de aislamiento 2JF/Componentes de sistema de tuberías/220/60JF/Componentes de sistema de tuberías/130/45JF/Componentes de sistema de tuberías/50/30

Resistencia a la explosionEl sistema RES ha sido ensayado en el laboratorio de de DNV-GL en Spadeadam para resistencia a las sobrepresiones de hasta 0.5 bares de las explosiones de gas Ver página 65para más detalles.



40

Sistema de cerramiento flexible

FireMaster® (FES)

FIRE PROTECTION

41

Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES)Protección contra Jet Fire – para equipos vulnerables con baja temperatura crítica

El Sistema de cerramiento FireMaster® está diseñado específicamente para proporcionar protección contra jetfires de alto rendimiento, especialmente para equipos vulnerables con un límite de temperatura crítica bajo.

Los sistemas flexibles son más ligeros que los rígidos, y se emplean habitualmente cuando las regulaciones no requieren cerramientos metálicos sino un sistema fácil deretirar.


42

El Sistema está certificado por Lloyds Register para protección de tuberías frente a jet fire hasta 150 minutos y para barreras cortafuego, depósitos y cerramientos que incorporan bordes frente a jet fire hasta 175 minutos.


43

El FireMaster® (FES) contiene manta FireMaster XLS de baja conductividad térmica y aislamiento microporoso flexible encapsuladosen una capa exterior de tejido resistente al jet fire y a las inclemencias del tiempo. El uso de este tejido especial evita la necesidad de mallas metálicas rígidas o foils en el tejido, facilitando la instalación.

a b c d e


Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES) – Tuberías

El espesor de la colchoneta es de 70 mm (2 x 25 mm de FireMaster XLS y 2 x 10 mmde aislamiento microporoso). El tejido exterior enfrentado al jet fire es diferente del tejido interior. El exterior es resistente al fuego y el interior resiste únicamente las inclemencias del tiempo.La colchoneta queda fijada en su lugar con correas y cordón, y hay un solape en las juntas. Ver información adicional.


44

a Tejido exterior resistente al jet fire, tejido interior siliconado resistente ainclemencias del tiempo.

b

c Colchoneta fijada con correas.

2 x 25 mm de FireMaster XLS y 2 x 10 mm de aislamiento microporoso.

d Correas de tejido que fijan la colchoneta durante la instalación.

e Cordón de alambre para dejar la colchoneta fijada.

Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES) - vista de detalle

a Clips de retención.

b

c Banda textil para facilitar la fijación del FES a las tuberías.

Alambre de acero inoxidable.

d Correas de acero inoxidable.

e Colchoneta FES.

c

a

d

b

e




46

Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES) – Barreras cortafuego y Depósitoss

La disposición del sistema es igual al detallado en la sección de tuberías de las páginas 44 y 45 exceptoporque no hay un solape de la colchoneta en los bordes. En su lugar la capa de tejido exterior se extiendedesde el borde de la colchoneta y se coloca sobre la junta (i.e. no hay solape del aislamiento – sólo eltejido).).

a - b

La colchoneta FES se instalacon juntas comprimidas. El borde de cada sección del FES tiene una extensiónde 70 mm del tejido exteriorpara cubrir la junta comprimida entre las colchonetas. Estas juntas se acordonan con alambre de acero inoxidable y clips.

c

a

b

c Colchoneta FES.

a b c d

a Clips de fijación de acero inoxidable.

b

cSolape de juntas. La colchoneta FES se fabrica con una exention de 70 mm del tejido exterior en el borde.Los bordes de cada colchoneta se instalan comprimidos y el solape de 70 mm cubre la junta. Las juntas sefijan en su lugar con alambre de acero inoxidable.

Alambre de acero inoxidable.

d Colchoneta FES.

Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES)


Sistema de cerramiento flexible FireMaster® (FES) – Cerramientos

El uso de este tipo de sistemas para cerramientos (i.e. donde también podríamos emplear un RES o cualquier cosa con un “borde”) requiere evidencia de ensayo para demostrar que el borde puede resistir el impacto del jet fire. La manera habitual de hacerlo es incorporando una sección alzada al test de pared, simulando los bordes de una caja. Pueden verse los detalles en laprobeta del test de pared, página 48.

La certificación emitida por Lloyds Register para el FireMaster FES permite emplearlocomo protección contra fuego en aplicaciones de “tuberías, depósitos a presión, válvulascon paneles planos con o sin bordes y cantos”.

El diseño de los ensayos realizados sobre el sistema tuvo en cuenta que la idoneidad del sistema para cerramientos debía ser demostrada adecuadamente. Cuando las colchonetasflexibles se instalan sobre un ítem con un borde, existe el riesgo de que el borde exteriorno pueda resistir el efecto erosivo de la llama del jet fire. Para demostrar que el FireMasterFES podía resistir estas condiciones, una probeta incorporando una sección alzada fuesometida a un test de jet fire de175 minutos de duración. Se instalaron termopares adicionales en las secciones del ángulo y en parte posterior de la sección elevada parademostrar el rendimiento aislante del sistema.

Prestaciones sistema FireMaster de cerramiento flexible (FES) en los ensayos de fuego


48

Detalle del ánguloelevado en la probetadel test de jet fire

Barreras cortafuegos y Depósitos a presiónSecciones tubulares (masividad máxima 128m-1)

JF/25/15JF/Secciones tubulares/23/15






Clasificación del sistema FireMaster FES de acuerdo con ISO 22899-1 / ISO 22899-2

JF/272/165

JF/277/175

Protección FireMaster®

de bandejas de cables de instrumentación

FIRE PROTECTION

49

Protección contra fuego de bandejas de cables de instrumentaciónProtección contra fuego de hidrocarburos durante 30 minutos

Este sistema FireMaster® aísla las bandejas de cables que llevan los cables de control de instrumentación para asegurarque los cables puedan operar durante el tiempo necesariopara garantizar el proceso de cierre durante los incendios.

El sistema de envoltura de la bandeja FireMaster® ofrece 30 minutos de protección contra incendios de hidrocarburospara bandejas de cables que llevan los cables de control.

La envoltura de la bandeja de cables FireMaster® consiste en manta FireMaster® Marine Plus totalmente encapsuladaen foil de aluminio reforzado y se suministra en rollos. Se envuelve alrededor del exterior de la bandeja de cable y sujetacon fleje de acero. En caso de requerir protección adicionalcontra la intemperie podemos colocar láminas de aluminio ondulado.


50

● El sistema de envoltura de bandejas de cables FireMaster® ha sido instalado en muchas plantas de proceso químico por todo el mundo y está ensayado según la rigurosa norma ASTM E1725.

● Se puede instalar en una sola capa, lo que reduce el tiempo de instalación y la envoltura puede retirarse fácilmente de la bandeja si es necesario hacer alguna modificación en la bandeja.


a b c d e f

Protección contra fuego de bandejas de cables de instrumentaciónProtección contra fuego de hidrocarburos durante 30 minutos

a Bandeja de cables que contiene los cables de instrumentación.

b

c Malla para prevenir concavidades en la parte superior de la bandeja de cables.

Flejes cada 150mm utilizados para apoyar una malla en la parte superior de las bandejas abiertas.

d

Flejes de acero inoxidable de al menos 12mm de ancho instalados a 40mm del borde de cada pieza de envoltura y otra en el centro. Si se está instalando envoltura de 1220mm de ancho, el espacio máximo entre los flejes debe ser de 250mm. Las bandas deben apretarse con el fin de sujetar firmemente la envoltura a la bandeja, pero no tan apretado como para que llegue a cortarlo.

eEnvoltura FireMaster de 50mm de espesor suministrada en anchos de 610mm o 1220mm. Instalado en una capa con juntas solapadas de 75mm. Se pueden instalar flejes adicionales cuandosea necesario, como en los codos de 90 grados y se dobla para asegurar empalmes ceñidos.

f Solape de 75mm entre piezas de envoltura adyacentes.


52

a b c d e f

Protección en bandejas de cables con sistema opcional de protección contra la intemperie

a Bandeja de cables que contiene los cables de instrumentación.

b

c Malla para prevenir concavidades en la parte superior de la bandeja de cables.

Flejes cada 150mm utilizados para apoyar una malla en la parte superior de las bandejas abiertas.

d

Flejes de acero inoxidable de al menos 12mm de ancho instalados a 40mm del borde de cada pieza de envoltura y otra en el centro. Si se está instalando envoltura de 1220mm de ancho, el espacio máximo entre los flejes debe ser de 250mm. Las bandas deben apretarse con el fin de sujetar firmemente la envoltura a la bandeja, pero no tan apretado como para que llegue a cortarlo.

e Envoltura FireMaster de 50 mm de espesor suministrada en anchos de 610mm o 1220mm. Instalado en una capa con juntas solapadas de 75mm.

f Chapa de aluminio ondulado de 0.6mm de espesor para protección contra la intemperie.


La protección de las bandejas de cables de instrumentación tiene varios propósitos. Principalmente son:

• Mantener la operatividad de los cables en un incendio• Prevenir la emisión de gases corrosivos / tóxicos cuando se quema el cable• Protección de los bomberos• Ayuda a la evacuación• Reducir al mínimo el daño a largo plazo a las instalaciones de los cables

La norma ASTM E1725-95 “Métodos de prueba estándar para Pruebas de resistencia alfuego de Sistemas de barrera para componentes de sistemas eléctricos” está diseñada para medir y describir la respuesta de los materiales, productos o ensamblajes del sistemaeléctrico frente al calor o llamas en condiciones controladas. Esta prueba puede llevarse a cabo utilizando curvas de fuego celulósicas o de hidrocarburos (ASTM E119 y E1529 respectivamente).

La guía API 2218 “Prácticas de Ignifugado en planta de proceso de petróleo y petroquímicas” establece esta norma ASTM E1725-95 como de aplicación pero debe ser llevada a cabo utilizando una curva de temperatura/tiempo de incendios de hidrocarburos.

En la API 2218 se considera que la curvas de hidrocarburos ASTM E1529 y UL 1709 sonfuncionalmente equivalentes. Estas curvas de fuego son similares. La curva ASTM E1529 es ligeramente mayor en temperatura que la UL 1709 y especifica un flujo de calor tomadode las mediciones de los incendios de hidrocarburos tipo piscina (véase el Apéndice 1 de lanorma ASTM E1529 para más información).

Las dos curvas de fuego se muestran a continuación.

El método de ensayos ASTM E1725-95 tiene requisitos estrictos de rendimiento de la proteccióncontra incendios en la bandeja de cables. Las principales características de la prueba son:

• La prueba se realiza a presión positiva en al menos la mitad del ensamblaje ensayado• Los termopares están dispuestos en conjuntos, fijados en la bandeja cada 150mm en ambos carriles de la bandeja de cables, y cada 150mm en un alambre de cobre desnudo centrado en la bandeja• La bandeja de cables se ensaya sin cables, proporcionando la aprobación de 0% a 100% de carga de cables• El fallo se determina cuando un conjunto de termopares alcanza un incremento de temperatura 121°C (250°F) o cualquier termopar alcanza los 163°C (325°F)

Ensayos y certificación de la protección para bandejas de cables


54

Time in minutes

ASTM E1529 and UL 1709 Fire Curves

Tem

pera

ture

(°C

)

60 7020 30 40 500 10

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

UL 1709 Curve

ASTM E1529 Curve

Specified Heat Fluxes

ASTM E1529: 158 kW/m² heat flux (±8 kw/m²)

UL 1709: 204 kW/m² heat flux (±16 lw/m²)

Ensayos y certificación de la protección para bandejas de cables

Evaluando el rendimiento de los sistemas de aislamiento contra incendios en bandejas de cables usando la temperatura de los cables en lugar de la integridaddel circuito.

La norma ASTM E1725 utiliza la temperatura en la bandeja de cables como criterio de fallo debido a que la integridad del circuito ha demostrado ser un indicador poco fiable de fallo de un cable.

Este es el resultado de investigaciones que indicaron que cables considerados como decomposición y calificación idénticas tuvieron diferentes temperaturas de fallo operativo.Esto significa que el fallo en la integridad del circuito no puede establecerse de forma fiable como que ocurrirá en el mismo momento en caso de incendio. Por lo tanto, es másfiable establecer una temperatura máxima más allá de la cual, cualquier cable puede serconsiderado en riesgo de fallo.

El uso de temperatura del cable como criterio de fallo asegura que la temperatura máximaa la que la funcionalidad de cualquier cable queda comprometida no se supera, incluso si la integridad del circuito se puede mantener mediante el cable de la muestra utilizada en la prueba de fuego. Por otra parte, la medición de la bandeja en vez de temperatura delcable, con una bandeja vacía, permite en la práctica aplicar este resultado a cualquier cargade cables.

Aprobación de la certificaciónEl sistema FireMaster para bandejas de cables de instrumentación está aprobado por Factory Mutual para 30 minutos de protección contra incendios de hidrocarburos en bandejas de cables de instrumentación de acuerdo con la norma ASTM E1725-95 utilizandola curva de fuego de hidrocarburos ASTM E1529.

La aprobación de FM es válida para la fabricación de esta envoltura FireMaster en plantasde Morgan Advanced Materials repartidas por en todo el mundo.



56

Sistema FireMaster®

para protección de depósitos

FIRE PROTECTION

57

Sistema FireMaster® para protección de depósitosProtección de depósitos contra fuego de hidrocarburos

La manta FireMaster® Marine Plus se aplica a depósitos de proceso (depósito de la antorcha, vasosde separación, etc.) para garantizar su integridad estructural en caso de fuego de hidrocarburos.

El sistema emplea un substrato de malla metálica fijada al depósito, con tiras de la malla cortadas formando pinchos sobre los que la manta FireMaster®queda empalada. La malla se fija al depósito plegandosecciones adyacentes entre ellas, una característicaimportante ya que no está permitido soldar fijaciones.


58

El sistema ha demostrado tener una resistencia a las explosiones de 0.5 bares de sobrepresión.Ver página 65 para más detalles.

● El revestimiento protector contra la intemperie del sistema se aplica empleando soportes anulares.

● Ensayado frente a fuego de hidrocarburos tipo piscina durante 3 horas. Ensayado frente a fuego 190 minutos protección contra dardo de fuego ISO 22899-1 la norma. JF/Process Vessel/195/ 180. La manta no sólo proporciona protección contra fuego sino que también provee de aislamiento térmico al depósito.

● Ideal para depósitos que operan a temperaturas por encima de la ambiente, donde los materiales de protección contra incendios que reaccionan con el calor no podrían emplearse sin antes instalar un aislamiento secundario alrededor del depósito.


a b c d e

Sistema FireMaster® para protección de depósitosProtección de depósitos contra fuego de hidrocarburos

a Soporte anular del revestimiento exterior.

b

c Manta FireMaster Marine Plus con foil de aluminio.

Soporte de las fijaciones de la manta FireMaster Marine Plus.

d Arandelas de retención para la manta FireMaster Marine Plus.

e Revestimiento exterior.


60

Protección de depósitos de proceso contra fuego de hidrocarburos - vista de detalle

c

a

d

b

fe

a

Soporte anular para el revestimiento exterior colocado sobre el cuerpo del depósito. Banda plana de acero inoxidable304 y 3mm de espesor para formar un soporte anular de altura igual al aislamiento empleando, los soportes tienen refuerzos de 3mm cada 200mm. Quedan colocados sobre la malla de fijación y sujetos sobre los bordes. Si se requiere, puede colocarse cinta de fibra de vidrio para evitar contacto directo con el acero del depósito, pero no serequiere para las prestaciones de protección contra fuego. Los soportes anulares se espacian a no más de 125mm del borde del revestiemiento y cada 600mm. Como el ancho de la manta FireMaster es de 610mm, un espaciado de600mm es el más adecuado. La manta FireMaster debe encajarse comprimida en los soportes anulares empleandouna tira de manta al efecto o insertando los bordes de la manta en la cámara que queda bajo el soporte.

b

Fijación para la manta FireMaster Marine Plus. Malla soldada de 50 x 50mm en acero inoxidable o galvanizado, y alambre de grueso 2mm. La malla se corta y el alambre cortado se alza hacia arriba formado un anclaje de longitud suficiente para retener el aislamiento cada 200 mm. Las láminas de malla se empalman doblando los bordes en los extremos. Si es necesario soporte adicional para la malla, puede conseguirse empleando fleje de acero.

dArandela de retención para la manta, normalmente circulares con diámetro 38mm y de tipo frición. En acero inoxidable o galvanizado. La parte alzada de la malla se dobla sobre la arandela para asegurar esta.

e

Revestimiento exterior apropiado para el escenario de incencdio. Para dados de fuego se emplea acero inoxidablecalidad 304 de espesor 0.6mm.

c

Manta FireMaster Marine Plus d.128kg/m3 instalada en dos capas con foil de aluminio (opcional). El espesor debe a emplear debe ser el apropiado para la aplicación, considerando el tipo de fuego, la duración y la temperatura crítica.Este sistema se ha ensayado hasta 190 minutos en un Dardo de fuego según ISO 22899-1 empleando 88mm de mantaFireMaster Marine Plus y consiguiendo una clasificación de JF/Depósitos de Proceso/20/180. Contacte con MorganThermal Ceramics para que le aconseje sobre el espesor más adecuado para cada aplicación.


f

Malla opcional.

Sistema FireMaster® para protección de depósitosProtección de depósitos de proceso contra fuego de hidrocarburos - vista de detalle

a

b

aRevestimiento exterior en los extremos abovedados del depósito. Los segmentos tienen las juntas estampadas. El tipo de acero de los segmentos estádefinido en el punto (b). Normalmente no se requieren anillos anulares en los extremos del depósito.

bRevestimiento exterior del cuerpo principal del depósito. Para dardos de fuego de hasta 190 minutos de duración, debería emplearse acero inoxidable304 de 0.6mm de espesor. Los solapes del revestimiento exterior deben ser de 75mm. El panel superior del revestimiento tiene los bordes estampados(ver detalle más abajo).

Las fijaciones empleadas para unir las secciones entre sí se insertan centralmente en la estampación. Donde se encuentran los bordes estampados (e.g.bordes horizontales o verticales), el estampado termina a 75mm del borde para permitir un solape ajustado.

La fijación de los segmentos de revestimiento se hará con tornillos de acero inoxidable del nº 8 o remaches de diámetro 10mm en acero inoxidable cada100mm.

Para el apoyo secundario del revestimiento, pueden emplearse flejes de acero inoxidable de 20mm de ancho cada 200mm, pero no forman parte de losrequisitos del sistema de protección contra incendios. Una masilla sellante puede emplearse entre las juntas del revestimiento, si se juzga necesario parala protección contra la intemperie, pero no es un requisito del sistema de protección contra incendios.


62

Junta estampada del revestimiento con lostornillos colocados directamente en la junta.

Ensayos de resistencia a la explosiónde sistemas FireMaster®

de protección de equipos de proceso

FIRE PROTECTION

63

Ensayos de resistencia a la explosión de sistemas FireMaster® de protección de equipos de proceso


64

Los siguientes sistemas fueron ensayados para resistencia a la explosión en las instalaciones de DNV-GL Spadeadam en 2015:• Sistema FireMaster de protección contra fuego de depósitos• Sistema FireMaster RES instalado en una tubería de 3 pulgadas y Schedule xxs• Sistema FireMaster para protección de tuberías o en una tubería de pulgadas y schedule 40 y dos opciones de aislamiento: • Manta FireMaster Marine Plus de 76mm + 40mm de Microporoso flexible (diámetro exterior total 322mm) • Manta FireMaster Marine Plus de 38mm + 76mm de Microporoso flexible (diámetro exterior total 306mm)


Sistema de tuberías y RES instalados en la cámara deexplosión antes del test.

Sistema de depósitos instalado en muro posterior de la cámara deexplosión antes del test.

Ensayos de resistencia a la explosión de sistemas FireMaster® de protección de equipos de proceso


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ProbetaValoración del daño

Ligera deformación en los extremosFireMaster Tubería 1

Las probetas fueran sujetas a dos pruebas de explosión consecutivas con las siguientes sobrepresionesSobrepresión media del test (mbar) Duración media (ms) 1 430 170 2 500 170 Después de cada test las probetas fueron examinadas y evaluadas para ver la integridad del sistema de protección contra incendios..

Probeta 1 Probeta 2

Ligera deformación en los extremos

Ligera deformación en los extremosFireMaster Tubería 2 Ligera deformación en los extremos

Ligera deformación en los extremosCaja del RES rotada 90ºCFireMaster RES

Ligera deformación en los extremosPérdida de algunos remaches cerca

del centro de la tubería

No hay daño o deformación en la manta FireMaster

FireMaster Sistemapara Depósitos

No hay daño o deformación en la manta FireMaster

Sistema FireMaster para depósitos después del segundo test de explosión. No haydaño en el revestimiento exterior. Se inspeccionó el aislamiento tras retirar elrevestimiento y no se apreció daño o compresión en el espesor del aislamiento.

Sistema RES después del segundo test de explosión.

Sistema de tuberías después del segundo test de explosión.

Protección FireMaster®

contra incendios en acero estructural

FIRE PROTECTION

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Protección FireMaster® contra incendios en acero estructural Protección contra fuego de vigas y columnas de acero

Fire protection for process equipment

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Los productos Manta FireMaster® y FireBarrier™ proporcionanaislamiento contra el fuego a las vigas y columnas de acero ygarantizar que mantienen su capacidad de carga en caso de incendio, previniendo así el colapso de la estructura que estánsoportando.

Tradicionalmente, se requiere protección contra incendios paraasegurar que la temperatura del acero no exceda los 550°C, el punto en el cual el acero retiene el 60% de su resistencia estructural a temperatura ambiente. Sin embargo, es frecuenteque se especifiquen diferentes temperaturas máximas, teniendoen cuenta el perfil de la temperatura y la carga en las secciones. Las temperaturas críticas que oscilan entre 400°C y 620°C son muy comunes, siendo los 400°C una temperaturaempleada habitualmente en la industria offshore.

● Ensayado con norma para protección de acero estructural y curva de fuego de hidrocarburos.

● Rápido y sencillo de instalar con pernos soldados. No requiere una compleja fijación o preparativos.

69Fire protection for process equipment

● Ideal para formas complejas, la manta es flexible, envolviendo todo el perfil de acero. La generación de residuos es baja debido a los cortes requeridos para adaptarse a estructuras complejos son mínimos, su contribución de peso al sistema es baja.

a b c d

Protección FireMaster® contra incendios en acero estructural Protección contra fuego de vigas y columnas de acero

a Viga de acero o columna.

b

Manta FireMaster Marine Plus de densidad 128 kg/m³ . La manta se aplica siguiendo el perfil de la sección de acero tal como se ilustra. Dos capas se instalan con juntas en offset entre cada capa por al menos 300mm. Las juntas entre mantas adyacentes se comprimen. Para ver los requisitos de espesor consulte la sección “Sistema FireMaster de protección contra incendios para acero estructural: Guía para especificación y certificación”.

c Anclajes de fijación de acero dulce cobreado de 3mm de diámetro. Los anclajes están espaciados cada 150mm con lasjuntas entre mantas espaciadas en el punto medio de los anclajes, i.e. 75mm.

d Revestimiento exterior cuando sea necesario. En zonas exteriores expuestas a la intemperie, se recomienda el uso del3M Venture Clad 1579 VCG-WM.


70

Protección contra fuego de vigas y columnas de acero - fijaciones alternativas

c

a

d

b

a Viga de acero o columna.

b Anclajes de fijación de acero dulce cobreado de 3mm de diámetro. Los anclajes están espaciados cada 150mm con las juntas entre mantasespaciadas en el punto medio de los anclajes, i.e. 75mm.

cManta FireMaster Marine Plus de densidad 128 kg/m³. La manta se aplica siguiendo el perfil de la sección de acero tal como se ilustra. Dos capas se instalan con juntas en offset entre cada capa por al menos 300mm.Las juntas entre mantas adyacentes se comprimen. Para ver los requisitos de espesorconsulte la sección “Sistema FireMaster de protección contra incendios para acero estructural: Guía para especificación y certificación”.

d Revestimiento exterior cuando sea necesario. En zonas exteriores expuestas a la intemperie, se recomienda el uso del 3M Venture Clad 1579 VCG-WM.

Para vigas grandes se requieren fijaciones adicionales en el alma. El espacio máximo entre anclajes es 300 mm.


19.1mm

31.4mm

305 x 305 x 97 masividad: 148m-1

305.3mm

307.9mm

Sistema de protección contra incendios en acero estructuralGuía para especificación y certificación


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Sistema FireMaster® sistema de protección contra incendios para acero estructuralEl espesor de aislamiento requerido para estructuras de acero y proporcionar proteccióncontra fuego dependerá de una serie de factores. Estos son:1. Carga de fuego y duración2. Temperatura crítica especificada para el acero; i.e. la temperatura máxima permitida para la sección de acero durante el incendio3. La “masividad” del acero; una relación entre la superficie externa expuesta al fuego y el área de la sección transversal del acero

Temperatura crítica del aceroLos elementos de acero están aislados contra fuego para mantener su temperatura por debajo de un determinado límite y asegurar su función portante. Por ejemplo, el límite generalmente aplicado para acero estructural que soporta carga en la industria offshore es de 400°C durante un período de 60 minutos en todas las zonas depersonal. Este límite también se aplica a menudo para equipo en plantas de proceso. Otros límites de temperatura se pueden aplicar dependiendo de la función de la estructura. Por ejemplo, las estructuras de apoyo en acero estructural para las válvulas de cierre de emergencia suelen limitarse a una temperatura máxima de 200°C durante 60 minutos. Estructuras de acero secundarias en áreas de proceso pueden tener una temperatura máxima de 550°C durante 60 minutos.

MasividadLa masividad o factor de sección es la relación entre el área superficial de la sección deacero expuesto al fuego y el área de la sección transversal que absorbe el calor del fuego.La superficie de la sección expuesta al fuego dividida entre el área de la sección transversalse define como el “factor de sección” o “masividad”; ‘Hp / A’ o ‘F / A’. Los perfiles de acerocon masividades altas tendrán un aumento de temperatura más rápido en un incendio queaquellos con masividades más pequeñas ya que el área recibiendo calor es más pequeña a la vez que hay una masa de acero disponible para absorber ese calor. La masividad se calcula dividiendo el perímetro expuesto al fuego de la sección de acero entre su superficietransversal.

El ejemplo más abajo compara las masividades de dos columnas de acero de diferente tamaño.

La tabla encima ilustra los efectos de la masividad en el espesor del aislamiento para dossecciones de acero de diferente tamaño.

305 x 305 x 198 masividad: 75m-1

9.1mm

15.4mm

314.5mm

339.9mm

Masividad: (m-1)Espesor requerido para mantener la temperatura del acero a400ºC durante dos horas en un fuego de hidrocarburos

50mm76

81mm148

Guía para especificación y certificación

Los ensayos de fuego de acero estructural están diseñado para relacionar las masividades aespesores de aislamiento para un rango de temperaturas críticas de fallo, esto requiere que se ensayen un gran número de secciones. La Manta FireMaster Marine Plus ha sido ensayada a fondo con el fin de generar las tablas de espesores exigidas en conformidad con el anexo E4 de la norma EN 13381-4 Ensayos para determinar la contribución a la resistencia al fuego de los elementos estructurales sometidos a fuego de hidrocarburos.

Esta norma de ensayos también requiere vigas soportando carga durante el ensayo con el fin de evaluar la adherencia del sistema de aislamiento ya que la viga flexa bajo carga con el aumento de la temperatura. Esto sirve para asegurar que el sistema de aislamientotiene una integridad adecuada para su uso.

Con el fin de evaluar cualquier flexión de la flecha de la viga en el sistema de aislamiento, se ensayan vigas idénticas sin carga con el mismo aislamiento y así comparar los datos deaumento de temperatura en condiciones con y sin carga.

Carga de fuego y duraciónEl flujo de calor o la temperatura a la que el acero está expuesto influirá en el espesor deaislamiento requerido para aislamiento contra el fuego. A partir de los ensayos de fuego, las tablas se construyen utilizando múltiples análisis de regresión lineal con los datos del ensayo y relacionar el tiempo de exposición al fuego, la masividad y la temperatura críticapara el espesor del aislamiento.

Sistema de ensayos contra fuego y certificación FireMaster® para acero estructuraEl sistema FireMaster para acero estructural está ensayado según norma EN 13381-4 utilizando la curva de temperatura/tiempo de fuego de hidrocarburos especificada en lanorma EN 1363-2 para períodos de protección de hasta 240 minutos y está certificado por Lloyds Register.

Requisitos de espesor de aislamiento para protección contra incendios dehidrocarburos de acero estructuralLa tabla de la página 64 muestra la variación de espesor con la masividad para proteccióncontra fuegos de hidrocarburos en acero estructural con una temperatura crítica de 400°Cy durante diversos períodos de tiempo.

Para otras temperaturas críticas y períodos de tiempo se puede consultar el certificado deLloyds Register.

Además Morgan Thermal Ceramics ofrece un paquete de software ‘SectionWizard’ parapermitir el acceso directo a los datos de espesor aprobados sin necesidad de calcular losfactores de sección o de tablas de consulta, consulte la página 65 para más detalles.


Guía para especificación y certificación


74

Ejemplo de requisitos de espesor para la protección contra incendios de acero estructural en incendios de hidrocarburosLa siguiente tabla ilustra el espesor requerido de la manta FireMaster Marine Plus para asegurar una temperatura crítica en el acero de 400°C de forma que no se supere durante períodos detiempo en el rango de 1 a 4 horas. Para otras temperaturas críticas consulte el certificado o bien puede emplear nuestro software SectionWizard.

Espesor mínimo (mm) requerido de manta FireMaster Marine Plus para mantener la temperatura del acero a 400ºC en un fuego de hidrocarburos a

60 minutos

Masividadm-1

707580859095100105110115120125130135140145150155160165170175180

50

185190195200205210215

90 minutos 120 minutos 180 minutos 240 minutos

50 50 69 9150 50 50 73 9650 50 52 77 10150 50 55 80 10650 50 57 84 11050 50 60 87 11450 50 62 90 11950 50 65 94 12350 52 67 97 12750 53 69 100 13050 55 71 102 13450 57 73 105 13750 58 75 108 14150 60 77 110 14450 61 78 113 14750 63 80 115 15050 64 82 11850 65 83 12050 67 85 12250 68 87 12450 69 88 12651 70 90 12852 71 91 13052 72 92 13253 73 94 13454 74 95 13655 76 96 13856 76 97 13956 77 99 14157 78 100 143

Espesor mínimo (mm) requerido de manta FireMaster Marine Plus para mantener la temperatura del acero a 400ºC en un fuego de hidrocarburos a

60 minutos

Masividadm-1

220225230235240245250255260265270275280285290295300305310315320325330

58

335340345350355260

90 minutos 120 minutos 180 minutos

79 101 14458 80 102 14659 81 103 14760 82 104 14960 83 105 15061 84 10661 84 10762 85 10863 86 10963 87 11064 87 11164 88 11265 89 11365 89 11466 90 11466 91 11567 91 11667 92 11768 93 11868 93 11869 94 11969 94 12069 95 12070 96 12170 96 12271 97 12271 97 12371 98 12472 98 124


Software SectionWizard Morgan Thermal Ceramics ofrece soporte técnico para ayudar con las especificaciones de nuestros productos. Empleamos elmétodo aprobado de cálculo de elementos finitos para obtener los requisitos de aislamiento contra incendios para aplicaciones que no se pueden abordar directamente con las pruebas de fuego. Estas herramientas de cálculo se utilizan para complementarnuestros ensayos de fuego y las certificaciones.

Tenemos disponible para todos nuestros clientes el paquete desoftware ‘SectionWizard’ (sólo para PC*).

Esto permite calcular la especificación fácil y rápidamente para elaislamiento contra el fuego de acero estructural o secciones de tubería. El paquete de software está directamente relacionado con nuestros ensayos de fuego para dichas secciones de acero y tuberías, y nos permite obtener una rápida especificación de losrequisitos de espesor sobre la base del escenario de fuego, la duración, la temperatura crítica y el tamaño de la sección de acero.

El programa incluyen una base de datos con secciones y tuberías de acero en dimensiones estándar, eliminando así la necesidad decalcular las masividades, y luego hacer referencia a tablas estándarde espesor. La especificación puede llevarse a cabo en un cortoperíodo de tiempo y siempre de acuerdo con el certificado correspondiente.

Para obtener una copia del SectionWizard, póngase en contactocon la oficina local de Morgan Thermal Ceramics.

* Compatible con el sistema operativo Windows 7 (32 ó 64 bits) y posteriores.

www.morganadvancedmaterials.comwww.morganfireprotection.com

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Protección contra incendios de Equipos de proceso · 2019-05-07 · están derivadas de ensayos de fuego de hidrocarburos. Para materiales de protección pasiva, la protección contra