A criticidade “Enxofre corrosivo por subprodutos da combustão de enxofre – C3” é causada por tratamentos de regeneração do óleo que procedem à reativação das argilas de Fuller (e outros absorventes de partículas) por meio de um processo de combustão.Este processo de termo-oxidação não controlada (> 370 °C) degrada o enxofre presente no óleo produzindo três problemas distintos:
A. a contaminação por óleo regenerado com a formação de subprodutos altamente corrosivos (H2S sulfureto de hidrogénio, mercaptanos, enxofre elementar, etc.).
B. a corrosão das peças de cobre e de prata com formação de sulfureto de cobre e sulfureto de prata dentro do transformador impregnado com óleo regenerado (por ex.: contactos do comutador sob carga)
C. Emissões para o meio ambiente de CO2 e de contaminantes como H2S e PCDD-Dioxina e PCDF-Furanos em caso de contaminação de PCB-Bifenilos policlorados outros compostos clorados e persistentes-POP
| Causas da criticidade “Enxofre corrosivo de subprodutos de combustão de enxofre – C3” | Quando pode ocorrer (fases do ciclo de vida) |
| Falta dos requisitos de compra dos óleos (novos ou reciclados) | Requisitos e compra |
| Deficiência no controlo de qualidade para lotes individuais ou fornecimentos individuais de óleo isolante | Aceitação de óleos isolantes |
| Deficiência nos procedimentos analíticos para a verificação dos compostos sulfurados corrosivos | Aceitação do óleo, testes de fábrica, instalação e pré-energização, operação, envelhecimento, post-mortem |
| Cross contamination por utilização de óleo, equipamentos, reservatórios ou contentores contaminados por compostos sulfurados corrosivos (por atestamentos, impregnações, reenchimentos ou tratamentos) | testes de fábrica, instalação e pré-energização, operação, envelhecimento, post-mortem (reciclagem de óleo) |
Para entender os efeitos nocivos dos tratamentos de regeneração dos óleos que reativam as argilas de Fuller por meio de combustão, é necessário com mais detalhes se dá a a reativação.
Abra para aprofundar
Os tratamentos de “regeneração” do óleo têm a finalidade de restabelecer as propriedades físico-químicas do próprio óleo (por ex.: acidez, fator de dissipação dielétrica)
Os tratamentos de regeneração do óleo são realizados usando diferentes técnicas e soluções de engenharia.Alguns destes “regeneram” o óleo fazendo-o fluir através de colunas contendo argilas de Fuller (ou outros meios absorventes de partículas).O óleo passa através das argilas a uma temperatura de 60 a 80 °C
As argilas de Fuller não são capazes de descontaminar PCB, DBDS ou outros compostos corrosivo sulfurados
Quando as argilas de Fuller ficam saturadas, podem ser substituídas (com produção de lixos a eliminar) ou reativadas por combustão.A criticidade C3 é gerada nesta fase.
Para reativar as argilas, interrompe-se o fluxo de óleo na coluna e procede-se à drenagem do óleo
N.B.Uma parte significativa do óleo após a drenagem permanece impregnado nas cavidades das argilas de Fuller.
O próximo passo é a combustão.Entrando em detalhe, nesta fase dá-se:
A. o aquecimento de uma extremidade da coluna até à temperatura de ignição (aproximadamente 350-400 °C);
B. a entrada, na extremidade oposta da coluna, do comburente (oxigénio do ar) sob pressão;
C. a combustão propriamente dita do óleo impregnado nas argilas de Fuller até à exaustão completa do combustível (óleo).
Durante a combustão a frente de chama (temperaturas de 700-800 °C) move-se progressivamente desde o ponto de início para a parte oposta da coluna.Terminada a combustão interrompe-se a alimentação do comburente e procede-se ao arrefecimento da coluna e do suporte de partículas no seu interior
A duração da reativação é de cerca de 12 a 18 horas
Exemplo real
Uma coluna com um volume de 200 litros pode conter cerca de 150 kg de argilas de Fuller (a seco); as argilas de Fuller podem reter óleo até 50% do seu peso.Donde se vê que, apesar da drenagem do óleo, nas argilas de Fuller a reativar ainda permanecem presos 75 kg de óleo.Assumindo uma concentração de enxofre total de 10 000 mg/kg, isso significa que na parte de óleo existem 750 000 mg de enxofre, ou seja, 750 g!
Em conclusão, a fim de reativar as argilas de Fuller, na verdade serão queimados 75 kg de óleo com 750 g de enxofre, gerando subprodutos altamente corrosivos na massa de óleo do transformador e gerando emissões perigosas para o meio ambiente.
Mecanismos de falha
A contaminação dos compostos sulfurados corrosivos no óleo regenerado cria um fenómeno incontrolado de contaminação cruzada nos parques de transformadores com alta probabilidade de falha, devido à formação de sulfureto de cobre e sulfureto de prata (por ex.: contactos dos comutadores sob carga ou dos interruptores).O sulfureto de cobre cresce com o aumento da temperatura, atingindo o seu pico na presença de pontos quentes localizados.A consequência é a formação de depósitos e de macropartículas que podem circular perigosamente no óleo, causando descargas parciais e arcos de potência.
O sulfureto de cobre, no entanto, pode também ser formado a partir dos enrolamentos, que são também feitos de cobre.Neste caso, ocorre uma migração progressiva do sulfureto de cobre dos condutores dos enrolamentos para as camadas de papel que os envolvem.Os cristais de sulfureto de cobre exercem pressão sobre as camadas de papel e, gradualmente, chegam à camada de papel superficial (mais exterior) até o fazer perder as propriedades isolantes.Também neste caso, podem ser geradas descargas parciais e arcos de potência até uma falha catastrófica.
A cLa corroorrosão pode aumentar se no óleo de partida estiverem presentes concentrações significativas de compostos orgânicos clorados (por ex.:PCB, triclorobenzenos), que, submetidos a degradação térmica, tendem a formar subprodutos altamente tóxicos (PCDD-dioxinas, PCDF-furanos), bem como outros compostos com cloro livre ou ácido clorídrico HCl.
