Soldagem de manutenção

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1 Soldagem de manutenção Prof. Dr. Almir Quites 11/11/2001 1) Introdução Aqueles que fazem parte de equipe de manutenção industrial, em uma refinaria, por exemplo, vivem numa rotina psicologicamente desgastante. Nem todos conseguem se manter nesta atividade ao longo de muitos anos. Seu equilíbrio emocional está sempre à prova, sob a pressão do imprevisto, da alta responsabilidade, sob as exigências da alta administração, que quer soluções rápidas sem mesmo compreender as limitações das informações e das técnicas disponíveis. Em uma refinaria, por exemplo, utilizam-se equipamentos que trabalham com altas temperaturas, ou com elevadas pressões, ou ainda com meios corrosivos, ou produtos muito voláteis ou mesmo com combinações destas condições. Além disso, são geralmente equipamentos muito caros, muito grandes, que trabalham permanentemente por muitos anos e qualquer parada operativa representa custos diretos e indiretos muito altos. A equipe de manutenção deve ser bem organizada e tecnicamente muito competente tanto em engenharia como em administração. Ainda hoje é mais comum a chamada administração de bombeiro (extinção de incêndios), conhecida por administração reativa. Busca-se, no entanto, evoluir para uma administração prospectiva. Para isso, primeiro, os sistemas de gestão de risco e de inspeção devem estar bem organizados. Este é o caminho para reduzir o nível de tensão da equipe de manutenção e, ao mesmo tempo, aumentar a sua eficácia, com vantagens evidentes para a indústria e para o seu meio ambiente. 2) Análise de riscos Um Sistema de Gestão de Risco é um processo administrativo baseado na identificação e controle daquelas áreas e eventos que têm potencial para causar alterações não desejadas nos processos e nos produtos. Com a implementação deste tipo de sistema se tem uma metodologia de trabalho que permite uma utilização racional dos recursos, minimizando o risco de se materializarem indesejáveis conseqüências humanas, ambientais, sociais e tecnológicas. O método consiste em utilizar a engenharia para o estabelecimento correto de planos estratégicos de gestão prospectiva, destinados a assegurar a priori que os riscos serão menores que o máximo aceitável, e também a desenvolver planos para minimiza-los, bem como elaborar planos táticos para a sua detecção, diagnóstico e controle operativo. A implementação desta filosofia de trabalho permite tomar decisões gerenciais destinadas a manter as operações industriais dentro dos níveis de risco de engenharia admissíveis com base em evidencias objetivas.

2 3) Inspeção e manutenção baseadas no potencial de risco. As tecnologias avançadas de inspeção e manutenção de refinarias e outras plantas petroquímicas baseiam-se na avaliação de riscos. A tendência atual é estruturar um sistema de técnicas de inspeção baseadas no conceito de potencial de risco (Risk-Based Inspection RBI) juntamente com o conceito de manutenção estratégica. Deste modo se consegue reduzir os custos de operação e manutenção e se dispõem de informações sobre como estender a vida da planta industrial. Esta técnica ajuda a desenvolver um plano de inspeção e manutenção que, ao hierarquizar e priorizar as ações, minimiza as tarefas de inspeção e manutenção e contribui para estender a vida da planta. Consegue-se prevenir problemas e reduzir a manutenção reativa para cerca de 50%. Como beneficio adicional, é possível conseguir a redução das taxas de seguro como conseqüência da aplicação destas metodologias. 4) Determinação de vida remanescente Outra necessidade atual é a determinação da vida remanescente de instalações com o objetivo de otimizar o trabalho de manutenção e permitir a implementação de sistemas de garantia de qualidade que ofereçam confiança tanto à sociedade como aos dirigentes da empresa. Há softwares para facilitar a determinação de vida remanescente para caldeiras, fornos, reatores e tanques de armazenamento. Há sistemas de análises que integram os estudos de vida remanescente, análises de falhas e integridade estrutural com os critérios de análises e gestão de riscos de engenharia. Esta metodologia tem sido aplicadatanto em equipamentos que operam a temperaturas elevadas como também em equipamentos que operam sob pressão interna ou externa, como tubulações para poços gaseificadores e plantas compressoras de gás. A metodologia consiste em seguir um procedimento sistemático que permite verificar com certo grau de precisão se um componente ou estrutura, que opera sob certas condições conhecidas, pode continuar em serviço, mantendo um nível de risco admissível, por um período de tempo preestabelecido, ou se deve ser imediatamente reparada ou ainda se deve ser posta fora de operação definitivamente. 5) Manutenção por soldagem Mesmo que se utilizem todas as técnicas acima descritas o serviço de manutenção ainda será uma arte a requerer criatividade. O objetivo é recolocar o equipamento em funcionamento nas mesmas condições originais. No entanto, raramente se poderá repetir uma técnica de soldagem já que cada caso é distinto. Mesmo na manutenção preventiva, mas principalmente na de urgência, o tempo de reparo é primordial. Em geral os equipamentos são caríssimos e o tempo de parada implica em um prejuízo extremamente alto. É preciso calma, presteza e eficácia.

3 Primeiro é preciso identificar o material a ser soldado. As pessoas que trabalham em manutenção se deparam com uma grande variedade de aços e um cipoal de normas. Nem sempre a designação do aço constante do projeto original é correta. Muitas vezes a composição química do aço variou com o tempo de uso. Pode ter, por exemplo, absorvido hidrogênio ou enxofre. Suas propriedades podem ter variado com o tempo. Pode estar comprometido por fluência ( creep ). Se há trincas, o interior das mesmas pode estar contaminado, por exemplo com enxofre, o que exigiria uma boa limpeza prévia com ácido. Logo, é importante se ter a real composição química do aço e as reais condições macro e microestruturais ao invés de basear-se em suposições vagas. É preciso dispor de uma infraestrutura adequada para a realização rápida de ensaios de determinação da composição química de amostras bem como para a realização de ensaios não destrutivos. Além disso, serão muitas as análises e consultas. Muito tempo poderá ser perdido. Na soldagem de manutenção precisa-se de repostas rápidas e confiáveis. Por isto é fundamental que se disponha de softwares que rapidamente ofereçam respostas úteis, como um cadastro de aços que permita identificar o aço e suas propriedades pela composição química e verificar as condições gerais de soldabilidade. Tudo o que for relevante deve ser registrado para acumular tecnologia. Uma vez que se conheça o material do equipamento a soldar (material de base) é preciso determinar o processo e o procedimento de soldagem. No caso da soldagem elétrica a arco voltaico, é preciso escolher o eletrodo tendo em vista a composição real do aço e não a composição original (ou a nominal). Se, por exemplo, o aço real tem mais enxofre, por ter sido contaminado, deverá ser soldado com um eletrodo que adicione mais manganês. Existem softwares de baixo custo que não apenas ajudam a selecionar o processo de soldagem como também indicam os eletrodos mais adequados e o procedimento geral de soldagem, incluindo a especificação do preaquecimento e do pós-aquecimento necessários (se necessários), além de muitas outras indicações que vão desde a geometria do chanfro até detalhes operacionais e os riscos de defeitos metalúrgicos na solda, abrangendo não apenas a soldagem de materiais similares, mas também os dissimilares. Há softwares que fazem a previsão da microestrutura e da dureza na alta ZAC (zona afetada pelo calor de soldagem). Um truque bem prático permite conferir a evolução da dureza numa ZAC minúscula: um riscador de vídia ( widia ) é deslocado à pressão constante e observa-se a variação da largura do traço com auxílio de uma lente de aumento. Trata-se de um método rápido e de custo mínimo, mas apenas qualitativo e por isto menos confiável. Medidas de dureza podem ser realizadas na região onde o risco for mais estreito (e menos profundo). O uso de um software adequado pode realizar a simulação prévia da soldagem, permitindo assim a predeterminação do número de passes, do número de eletrodos a serem consumidos (por tipo e diâmetro) e dos tempos de soldagem. A tensões residuais devem ser controladas. As seqüências de soldagem e as geometrias de chanfro devem ser cuidadosamente estudadas, antes da operação, para que não surjam deformações nas peças ou tensões internas. As deformações são especialmente graves na soldagem de manutenção,

4 porque se solda numa estrutura pronta. As tensões residuais, se não puderem ser evitadas, devem ser aliviadas com tratamento térmico posterior. Este tratamento é geralmente difícil de conduzir. Geralmente a peça não pode ser levada a um forno. Então o tratamento térmico deverá ser localizado. Também aqui o software pode ser importante. Ele permite que se estabeleça o tempo e a temperatura de patamar e as velocidades de aquecimento e de resfriamento adequadas em função do material e da geometria da junta. Todo o procedimento de soldagem deve ser registrado, seja ele um procedimento preliminar, um procedimento testado praticamente ou um procedimento qualificado. Estes podem ser armazenados em arquivos eletrônicos que permitem a busca imediata de qualquer deles a partir de qualquer de suas características. 6) Material humano. Embora não sejam considerados atletas ou artistas, os soldadores de manutenção devem possuir qualidades especiais. Eles necessitam: (a) ter uma ótima coordenação motora e destreza manual; (b) dispor de força física para levantar pesos (da ordem de 40 Kg); (c) ter flexibilidade para se curvar, agachar-se, levantar-se e trabalhar em posições incômodas. Estas qualidades devem ser mantidas durante todo o turno de trabalho. A equipe de manutenção deve ser muito experiente. Os soldadores devem ser capazes de seguir a orientação quanto à seqüência de soldagem para compensar as tensões, evitar deformações ou compensá-las, fazer o martelamento, quando necessário, com muito cuidado, soldar rápido e em segurança. Antes de serem designados para serviços de soldagem em que a qualidade é crítica, os soldadores podem ter que se submeter a testes de habilidade para o tipo específico de serviço. A habilidade do soldador para realizar trabalhos é medida por meio de testes como os preconizados pela American Society of Mechanical Engineers (ASME) referentes ao código de caldeiras e recipientes sob pressão. A qualificação obtida por meio destes testes vale para um certo tipo de serviço e durante um tempo determinado. Um soldador de manutenção deve ser extremamente honesto. Comunicar imediatamente qualquer anormalidade constatada. Seus chefes imediatos e administradores devem respeitar e fazer respeitar seus horários de descanso. Muitas vezes a urgência do serviço e os custos envolvidos podem transformar os serviços em desafios desumanos que levam soldadores a trabalhar mais de 24 horas ininterruptamente. Obviamente, isto não deve acontecer. É preciso dispor de soldadores em número suficiente e substituí-los a, pelo menos, cada 8 horas. Deve-se também levar em conta que a cada turno há pelo menos meia hora necessária para a preparação do soldador. Ele deve dispor de tempo para ouvir e assimilar as necessárias explicações indispensáveis à continuidade do serviço.

5 7) Conclusões a) O serviço de manutenção de uma planta industrial torna-se muito mais eficaz quando é parte integrante de um Sistema de Gestão de Risco para a identificação e controle daquelas áreas e eventos que têm potencial para causar alterações não desejadas nos processos e nos produtos. A tendência atual é estruturar um sistema de técnicas de inspeção baseadas no conceito de potencial de risco juntamente com o conceito de manutenção estratégica. b) Outra necessidade atual é a determinação da vida remanescente de instalações com o objetivo de otimizar a tarefa de manutenção e garantir segurança e qualidade. c) A manutenção por soldagem requer o apoio de softwares especialistas que oferecem condições de rápida acessibilidade aos conhecimentos técnicos atuais e a uma extensa base de dados, de modo a abranger todas as etapas do serviço, desde a identificação do material de base até a especificação do procedimento de soldagem e dos tratamentos térmicos posteriores. Consulte a SOLDASOFT sobre os softwares especialistas disponíveis. d) Os soldadores, especialmente os qualificados, são de valor inestimável e representam um capital humano a ser preservado em alto nível. Outros artigos técnicos: Inspetores de Soldagem e Formação Tecnológica (PDF) Vantagens e Desvantagens do Ensino a Distância (PDF) Críticas à Nova Redação da ABNT/ONS-58 (PDF) ABNT/ONS-58 1º PROJETO DEZ 2010 (PDF) Endereço para download destes artigos: