INSPEÇÃO DE SOLDAGEM. Qualificação de Procedimentos de Soldagem e de Soldadores

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1 INSPEÇÃO DE SOLDAGEM Qualificação de Procedimentos de Soldagem e de Soldadores

2 e Soldadores Definições Peça de Teste Chapa ou tubo de teste Chapa ou Tubo de Teste Peça soldada para a qualificação de procedimento de soldagem da executante ou de soldadores ou operadores de soldagem Chapa de Teste de Produção Chapa soldada nas mesmas condições de uma junta soldada do equipamento, com a finalidade de executar ensaios mecânicos, químicos, metalográficos, ou não destrutivos. Equipamento Produto da fabricação, construção e/ou montagem soldada tais como: equipamento de caldeiraria, tubulação, estruturas metálicas industriais, estruturas metálicas marítimas, oleodutos e gasodutos.

3 e Soldadores Definições Variáveis essenciais: se alteradas requerem a requalificação. Variáveis essenciais suplementares: se alteradas requerem a requalificação, mas somente passam a ser essenciais se o ensaio de impacto é requerido na qualificação. Variáveis não-essenciais: Se alteradas não requerem a requalificação (se alteradas requerem a revisão do procedimento)

4 e Soldadores Procedimento de Soldagem Documento que estabelece todos os itens importantes, que devem ser considerados na união de partes por soldagem. Contém limites ou faixas de parâmetros tais como: Tipo de corrente Espessura do metal base Tipo de metal base Tipo de consumível Um procedimento de soldagem é válido somente dentro dos limites nele estabelecidos. Se um procedimento de soldagem não pode produzir soldas de boa qualidade, sem que os limites sejam ultrapassados, então um outro procedimento de soldagem deve ser utilizado. Em geral as normas requerem que o procedimento de soldagem seja qualificado.

5 Qualificação de Procedimentos de Soldagem

6 Qualificação do Procedimento de Soldagem Materiais utilizados na fabricação de equipamentos têm propriedades mecânicas conhecidas. Projeto é feito com base nas propriedades mecânicas dos materiais. Fabricação por soldagem é necessário garantir que a união dos materiais resista da mesma forma que os materiais empregados. Não é suficiente conhecer as propriedades individuais dos metais de base e dos consumíveis. É necessário conhecer as propriedades da junta soldada.

7 Qualificação do Procedimento de Soldagem Método através do qual um procedimento é provado adequado para produzir juntas soldadas com qualidade satisfatória. Feita através da soldagem de peças de teste, de acordo com um procedimento de soldagem previamente estabelecido, e pela avaliação dos resultados dos ensaios em corpos de prova extraídos da peça de teste. A avaliação dos resultados dos ensaios mecânicos é feita por comparação dos resultados com o critério estabelecido pela norma de qualificação.

8 Qualificação do Procedimento de Soldagem Em alguns casos é permitido o uso de procedimentos pré-qualificados. Procedimentos pré qualificados Experiência e familiarização com certos materiais e consumíveis, tenha provado a adequação de um procedimento específico, através de serviços executados há um longo período de tempo. Não é necessária a execução dos testes de qualificação. Uso somente quando permitido pela norma de qualificação, especificações, norma de fabricação, etc.

9 Normas de Qualificação ASME Section IX Welding and Brazing Qualifications Aplicável a equipamentos como: caldeiras, vasos e pressão, componentes nucleares. Todas as seções da norma ASME Boiler and Pressure Vessels, chamam a Section IX para as qualificações de soldagem. API Std 1104 Standart for Welding Pipelines and Related Facilities Utilização exclusiva para soldagem de oleodutos e gasodutos. AWS D1.1 AWS Strucutural Welding Code Steel Requisitos de qualificação para equipamentos projetados e construídos conforme a norma AWS D1.1.

10 Normas de Qualificação NORMAS DE PROJETO ASME I Caldeiras ASME IX ASME III Componentes nucleares ASME IX ASME VIII Vasos de pressão ASME IX ASME B31.1 Tubulação de vapor ASME IX ASME B31.3 Tubulação química ASME IX NORMAS DE QUALIFICAÇÃO ASME B31.4 Tubulação de transporte de petróleo ASME IX ou API 1104 ASME B31.8 Tubulação de transmissão e distribuição de gás ASME IX ou API 1104 API 620 Tanque de armazenamento ASME IX API 650 Tanque de armazenamento de óleo ASME IX AWS D1.1 Estrutura metálica AWS D1.1

11 Preparação das peças de teste Conforme requisitos da norma de qualificação Tipo de peça de teste Tubo, chapa ou combinação O tipo nem sempre é variável essencial Em geral é representativa do trabalho a ser executado Material da peça de teste De modo geral deve ser do mesmo material do equipamento a soldar Para diminuir o número de qualificações as normas definem exceções Norma ASME IX = P number (semelhança em propriedades mecânicas, composição química e soldabilidade) Norma API 1104 = Agrupamento por limite de escoamento

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13 Preparação das peças de teste Dimensões da peça de teste Devem permitir a retirada de todos os corpos de prova previstos Devem possibilitar a execução dos ensaios (Ex. corpo de prova ensaio de tração) Norma ASME = não determina as dimensões mas mostra a distribuição dos CPs. As dimensões da peça de teste são obtidas pela soma das dimensões dos CPS. Norma AWS = estabelece as dimensões mínimas

14 Dimensões da peça de teste

15 Preparação das peças de teste Espessura da peça de teste Um dos parâmetros mais importantes Espessura da peça de teste determina a faixa de espessuras do procedimento qualificado. Em geral deve ser (no mínimo) a metade da espessura máxima a ser soldada

16 Espessura da peça de teste

17 Preparação das peças de teste Diâmetro da peça de teste Quando a peça de teste for um tubo deve ser analisada a influência do diâmetro na validade da qualificação. Norma ASME IX = Diâmetro só é variável essencial para qualificação de soldadores Norma AWS D1.1 = É variável essencial para procedimento e para soldadores.

18 Preparação das peças de teste Posição de soldagem Tem influência na energia de soldagem na dificuldade de execução das soldas. Norma ASME IX Para procedimento só é variável essencial se tem ensaio de impacto. Para soldador é variável essencial. Norma AWS D1.1 É variável essencial para procedimento e para soldador Norma API 1104 É variável essencial para procedimento e para soldador. Na escolha da posição de soldagem se busca verificar se por exemplo uma posição qualifica outras (Ex. ASME posição 6G qualifica todas posições para soldador)

19 Preparação das peças de teste Consumível de soldagem É sempre variável essencial Escolha correta garante as propriedades mecânicas da junta soldada. Para reduzir a quantidade de qualificações as normas estabelecem grupos: ASME IX F number AWS D1.1 correlacionados com os grupos de metais de base API grupos de consumíveis

20 Consumível de soldagem (ASME Número F ) F nº ESPECIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO OBSERVAÇÕES 1 SFA-5.1 e 5.5 EXX20/22/24/27/28 Eletrodos diversos revestimentos posição plana e horizontal 2 SFA-5.1 e 5.5 EXX12/13/14 Eletrodos revestimento rutílico 3 SFA-5.1 e 5.5 EXX10/11 Eletrodos revestimento celulósico 4 SFA-5.1 e 5.5 EXX15/16/18/48 Eletrodos revestimento básico 4 SFA-5.4 EXXX- 15/16/17/25/26 5 SFA-5.4 EXXX- 15/16/17/25/26 Todos eletrodos exceto austeníticos Só eletrodos austeníticos 6 Várias Várias Varetas e arames TIG/MIG/MAG/AT

21 Preparação das peças de teste Preparação da junta a ser soldada Representativa das condições reais do equipamento a ser soldado. Tipo e dimensões do chanfro, limpeza, dispositivos auxiliares de montagem devem ser equivalentes às condições reais. Norma AWS D1.1 Tipo de chanfro é variável essencial

22 Remoção dos corpos de prova ASME IX

23 Remoção dos corpos de prova ASME IX

24 API 1104

25 Preparação dos corpos de prova ASME IX

26 Preparação dos corpos de prova API 1104

27 Chapa de teste de produção Propriedade mecânica de resistência ao impacto é alterada em função da energia de soldagem, que depende diâmetro do eletrodo, posição de soldagem, fonte de energia, etc. Alteração pode afetar comportamento do equipamento em baixas temperaturas. Dependendo do tipo de material e temperatura de projeto a norma requer ensaio de impacto para a qualificação do procedimento de soldagem e em chapas de teste de produção. Chapas de teste de produção são, se possível, colocadas como apêndice na junta a ser soldada (juntas longitudinais). Chapas de teste de produção são soldadas simultaneamente Às juntas do equipamento. São requeridas para cada posição de soldagem. Podem ser requeridos outros ensaios além do ensaio de impacto.

28 Validade da qualificação Depende dos requisitos das normas Atividade importante do inspetor de soldagem é controlar para que os procedimentos somente sejam utilizados dentro da faixa de validade da qualificação. Limites da qualificação são estabelecidos primeiramente pelas variáveis de soldagem. Variáveis são condições de soldagem que, se mudadas, afetarão a qualidade das soldas. Algumas norma diferenciam em importâncias as variáveis de soldagem (Ex. ASME IX) Variáveis essenciais: se alteradas requerem a requalificação. Variáveis essenciais suplementares: se alteradas requerem a requalificação, mas somente passam a ser essenciais se o ensaio de impacto é requerido na qualificação. Variáveis não-essenciais: Se alteradas não requerem a requalificação (se alteradas requerem a revisão do procedimento)

29 Qualificação de Soldadores e Qualificação de Soldadores e Operadores de soldagem

30 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Definição Qualidade da solda depende da habilidade do elemento humano que executa a soldagem. Testes de qualificação de soldadores e operadores de soldagem auxiliam o empregador a determinar o nível de competência que ele pode esperar do soldador ou operador de soldagem. A qualificação demonstra a habilidade do profissional de produzir soldas aceitáveis, de acordo com um procedimento de soldagem. A execução de ensaios na peça de teste determinarão se a peça atende aos requisitos previstos pela norma de qualificação.

31 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Normas de qualificação Mesmas normas que as indicadas para a qualificação de procedimentos. Preparação das peças de teste Tipo de peça de teste Pode ser tubo ou chapa ou combinação Em geral representativa do trabalho a ser executado Material da peça de teste Se possível do mesmo material que a junta a ser soldada Em geral a escolha do material da peça é mais abrangente que para a qualificação de procedimento de soldagem Ex. ASME IX Procedimento: Mesmo P number Soldador: P number P1 a P11 e P4x

32 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Preparação das peças de teste Dimensões da peça de teste Dimensões conforme a norma de qualificação Deve permitir a retirada dos CPS Se permitido ensaio radiográfico o comprimento mínimo deve ser 152 mm

33 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Preparação das peças de teste Espessura da peça de teste Deve ser escolhida de forma a não haver necessidade de outros testes. Norma ASME IX somente limita a espessura máxima

34 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Preparação das peças de teste Diâmetro da peça de teste Tem influência na dificuldade de execução da soldagem Quanto menor o diâmetro maior a dificuldade

35 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Posição de soldagem

36 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Consumível de soldagem

37 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Consumível de soldagem

38 Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem Validade da qualificação Prazo Somente perde a validade se: Interromper atividades por determinado período (geralmente mais que 6 meses) Variáveis essenciais O profissional somente está qualificado dentro dos limites das variáveis essenciais Falta de habilidade O profissional perde a qualificação se for comprovada a falta de habilidade. Nas áreas Petrobrás é controlado o desempenho do soldador através de ensaio radiográfico e/ou ultra-som

39 e Soldadores Ensaios usuais Qualificação de Procedimento de soldagem Ensaios visam verificar as propriedades mecânicas da junta soldada Qualificação de soldadores Ensaios visam determinar a existência ou não de descontinuidades reprovadas (defeitos) Inspetor nível 2 determina quais ensaios a serem executados. As normas definem o método de execução dos ensaios. Em geral executados conforme ASTM A370 As normas determinam dimensões para a máquina de ensaio de dobramento.

40 e Soldadores Ensaios usuais

41 e Soldadores Avaliação do resultados As normas estabelecem os critérios de aceitação para os ensaios requeridos. O laudo dos ensaios é dado pelo inspetor de soldagem nível 2