Elaboração de Especificação de Procedimento de Soldagem EPS N 13.

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1 FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI NADIR DIAS DE FIGUEIREDO Elaboração de Especificação de Procedimento de Soldagem EPS N 13. Aluno: Flavio Martins Pereira Da Silva Curso: Pós-Graduação em Inspeção e Automação de Soldagem. Modulo: Metalurgia da Soldagem Professor: Luiz Gimenes Jr. 0

2 Sumário Item pag. 1. Detalhamento dos itens da EPS Formato da EPS.3 3. Processo de Soldagem.5 4. Tipo de chanfro Preparação da junta Croqui do chanfro Metal base Composição quimica do metal base API 5L X Schedulle do tubo Consumiveis de solda Posição de Soldagem Pré-aquecimento Tratamento térmico Ensaios Variaveis de Soldagem EPS elaborada Bíbliografia

3 1. Detalhamento dos itens da EPS Material API 5L X70 Diametro do tubo Ø24 inc Espessura Schedulle 60 Processo de Soldagem Raiz: SMAW Enchimento: FCAW Posição de Soldagem Todas 2

4 2. Formato da EPS ESPECIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM (EPS) N EPS Revisão/Data Elaborado por: data: N QPS PROCESSO DE SOLDAGEM Tipo: Juntas (QW 402) Detalhe Tipo de Chanfro Mata Junta [ ] Sim [ ] Não Material de Mata-Junta Para outros detalhes de juntas ver desenho de fabricação METAIS DE BASE (QW 403) BASE METALS P Nº Grupo Nº com P Nº Grupo Nº ou Especificação do Tipo e Grau com Especificação do Tipo e Grau ou Análise Química e Propriedade Mecânica com Análise Química e Propriedade Mecânica Faixa de Espessura Metal de Base: Chanfro Filete Metal de Solda Depositado: Chanfro Filete Faixa de Diâmetro do Tubo: Chanfro Filete Outros METAIS DE ADIÇÃO (QW 404) F Nº Outros A Nº Outros Especificação Nº SFA Classificação Nº AWS Bitolas Eletrodos Arame Classificação Fluxo Arame Outros Marca POSIÇÕES ( QW 405 ) PRÉ AQUECIMENTO ( QW 406 ) Posição (ões) do Chanfro Temp Pré aquecimento ( min. ) Progressão de Soldagem ASC. [ ] Desc. [ ] Temperatura Interpasse ( max. ) Posição (ões) do Filete Outros 3

5 TRATAMENTO TÉRMICO (QW 407) Faixa de Temperatura GÁS (QW 408) Gás de Proteção Composição da Mixtura Vazão: Tocha Backing de Gás CARACTERÍSITICAS ELÉTRICAS (QW 409) Tipo e Diâmetro do Eletrodo de Tungstênio Modo de tranferência de Metal para GMAW Faixa de Velocidade de Alimentação do Arame Processo Camadas Material de Adição Intensidade Corrente Polaridade Tensão Velocidad e AWS O A ( V ) Outros TÉCNICA ( QW 410 ) Filetado ou Trançado Orificio ou Tamanho do Furo para Saída de Gás Limpeza Inicial e Final Método de Goivagem Oscilação Distancia Tubo x Peça Um ou Múltiplos Passes por lado Eletrodos simples ou múltilos FABRICANTE VISTO QUALIDADE CLIENTE E/OU INSPETOR DATA DATA DATA 4

6 3. Processo de Soldagem. O processo foi dado no projeto, sendo SMAW na raiz e FCAW no enchimento. SMAW 5

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8 FCAW 7

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11 4.Tipo de chanfro Norma AWS D Preparação da Junta Junta preparada por usinagem (fresadora). 6. Croqui do Chanfro. Juntas (QW 402) Tipo de Junta: Topo Ângulo do Chanfro (A): 60º ± 5º Abertura da Raiz (B): 4 ± 1 mm Face da Raiz (C): 3 ± 1 mm Espessura (D): 24,5 mm Tipo de Chanfro: "V" Detalhe 10

12 7. Metal base 11

13 8. Composição quimica do metal base API 5L X70 12

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15 9. Schedulle do tubo Diam. Nominal Diam. Externo Inches 5s 5 10s SCHEDULLE DO TUBO Espessura da parede do tubo em polegadas 40s & Std s & EH 1/ / / / / / / / / / DBL E.H. 14

16 10. Consumiveis de solda Tubrod 75 ASME SFA-5.20 / E71T-5C(M) / E491T-5C (M) O OK Tubrod 75 é um arame tubular básico, que deposita um metal de solda com características similares a de um eletrodo revestido básico E7018 (baixo Hidrogênio). Permite alta qualidade do metal de solda e grande produtividade devido à elevada taxa de deposição. O OK Tubrod 75 pode ser utilizado com CO2 ou mistura Ar % CO2. É aplicável para a soldagem em um único passe ou multipasse. É usado na soldagem estrutural, na indústria naval e off-shore e na construção pesada em geral. METAL PROPRIED. POSIÇÃO DIÂM. CORRENTE RENDIM. DEPOSI- MECÂNICAS SOLDAGEM (mm) / (%) TADO TENSÃO 100% CO2 C 0,04 Si 0,50 Mn 1,50 100% Co2 (CC-) L.R. 550 Mpa L.E. 490 Mpa a 27% ChV (-40º C) 90J 1,20 150A, 29V 210A, 30V 250A, 32V 290A, 34V 330A, 35V DEPOS. (kg/h) 2,00 2,95 3,95 4,95 5,85 GÁS DE PROTEÇÃO TIPO DE CORRENTE 100% CO2 CC- Ar % Co2 C 0,05 Si 0,53 Mn 1,68 Ar+20-25% CO2 (CC+) L.R. 630 Mpa L.E. 560 Mpa a 24% ChV (-40º C) 50J 1,60 190A, 30V 300A, 34V 365A, 35V 410A, 36V 450A, 36V 500A, 37V ,85 4,70 5,70 6,45 7,40 9,21 Ar % CO2 CC+ 15

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18 11. Posição de Soldagem 17

19 12. Pré-aquecimento 18

20 13. Tratamento térmico A rota de produção dos aços API até o final da decada de 60 baseava-se na laminação a quente seguido de normalização e já havia sido atingido o grau X60. Nesta época a exploração de petróleo no ártico levou ao desenvolvimento de aços com maiores requisitos de tenacidade. No inicio da decada de 70 foi obtido um grande avanço com o desenvolvimento de uma nova rota de produção para os tubos API chamada de laminação controlada (Thermomechanical Rolling) ou TMCR (Thermomechanical Controled Rolling). Esta tecnica possibilitou o desenvolvimento de aços X70 microligados ao nióbio e vanádio com reduzido tamanho de grão e teor de carbono. Utilizando-se o processo de laminação controlada (TMCR) é possivel obter uma microestrutura com tamanho de grão reduzido, com baixo teor de carbono, maior tenacidade e melhor soldabilidade, tendo as propriedades mecânicas iguais ou melhores do que um aço produzido pelo método de laminação a quente e normalização. Os aços produzidos pela rota TMCR possuem um custo menor, devido a não exigência do tratamento térmico de normalização. Baseado nestes fatos, o aço grau X70 tornou-se o padrão mundial na construção de dutos, desde a década de 80 até os dias atuais. Segundo norma API para os graus maiores que X42, a costura de solda e toda a zona afetada pelo calor deverão receber tratamento térmico de modo a simular um tratamento térmico normalizante. Durante a fabricação de tubos soldados eletricamente, o produto é manuseado em meio ao ar ambiente. Normalização é usualmente definida como resfriamento em ar tranquilo, assim sendo empregado neste caso. 14. Ensaios 19

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28 15. Variaveis de Soldagem Material Processo Camadas de Adição Intensidade Corrente Polaridade Tensão vel. Arame 24 V ± SMAW 1 E A ± 40 CC+ 2 m/min FCAW 2 E71T-5C 350A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 3 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 4 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 5 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 6 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 7 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 Energia de soldagem 27

29 16. EPS elaborada ESPECIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM (EPS) N EPS 13 Revisão/Data 00/2012 Elaborado por: data: N QPS Flavio Martins 13 PROCESSO DE SOLDAGEM Tipo: SMAW / FCAW MANUAL Juntas (QW 402) Detalhe Tipo de Junta: Topo Ângulo do Chanfro (A): 60º ± 5º Abertura da Raiz (B): 4 ± 1 mm Face da Raiz (C): 3 ± 1 mm Espessura (D): 24,5 mm Tipo de Chanfro: "V" Mata Junta [ ] Sim [ X ] Não Material de Mata-Junta: N/A METAIS DE BASE (QW 403) BASE METALS Especificação do Tipo e Grau API 5L GRAU X70 Para outros detalhes de juntas ver desenho de fabricação Forma do carbono equivalente para Carbono maior que 12% CE= C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (N i+ Cu) / 15 ou Análise Química e Propriedade Mecânica elementos: C Mn Si P S Ni Mo Cb+V+Ti Ti CE Teor %: 0,28 1, ,030 0, ,15 0,04 PSL 1 0,5433 Teor %: 0,24 1, ,025 0, ,15 0,06 PSL 2 0,5033 com Análise Química e Propriedade Mecânica Metal de Base: Chanfro "V" API 5L GRAU X70 Metal de Solda Depositado: E 7018 E71T-5C elemento: C Si Mn C Si Mn 0,07% 0,5 % 1,30% 0,05% 0,53% 1,68% Faixa de Diâmetro do Tubo: Diametro: 24" espessura: 24,5 mm METAIS DE ADIÇÃO (QW 404) marca comercial marca comercial OK OK Tubrod 75 PROCESSO DE SOLDAGEM SMAW FCAW F Nº 4 6 Especificação Nº SFA- 5.1 SFA- 5.1 SFA Eletrodos Arame Bitolas ø 4 mm ø 1,6 mm Classificação Gás: Mistura N/A Ar 25% + CO2 75% POSIÇÕES ( QW 405 ) PRÉ AQUECIMENTO ( QW 406 ) Posição (ões) do Chanfro Temp Pré aquecimento ( min. ) PLANA 200 C Temperatura Interpasse ( max. ) 300 C 28

30 TRATAMENTO TÉRMICO (QW 407) N/A Faixa de Temperatura N/A GÁS (QW 408) Gás de Proteção Ar 25% + CO2 75% SG-AC-25 Vazão: Tocha 18 l/min Backing de Gás N/A CARACTERÍSITICAS ELÉTRICAS (QW 409) Material de Intensidade vel. Processo Camadas Adição Corrente Polaridade Tensão Arame SMAW 1 E A ± 40 CC+ 24 V ± 2 m/min FCAW 2 E71T-5C 350A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 3 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 4 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 5 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 6 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 FCAW 7 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ± 2 5 ± 1 E = 0,78 x 60x V x I velocidade formula de calculo de heat imput TÉCNICA ( QW 410 ) Filetado ou Trançado Limpeza Inicial e Final Método de Goivagem Distancia Tubo x Peça Um ou Múltiplos Passes por lado Eletrodos simples ou múltilos Trançado Escovamento N/A 19 mm Multiplos Simples FABRICANTE SENAI DATA: 01/08/12 VISTO QUALIDADE Flavio Martins DATA: 03/08/12 CLIENTE E/OU INSPETOR Flavio DATA: 04/08/12 29

31 Bibliografia: 1: Material de ensino: Professor Gimenes Junior 2: Apostila de arame tubular: ESAB 3: Tecnicas operatórias de soldagem SMAW: Modenesi 4: Norma ASME 5: Tipos de chanfro: Marcos Xixa 6: The alloy tree: J.C.M. Farrar 7: 8: 9: 30