RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR III 08/09/2008 à 19/12/2008

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS MARCEGAGLIA DO BRASIL LTDA RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR III 08/09/2008 à 19/12/2008 Aluno: Maurício Alves Del Prato Matrícula: Orientador: Albano Scottini Florianópolis, 2008

2 EMPRESA Marcegaglia do Brasil Ltda. Rodovia BR 101 km 11 Bairro Urubuquara CEP: Garuva SC Fone: (47) Fax: (47)

3 AGRADECIMENTOS Ao grupo Marcegaglia do Brasil Ltda, pela oportunidade da realização do estágio. Ao orientador, Albano Scottini, pela ajuda e orientação prestadas no decorrer do estágio. Aos funcionários do setor de processos, Gustavo, Edonir, Claudio, Sandro, Nervil, Sergio, Fernando, pela ajuda e amizade criadas durante o período de estágio. Aos outros dois estagiários do curso na empresa, Mário e Cláudio, pelo companheirismo e amizade atingidos durante os três meses e meio de decorrer do estágio. Aos demais funcionários da Marcegaglia do Brasil Ltda, que contribuíram de certa forma para a realização do estágio. Aos coordenadores dos estágios, Prof. Berend Snoijer e Prof. Germano Riffel, por proporcionarem esta excelente oportunidade aos seus alunos.

4 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ATIVIDADES DIÁRIAS Instruções de Fabricação ( IF s ) Sistema Logix Procedimentos operacionais ( PO s ) Layout e acompanhamento novas bobinas TESTE COM PASTILHAS DE REMOÇÃO EXTERNA DE SOLDA Introdução Revisão Bibliográfica Métodos utilizados Resultados Obtidos Conclusão SOLDAGEM TIG Introdução Revisão Bibliográfica Corrente X espessura Velocidade de soldagem Diâmetro eletrodo Vazão gás de proteção Conclusão IMPLANTAÇÃO ENSAIO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Introdução Revisão Bibliográfica Métodos utilizados Operação Resultados Conclusão CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA Anexo A Histórico da empresa Anexo B Cronograma de atividades... 28

5 5 1 INTRODUÇÃO O presente relatório discutirá o estágio realizado na empresa Marcegaglia do Brasil Ltda, no setor de fabricação de tubos de aço com costura. O trabalho diário do estagiário se desenvolveu no cadastro de novos tubos, slitters e chapas no sistema, além de um acompanhamento da chegada de novas bobinas de aço importadas. Adicionalmente, foram realizados durante o período de 3 meses e meio de estágio testes com pastilhas de remoção de solda em tubos de aço carbono, bem como um estudo sobre possíveis melhorias na soldagem TIG de aços inoxidáveis. Além disso, foi feito um procedimento operacional para a implantação do ensaio de partículas magnéticas para detecção de trincas em ganchos.

6 6 2 ATIVIDADES DIÁRIAS Diariamente, são recebidas pelo estagiário atividades rotineiras a serem cumpridas. No decorrer do presente estágio, obteve-se um contato com a parte burocrática do processo, como a confecção de documentos referentes ao desenvolvimento de novos produtos e do processo em geral. Tais atividades permitiram uma visão ainda não abordada em estágios anteriores sobre como funciona a parte de cadastramento de novos materiais, contatos com clientes, bem como desenvolvimento de procedimentos operacionais. Por fim, foi designada a tarefa de realizar um layout para o descarregamento de bobinas de aço importadas no pátio da empresa. Estas atividades serão descritas resumidamente a seguir. 2.1 Instruções de Fabricação ( IF s ) A IF (Instrução de Fabricação) é um documento que o operador deve seguir para a fabricação de qualquer produto na fábrica. Especifica as dimensões e tolerâncias dos mesmos, além de poder trazer informações especiais (como uso de material especial, a exigência de algum ensaio ou teste de qualidade, entre outras). Sempre que um item novo chega para produção, é feita pelo estagiário a liberação do item, através do cadastro no sistema. 2.2 Sistema Logix O Logix é um sistema de gestão empresarial adotado por algumas empresas, que visa reunir informações técnicas e financeiras sobre os itens produzidos pela fábrica, harmonizando a comunicação entre os setores. Ao estagiário, foi repassada a tarefa de cadastrar itens novos a serem produzidos. Sem este cadastro, não seria possível a produção dos tubos nas linhas. O item gerado é cadastrado com um novo código, repassando-se para o sistema Logix a área em que ele será produzido ( inox, carbono, slitter, chapas ), a quantidade de peças produzidas por minuto, e a data de cadastro do item.

7 7 2.3 Procedimentos operacionais ( PO s ) Os procedimentos operacionais são documentos que descrevem de forma padrão operações específicas dos processos de produção da fábrica e fazem parte do Sistema de Garantia da Qualidade (SGQ). Durante a realização dos procedimentos toma-se o cuidado de elaborá-los com uma quantidade de texto e informações visuais suficientes para o bom entendimento, de forma que o leitor não despenda muito tempo para compreensão. Como exemplo, foi feito pelo estagiário o procedimento operacional de uma nova máquina de cortes múltiplos de tubos adquirida pela empresa. Informou-se detalhadamente todos os passos do processo, desde o set-up da máquina até a elaboração do programa de corte, detalhando todo o funcionamento e manutenção da máquina com fotos, facilitando a compreensão dos operadores. 2.4 Layout e acompanhamento novas bobinas Em grande parte do estágio, também foi designada ao estagiário a atividade de acompanhar um carregamento de mais de 1000 bobinas de aproximadamente 20 toneladas cada de aço vindas de navios da Europa e do México. Como o espaço dentro da empresa para o alojamento destas bobinas não seria suficiente, foi feito um layout do pátio externo da fábrica, contabilizando a quantidade total de blocos que poderiam ser utilizados para o descarregamento, como pode-se observar abaixo: Figura 01 Layout pátio externo

8 8 Cada retângulo vermelho indica um bloco de 13 bobinas alojadas sobre pallets de madeira, com 8 bobinas embaixo e 7 em cima. Além do espaço mostrado na figura, foram alojadas bobinas em ruas laterais e na frente da empresa, que não estão sendo mostradas no layout. A escala utilizada foi de 1:500. A escala numérica é estabelecida através de uma relação matemática, normalmente representada por uma razão, por exemplo: 1: (1 por ). A primeira informação que ela fornece é a quantidade de vezes em que o espaço representado foi reduzido. Neste exemplo, o mapa é vezes menor que o tamanho real da superfície que ele representa. Na escala numérica as unidades, tanto do numerador como do denominador, são indicadas em cm. O numerador é sempre 1 e indica o valor de 1cm no mapa. O denominador é a unidade variável e indica o valor em cm correspondente no território. No caso da escala exemplificada (1: ), 1cm no mapa representa cm no terreno, ou 5 km. A escala é calculada dividindo-se a distância da projeção pela distância real, pela fórmula: Onde: d = distância projetada D = distância real. No mapa da figura 01, foi feita uma projeção, onde 1 centímetro no mapa equivale a 5 metros, ou 500 centímetros. Deste modo, pela fórmula a escala é de 1 / 500, ou 1:500 (redução de 500 vezes). Ao todo, foram descarregadas cerca de 1500 bobinas. O espaço obtido foi suficiente, e poupou a empresa de ter de alugar novos terrenos para o alojamento destas bobinas. Eventuais atrasos na carga parada no porto também acarretariam em multas para a empresa. O controle do processo foi desde a visita ao porto de São Francisco, acompanhando o descarregamento dos navios para os caminhões, até o descarregamento final no pátio da empresa.

9 9 3 TESTE COM PASTILHAS DE REMOÇÃO EXTERNA DE SOLDA Introdução Na linha de produção da Marcegaglia do Brasil são fabricados tubos de aço carbono com costura soldados pelo método de alta freqüência. Este método gera um cordão de solda que precisa ser removido. Esta operação é realizada através de pastilhas sextavadas, que promovem uma remoção contínua do cordão de solda, logo em seguida da soldagem, o que garante uma alta produtividade, gerando tubos limpos e com as características desejadas. Buscou-se neste trabalho uma comparação entre novos fornecedores e o fornecedor atual, visando um resultado que agregasse um melhor custo/benefício para a empresa. Os valores obtidos e a respectiva análise serão descritos a seguir. 3.2 Revisão Bibliográfica Insertos raspadores de tubos, ou insertos de escarfagem, utilizados para usinagem do cordão de solda, podem apresentar-se tanto na forma quadrada, quanto na forma sextavada, podendo realizar a raspagem tanto interna, quanto externa do tubo. Pastilhas de remoção externa sextavadas (fig. 02) apresentam seis lados utilizáveis. Figura 02 Pastilha sextavada Estas pastilhas são de metal duro, constituídas basicamente de carbeto de tungstênio, com algumas outras ligas que propiciam um melhor rendimento a

10 10 ferramenta. A grande aplicação dos metais duros, que são fabricados pelo processo de metalurgia do pó, se deve ao fato deles possuírem a combinação de resistência ao desgaste, resistência mecânica e tenacidade, garantindo sua aplicação em ferramentas de usinagem. Geralmente são revestidas, para garantir melhores propriedades, e assim maior vida útil. Os revestimentos têm como principal função o aumento da vida útil da ferramenta, protegendo o material base, através da redução do atrito na interface cavaco/ferramenta, aumento da dureza, além de um isolamento térmico do material base, associada a uma rápida condução de calor para longe da região de corte. As pastilhas atualmente utilizadas pela empresa são revestidas por nitreto de titânio e alumínio. A deposição da camada é feita pelo processo PVD, ou deposição física de vapor, que garante uma alta aderência ao substrato, conferindo alta resistência ao desgaste, além de elevada tenacidade e estabilidade contra oxidação. Estas propriedades o tornam ideal para velocidades e avanços maiores, ao mesmo tempo melhorando a vida útil da ferramenta. A principal característica deste revestimento é mostrada abaixo, comparando-a com o revestimento de nitreto de titânio: Tabela 01 Dados Revestimentos Revestimento Micro Dureza (hv 0,025) Temperatura Espessura Máx. Cor Nitreto de Titânio (TiN) > 6 550ºC Dourada Nitreto de Alumínio Titânio (AlTiN) > 4 800ºC Preta A remoção externa de tubos soldados acontece em temperaturas que podem variar de 300 a 400ºC, dependendo da velocidade da formadora de tubos. 3.3 Métodos utilizados Para avaliação das pastilhas, foram acompanhadas diariamente as linhas de produções de tubos 44 e 50. As variáveis do processo eram principalmente a espessura e comprimento do tubo e a velocidade do mesmo na linha. A constante mudança destes fatores dificultaram a obtenção dos dados, necessitando de um controle rigoroso sobre a obtenção dos resultados corretos. O lado das pastilhas eram trocados no momento em que o operador notava que a aresta dela estava desgastada, o que acontece quando a usinagem é prejudicada, não ocorrendo a correta remoção do cordão de solda, podendo ocorrer até o riscamento dos

11 11 tubos. A cada troca de aresta, o valor da quantidade de cortes realizados na máquina era zerado, pegando-se ao final da vida útil do lado, a quantidade total cortada. As pastilhas utilizadas foram as sextavadas, com seis lados utilizáveis. O cálculo foi feito multiplicando-se o comprimento do tubo sendo fabricado pela quantidade de cortes realizados até o momento do desgaste, obtendo o valor final em metros. Foram testados três novos fornecedores, comparando os resultados de cada um com as pastilhas atualmente utilizadas na empresa. 3.4 Resultados Obtidos Testaram-se os diferentes fornecedores, tomando a espessura do tubo como a principal variável do processo: Fornecedor A TiN Tabela 02 Fornecedor A Espessura (mm) Metros Produzidos 0, , , , , Metros por Aresta Metros por Pastilha Fornecedor B AlTiN Tabela 03 Fornecedor B Espessura (mm) Metros Produzidos 0, , , , , Metros por Aresta Metros por Pastilha Fornecedor C AlTiN Tabela 04 Fornecedor C Espessura (mm) Metros Produzidos 0, , , , , Metros por Aresta Metros por Pastilha Fornecedor Atual AlTiN Tabela 05 Fornecedor Atual Espessura (mm) Metros Produzidos 0, , , , , Metros por Aresta Metros por Pastilha 64200

12 12 A partir dos dados obtidos foi feita uma média de quantos metros cada aresta da pastilha foi capaz de fazer. O diferente revestimento da pastilha A para as outras pastilhas não mostrou grande diferença, como pode-se observar nas tabelas. Com isto, estes resultados bastante aproximados para os diferentes fornecedores eliminam mais uma variável, permitindo agora escolher o fornecedor com o menor custo, visto que o benefício para a empresa será praticamente o mesmo para qualquer das pastilhas que forem utilizadas. 3.5 Conclusão A partir dos resultados apresentados no relatório chegou-se a conclusão de que todas as pastilhas testadas obtiveram um resultado muito aproximado, com o fornecedor atual apresentando o melhor resultado, porém não há uma diferença muito grande nos metros produzidos entre os fornecedores. Sabendo da proximidade dos resultados podemos concluir que o custo da pastilha deve ser considerado a variável decisiva na escolha do fornecedor de pastilhas para a Marcegaglia do Brasil. Com os dados dos custos de cada fornecedor, pôde-se elaborar a seguinte tabela: Tabela 06 Custos Pastilhas Fornecedor atual Fornecedor A Fornecedor B Fornecedor C Metros por pastilha Eficiência sob o atual 100% 96,98% 98,68% 95,08% Fator conversão 0% 1,03 1,01 1,05 Preço de venda Custo R$ 25,00 R$ 23,00 R$ 26,63 R$ 24,90 R$ 22,00 R$ 20,24 R$ 23,43 R$ 20,67 Custo ajustado R$ 22,00 R$ 20,85 R$ 23,74 R$ 21,68 Classificação 3 lugar 1 lugar 4 lugar 2 lugar

13 13 Contatando o setor de compras da empresa resolveu-se buscar o melhor preço com o fornecedor atual. Caso não seja obtido sucesso, serão comprados lotes do fornecedor que ficou em 1º lugar, reduzindo em R$1,15 o custo de cada pastilha. 4 SOLDAGEM TIG Introdução Na Marcegaglia do Brasil são soldados tubos de aço inoxidáveis por três métodos: Soldagem a laser, soldagem por alta freqüência e soldagem por TIG ( Tungsten Inert Gás ). No presente trabalho será feito um estudo sobre algumas possíveis melhorias a serem feitas nas linhas que utilizam a soldagem por eletrodo de tungstênio. Atualmente as linhas Tig não possuem uma correta parametrização das variáveis de soldagem, ficando a cargo dos operadores a correta voltagem e corrente a ser utilizada. Um adequado controle sobre o processo, com uma parametrização a ser respeitada e uma relação correta das variáveis de produção, pode trazer benefícios a empresa, deixando o processo, em um todo, mais organizado. Os principais objetivos deste estudo serão análises de: Corrente utilizada para cada espessura Velocidade de soldagem Diâmetro dos eletrodos de tungstênio Vazão do gás de proteção O trabalho será feito visando uma possível redução na corrente utilizada, bem como na vazão do gás utilizado. Também será analisado um possível erro na utilização dos diâmetros dos eletrodos. Possíveis aumentos na velocidade das linhas também serão analisados.

14 Revisão Bibliográfica A soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa ( Gás Tungsten Arc Welding GTAW ) é um processo no qual a união de peças metálicas é produzida pelo aquecimento e fusão destas através de um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de tungstênio, não consumível, e as peças a unir. O eletrodo representa apenas o terminal de um dos pólos e não é adicionado a poça de fusão. Conseqüentemente é utilizado um eletrodo de material de alto ponto de fusão e de alta emissão termiônica, neste caso o Tungstênio, com ponto de fusão de 3370ºC. A proteção da poça de fusão e do arco contra a contaminação pela atmosfera é feita por uma nuvem de gás inerte ou mistura de gases inertes. O gás de proteção mais utilizado em soldagem pelo processo TIG é o argônio. Hélio, misturas de argônio/hélio, ou misturas de argônio/hidrogênio são utilizadas em casos específicos. A soldagem pode ou não ser feita com adição de metal que, quando usada, é feita diretamente na poça de fusão. Na Marcegaglia do Brasil utiliza-se a solda autógena (sem adição). Este processo apresenta um excelente controle do calor cedido à peça. É bastante adequado para a soldagem de peças de pequena espessura e difícil soldabilidade. Apresenta um arco bastante estável e suave, produzindo soldas com boa aparência e acabamento. É aplicável a maioria dos metais e suas ligas, numa ampla faixa de espessuras, mas devido ao seu alto custo é usado principalmente na soldagem de metais nãoferrosos e aços inoxidáveis, na soldagem de peças de pequena espessura (ordem de mm) e no passe de raiz na soldagem de tubulações. Para solda de aço é utilizada corrente continua com polaridade direta (eletrodo conectado ao terminal negativo), aquecendo menos o eletrodo se comparado com a polaridade inversa.

15 15 Quadro 01 Comparação das diferentes correntes utilizadas 4.3 Corrente X espessura Para soldagem do aço inoxidável austenítico é utilizada corrente continua com polaridade direta, como já foi citado, onde a tocha é conectada ao negativo da fonte de energia e a peça é conectada ao positivo da fonte. Quando o arco é estabelecido, os elétrons vão do eletrodo para a peça. Nesse caso, cerca de 70% do calor ficará concentrado no lado positivo do arco, ou seja, na peça, o que oferece maior penetração. O eletrodo recebe uma menor porção de energia e trabalha numa temperatura mais baixa. Além disso, o fluxo de elétrons que deixa o eletrodo acaba melhorando o efeito de refrigeração do eletrodo. A penetração depende fundamentalmente da corrente de soldagem que por sua vez afeta a voltagem que, para um determinado comprimento de arco, aumenta proporcionalmente com a corrente. Por esta razão é necessário ajustar a voltagem quando a corrente for ajustada para um determinado comprimento de arco. Existe uma corrente adequada para cada espessura de soldagem trabalhada, onde o comprimento do arco e a penetração também devem ser levados em conta. Foi feita uma tomada de dados, comparando as correntes utilizadas para diversas espessuras de tubos, obtendo-se o gráfico abaixo para a linha 13:

16 16 Corrente 1 vs Espessura Corrente (A) ,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 Espessura (mm) Figura 03 Gráfico corrente VS espessura As máquinas de solda na Marcegaglia do Brasil Ltda são todas automatizadas e podem trabalhar até com 3 tochas de fusão. A primeira tocha é a pré-fusão, e é responsável pelo aquecimento da junta de soldagem. A segunda é a tocha de penetração. A 3ª tocha é utilizada apenas para espessuras maiores que 2mm, e nela ocorre a penetração 100%.. Obtêm-se as seguintes conclusões da figura 03: Quanto maior a espessura, maior a corrente utilizada Houve uma grande disparidade nos valores para uma mesma espessura Uma maior necessidade de corrente pelo aumento da espessura pode ser explicada pela necessidade do aumento da profundidade da penetração necessária para a correta soldagem. A disparidade entre os valores torna-se um agravante que apenas causa gasto adicional de energia. Uma correta parametrização do processo eliminaria esta disparidade, resultando em economia de energia, visto que maiores correntes despendem maiores gastos. Por exemplo, para a espessura de 1,5 mm houve correntes utilizadas pelos operadores desde 120 A até 248 A, uma diferença bastante grande. Para as outras espessuras notou-se as mesmas diferenças. Conclui-se que se torna necessária uma correta parametrização, buscando a faixa de corrente ideal para cada espessura, e conscientizando os operadores do valor a ser utilizado corretamente. Isto ocasionaria uma melhoria no processo, o deixando mais organizado e também mais econômico.

17 Velocidade de soldagem A velocidade de trabalho afeta a penetração e a largura do cordão. Em algumas aplicações a velocidade de trabalho é definida com outras variáveis para atingir a configuração de soldagem desejada naquela velocidade. Em outros casos a velocidade de trabalho é variável dependente, selecionada para obter a qualidade e uniformidade de soldagem desejada sob as melhores condições possíveis com a combinação de outras variáveis. Nas soldagens mecanizadas, porém a velocidade de trabalho é fixada, enquanto outras variáveis como a corrente e voltagem são ajustadas para manter o controle da soldagem. Tomando novamente a linha 13 como base, foi feita uma comparativa entre as velocidades utilizadas para diferentes espessuras, obtendo o seguinte gráfico : Velocidade vs Espessura Velocidade (m/min) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, ,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 Espessura (mm) Figura 04 Gráfico velocidade VS espessura Pode-se concluir que: Quanto maior a espessura, menor a velocidade de trabalho Houve novamente uma disparidade entre os valores A menor velocidade de trabalho com o aumento de espessura pode ser explicada a um maior tempo necessário para a soldagem de chapas mais grossas, visto que a velocidade afeta a penetração e a largura do cordão de solda.

18 18 A disparidade nos valores, assim como aconteceu com a corrente, deve-se a não parametrização do processo, fator que pode ser estudado, visto que um aumento da velocidade ocasionaria em maior produtividade para a empresa. No entanto, para o aumento da velocidade outros fatores devem ser levados em conta, como o desgaste do ferramental da máquina, bem como a corrente utilizada. Uma correta correlação entre a corrente e a velocidade, combinando estas variáveis para obter um cordão de solda saudável seria ideal. 4.5 Diâmetro eletrodo O eletrodo utilizado na Marcegaglia do Brasil Ltda é um eletrodo de Tungstênio adicionado de 2% de Tório. O Tório permite uma melhor condução da corrente, deixando o arco mais estável. Atualmente na empresa, são utilizados eletrodos de 3,1mm de diâmetro para espessuras até 2,7mm. Para espessuras maiores que 2,7mm usam-se eletrodos de 3,9mm de diâmetro. O diâmetro do eletrodo pode ser definido de acordo com a faixa de corrente necessária para a soldagem. No entanto, a afiação da ponta do eletrodo influi de maneira idêntica a bitola. Assim, um eletrodo de 2,4mm, que segundo o Welding Handbook da AWS seria recomendado para uma faixa de corrente de 150 A a 250 A, funciona muito bem para correntes baixas de até 10 A, desde que seja afiado com um ângulo de ponta de cerca de 30. Com isto, poderia ser feito um estudo buscando um melhor aproveitamento dos diâmetros de eletrodos utilizados atualmente, contando também o fato de já estarem sendo utilizadas bitolas maiores que as recomendadas pela AWS (American Welding Society). 4.6 Vazão gás de proteção Utiliza-se o gás de proteção da tocha, para proteger o eletrodo e a poça de fusão da contaminação atmosférica, e também o gás de proteção interna, o backing. Este ultimo é feito na parte de baixo, e visa assegurar uma maior uniformidade do contorno

19 19 do cordão, bem como eliminação da mordedura e em alguns casos a redução do surgimento de trincas e porosidade na raiz. Utiliza-se uma mistura de argônio com 5% de hidrogênio para ambos os gases de proteção na empresa. A vazão gira em torno de 15 L/min para o gás de proteção interna e 10 L/min para o gás de proteção da tocha. Tais valores poderiam ser estudados, fazendo testes buscando uma menor vazão, visando economia para a empresa, visto que qualquer redução na vazão decorreria em uma grande diferença ao longo de um mês inteiro. A vazão do gás depende de: Sua composição Velocidade de soldagem Condições de ventilação no local de trabalho Distancia bocal / peça Posição de soldagem Tipo do metal sendo soldado A posição de soldagem é fixa, e o tipo do metal sendo soldado também. As condições de ventilação são boas. A composição ideal pela literatura é de 5 % de hidrogênio. Um maior teor de hidrogênio decorre em aumento da velocidade, já em excesso pode causar porosidade. Deste modo, seriam de interessante estudo as variáveis composição, distância bocal/peça e velocidade de soldagem, sempre buscando uma redução nos valores dos gases. Portanto, analisando todos estes fatores, seria viável buscar uma redução na vazão dos gases de proteção, visto que este é um dos fatores de maior custo no processo total. O teste pode ser feito diminuindo-se a vazão até começar a aparecer oxidação. 4.7 Conclusão Uma correta correlação entre as variáveis velocidade, corrente e vazão pode diminuir os custos do processo. Notou-se grandes diferenças entre as faixas utilizadas de corrente. A vazão e a velocidade são dois fatores a serem estudados, que podem ser adaptados para valores que apresentem maiores benefícios para empresa.

20 20 Um eletrodo de menor diâmetro também representaria redução de gastos desnecessários. Todos estes fatores devem ser analisados em conjunto, visto que a redução de um pode afetar as propriedades do outro. Devido a este trabalho ter sido idealizado mais para o fim do estágio, não tornou-se possível a realização dos testes necessários, estes que despenderiam tempo e dedicação. Fica desta maneira, uma lista de sugestões, para que futuros estagiários nesta área possam, se for de interesse, tentar pôr em prática: 1. Parametrização e otimização das correntes e voltagens utilizadas 2. Possível aumento na velocidade das linhas 3. Teste visando otimização do consumo de eletrodos 4. Testar menores vazões dos gases de proteção O controle de todos estes fatores resultaria em uma melhoria no processo, com possível redução de custos para a empresa. 5 IMPLANTAÇÃO ENSAIO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS 5.1 Introdução O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localização de descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos até profundidades de aproximadamente 3mm. Pode ser aplicado tanto a peças acabadas quanto semi-acabadas ou durante as etapas de fabricação. Ele é baseado no princípio de que as linhas de campo magnético em um material ferromagnético são distorcidas por uma interrupção na continuidade do material. Uma das técnicas mais utilizadas é a do Ioque, a qual será ponto de estudo do presente trabalho, que visa criar um procedimento operacional para a correta utilização deste equipamento na empresa. A principal aplicação será na inspeção dos ganchos metálicos que transportam materiais, podendo também ser utilizado na inspeção da região de solda dos tubos fabricados na empresa.

21 Revisão Bibliográfica A técnica do Ioque, ou Yoke, é caracterizada pela indução em campo magnético, gerado por um eletroímã, em forma de U invertido, que é apoiado na peça a ser examinada. Pelo eletroímã circula a corrente elétrica alternada ou contínua. É gerada na peça um campo magnético paralelo a linha imaginária que une as duas pernas do Yoke. Figura 05 Técnica do Yoke Os Ioques produzem campos magnéticos longitudinais, podendo ser de pernas fixas ou articuláveis, conhecidos como Ioques de pernas articuladas. Estes são mais eficientes por permitirem uma série de posições de trabalho com garantia de um bom acoplamento nos pólos magnéticos. Uma das vantagens deste método é que ele não aquece os pontos de contato, visto que a corrente elétrica magnetizante flui pelo enrolamento da bobina do ioque, e não pela peça. O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético. Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja, a falta de continuidade das propriedades magnéticas do material irá causar um campo de fuga do fluxo magnético. Com a aplicação de partículas ferromagnéticas, ocorrerá a aglomeração destas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles atraídas devido ao surgimento de pólos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da extensão da descontinuidade. 5.3 Métodos utilizados Para a realização deste ensaio foram utilizados os seguintes equipamentos:

22 22 Yoke de pernas articuladas Limpador de superfície Spray de pó magnético Luz UV As etapas para execução do ensaio foram seguidas conforme recomendações e são as seguintes: 1. Preparação e limpeza da superfície 2. Magnetização da peça 3. Aplicação das partículas magnéticas 4. Inspeção da peça e limpeza Operação Primeiramente, deve-se executar a correta limpeza da superfície a ser examinada. O objetivo dessa etapa é remover sujeira, oxidação, carepas, respingos ou inclusões, graxas etc. da superfície em exame. Essas impurezas prejudicam o ensaio, formando falsos campos de fuga. O método utilizado foi a umidificação de uma estopa com um agente de limpeza, em seguida passando o pano sobre a peça até a adequada remoção da sujeira no local. A operação do yoke é relativamente simples. As pernas são posicionadas na área a ser testada, e quando mais intimo o contato melhores serão os resultados. As pernas devem ser posicionadas nos ângulos e direção corretos dos locais de suspeita de descontinuidades. Aperta-se o botão de operação em seguida. Por exemplo, para analisar descontinuidades longitudinais em cordões de solda, o equipamento deve ser posicionado com as pernas transversalmente a solda. Se a direção do possível defeito não é conhecida, devem ser feitas duas inspeções na área ao redor do local suspeito, girando o Yoke 90 graus a cada inspeção. Após o correto posicionamento do yoke, usa-se o tubo de spray, vaporizando a superfície levemente com o pó Magnaflux, inspecionando assim, a ocorrência de trincas

23 23 ou outros possíveis defeitos. A corrente deve permanecer ligada durante o tempo da inspeção. Depois de a indicação ser formada, ela deve ser corretamente interpretada e identificada. Tamanho, forma, aparência, localização e direção da indicação, bem como um prévio conhecimento da parte analisada conferem uma correta interpretação dos resultados. Resumindo-se o processo em etapas: 1 Limpa-se a área a ser analisada 2 Posiciona-se o Yoke perpendicularmente a direção da suspeita de descontinuidade 3 Energiza-se o Yoke. Um campo magnético será formado. 4 - Aplica-se o pó magnético ou o banho preparado quando o Yoke já estiver energizado 5 Análise das indicações 5.5 Resultados Os testes para avaliação foram feitos no engate metálico de ganchos, seguindo as recomendações mencionadas no item anterior. Figura 06 Banho preparado sendo aplicado na peça com o Yoke energizado

24 24 seguir: Após a correta preparação da peça, pode ser feita a análise segundo as imagens a Figura 07 Indicação de descontinuidade na peça testada Como pode-se observar na figura 07, após a aplicação do banho e a posterior análise com a luz UV, ficam em evidência as descontinuidades presentes na peça, no caso aparecendo em um tom diferente de roxo. 5.6 Conclusão Com a realização dos testes e suas respectivas análises, foi possível elaborar um procedimento operacional para ser posto em pratica na fábrica. O procedimento servirá como um passo-a-passo para futuros testes que venham a ser realizados visando analisar a saúde das peças. Este teste permite avaliar a condição da peça testada, podendo evitar acidentes devido a fraturas, visto que uma trinca indicada na peça servirá como alerta de que a peça precisa ser reparada ou até alterada.

25 25 6 CONCLUSÃO O período de estágio na área de fabricação de tubos foi de grande aprendizado para o estagiário. No primeiro estágio em uma empresa deste ramo, teve-se a oportunidade de conhecer mais sobre soldagem, usinagem, e o processo de conformação em geral, aumentando o conhecimento teórico e, principalmente, o prático, que é de grande importância para o engenheiro de materiais. O estágio passou-se na área de processos, agregando grande valor também em relação a postura do engenheiro, no lidar com as pessoas e no processo produtivo, bem como uma maior experiência em aspectos administrativos. Apenas o acompanhamento no dia-a-dia com profissionais capacitados já foi de grande valia à formação do graduando. Neste terceiro estágio, pode-se chegar a conclusão, de que este método utilizado no curso de engenharia de materiais faz dele um grande formador de profissionais, visto que esta experiência obtida nos períodos nas empresas torna o graduando mais capacitado a saber lidar com os problemas cotidianos a que será submetido o engenheiro após a conclusão do curso.

26 26 7 BIBLIOGRAFIA [1] CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos. 7. ed. São Paulo, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, [2] CALLISTER, Willian D., Jr. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. Rio de Janeiro: LCT, 5ª ed, [3] INFOSOLDA. Endereço Eletrônico [4] CIMM Centro de Informação Metal Mecânica. Endereço Eletrônico [5] PADILHA, Ângelo F; GUEDES, L.C. Aços inoxidáveis austeníticos. São Paulo: Hermus Ltda, p. [6] MODENESI, Paulo; MARQUES, Paulo. Apostila de soldagem I. [7] ANDREUCCI, Ricardo. Apostila de ensaio Partículas Magnéticas.

27 27 Anexo A Histórico da empresa Fundada pelo Sr. Steno Marcegaglia em 1959, o Gruppo Marcegaglia é atualmente uma corporação industrial e financeira, líder na Europa e no mundo no setor de aço e metalurgia, controlada inteiramente pela família Marcegaglia, operando também em diversos setores industriais, no turismo, financeiro e serviços ambientais. A Marcegaglia do Brasil Ltda faz parte do grupo de indústrias do Gruppo Marcegaglia, que é líder na Europa e está entre os primeiros no mundo na transformação do aço. Atualmente, mais de 52 estabelecimentos e cerca de colaboradores conferem ao grupo, faturamento anual superior a 2,5 bilhões de Euros. Inaugurada em 26 de outubro de 2000, a unidade brasileira, localizada em Garuva - estado de Santa Catarina - produz principalmente componentes destinados à indústria de eletrodomésticos, tubos de aço para refrigeração e tubos industriais de aço carbono e aço inox. O complexo industrial brasileiro (ver figura 17) ocupa uma área de m² e m² de área construída, sendo mais de 5.000m² de áreas administrativas. A Marcegaglia do Brasil conta com cerca de 508 colaboradores, subdivididos entre engenheiros, técnicos e operadores de máquinas, temporários, estagiários e indiretos. Capacidade instalada para produzir por ano: 7,5 milhões de condensadores aramados; 240 milhões de metros de tubos de aço para refrigeração; toneladas de tubos de aço carbono; toneladas de tubos de aço inox; toneladas de blanks; toneladas de slitter. FIGURA 08 Plantas da empresa

28 28 Anexo B Cronograma de atividades Curso de Graduação em Engenharia de Materiais UFSC Empresa: Marcegaglia do Brasil Ltda. Estagiário: Maurício Alves Del Prato Orientador: Albano Scottini N Atividades 1 Integração Cadastro de IF s. 2 Logix, PO s Teste com pastilhas de remoção de 3 solda 4 Acompanhamento bobinas Semanas Estudo soldagem TIG 6 Ensaio partículas Magnéticas 7 Elaboração do relatório