7 - tecnologia de construção naval

ESCOLA POLITCNICA DA

UNIVERSIDADE DE SO PAULO Departamento de Engenharia Naval e Ocenica

ESPECIALIZAO EM ENGENHARIA NAVAL

Mdulo 7: Tecnologia de Construo Naval

PROF. DR. GERSON MACHADO

Material de apoio ao curso oferecido na Universidade de Pernambuco UPE

2007

Especializao em Engenharia Naval

Mdulo 7 Tecnologia de Fabricao Naval

1

1 02/07/2007 Texto ainda incompleto Verso Data Observaes

Apostila: ESPECIALIZAO EM ENGENHARIA NAVAL

Mdulo 7: Tecnologia de Const Naval

Dept./Unidade Data Autor PNV/EPUSP 2007 Prof. Dr. Gerson Machado

Curso oferecido pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo na Escola Politcnica da Universidade de Pernambuco



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NDICE 1. INTRODUO AO CURSO..................................................................... 5 1.1 Estrutura do Curso de Especializao em Engenharia Naval........... 5

1.2 Programao do Mdulo 7: Tecnologia de Construo Naval ......... 5

2. MATERIAIS PARA A CONSTRUO NAVAL, ENSAIOS MECANICOS E NORMAS ...................................................................... 8

2.1 SUMRIO ......................................................................................... 8 2.2 O AO E SUAS LIGAS..................................................................... 8 2.3 ENSAIOS MECANICOS ................................................................. 14

2.4 NORMAS ........................................................................................ 20

3. OPERAO DE CORTE....................................................................... 22 3.1 SUMRIO ....................................................................................... 22 3.2 CORTE A GS ............................................................................... 22 3.3 CORTE A FRIO............................................................................... 27

4. PRINCIPIOS DE SOLDAGEM............................................................... 29

4.1 SUMRIO ....................................................................................... 29 4.2 PEQUENO HISTRICO DA SOLDAGEM...................................... 29 4.3 PROCESSOS UTILIZADOS NA CONSTRUO NAVAL .............. 31

4.3.1 Soldagem a gs ....................................................................... 31

4.3.2 Solda Manual ao Arco Eltrico com Eletrodo Revestido.......... 32

4.3.3 Soldagem ao Arco Eltrico com Proteo de Gs Inerte - TIG........................................................................................... 37

4.3.4 Soldagem ao Arco Eltrico com Proteo de Gs Inerte e Gs Ativo - MIG e MAG .......................................................... 38

4.3.5 Soldagem a Arco Submerso .................................................... 39

4.3.6 Soldagem por Eletroescria..................................................... 41



3

5. DIMENSIONAMENTO, SIMBOLOGIA E QUALIDADE DAS SOLDAS 43

5.1 SUMRIO ....................................................................................... 43 5.2 DIMENSIONAMENTO DE JUNTAS SOLDADAS ........................... 43

5.3 SMBOLOS GRFICOS DE SOLDA............................................... 46 5.4 QUALIDADE DA JUNTA SOLDADA............................................... 52

5.4.1 Qualificao do material de solda ............................................ 53

5.4.2 Qualificao do procedimento de solda ................................... 53

5.4.3 Qualificao da mo-de-obra................................................... 54

6. TENSES RESIDUAIS E DISTORES.............................................. 56 6.1 SUMRIO ....................................................................................... 56 6.2 TENSES RESIDUAIS................................................................... 56 6.3 DEFORMAES NAS JUNTAS SOLDADAS ................................ 59 b) Juntas em ngulo ...................................................................................... 65 6.4 SEQNCIA DE SOLDAGEM........................................................ 71 7. ARRANJOS DE ESTALEIROS ............................................................. 75

8. PROGRAMAO DA CONSTRUO, MTODOS DE FABRICAAO E OFICINAS................................................................. 81

8.1 SUMRIO ....................................................................................... 81 8.2 PROGRAMAO DA CONSTRUO, PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUO............................................................................................ 81 8.3 MTODOS DE FABRICAO DA ESTRUTURA (Ref. 5) .............. 85 9. EDIFICAO DA ESTRUTURA............................................................ 91 9.1 SUMARIO ....................................................................................... 91

9.2 EDIFICAO DA ESTRUTURA ..................................................... 91 9.3 MTODOS USUAIS DE EDIFICAO DE ESTRUTURAS NAVAIS92 9.4 A DIVISAO DO NAVIO EM BLOCOS ............................................ 96

9.5 PROCESSOS DE CONSTRUO DE PAINIS............................ 97



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10. MONTAGEM E PRE-EQUIPAGEM DOS BLOCOS DO NAVIO ......... 100

10.1 SUMRIO ..................................................................................... 100 10.2 MONTAGEM DE BLOCOS ........................................................... 100

10.3 REDES DE BORDO...................................................................... 102

10.4 INSTALAOES ELTRICAS ........................................................ 105 11. OPERAO DE LANAMENTO ........................................................ 107 11.1 SUMRIO ..................................................................................... 107 11.2 OPERAAO DE LANAMENTO.................................................. 107 12. INSTALAO DOS SISTEMAS DA ESTRUTURA E PROVA DE

MAR 112

12.1 SUMRIO ..................................................................................... 112 12.2 SISTEMAS A SEREM INSTALADOS ........................................... 112

12.3 CAIS DE ACABAMENTO.............................................................. 113

12.4 METODOLOGIA DE INSTALAO DOS SISTEMAS.................. 113 12.5 PROVA DE MAR........................................................................... 115

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS........................................................... 117



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Introduo

1. INTRODUO AO CURSO 1.1 Estrutura do Curso de Especializao em Engenharia Naval

O curso est organizado em 13 (treze) mdulos. Os 12 (doze) primeiros mdulos so disciplinas de formao, a saber:

Mdulo 1: Arquitetura Naval;

Mdulo 2: Hidrosttica;

Mdulo 3: Hidrodinmica;

Mdulo 4: Anlise Estrutural de Navios;

Mdulo 5: Sistemas de Propulso e Auxiliares;

Mdulo 6: Anlise de Projetos de Navios; Mdulo 7: Tecnologia de Construo Naval;

Mdulo 8: Tecnologia de Fabricao, Inspeo e Controle de Corroso;

Mdulo 9: Gesto e Planejamento do Projeto e Construo Navais; Mdulo 10: Logstica Aplicada Construo de Navios;

Mdulo 11: Metodologia de Pesquisa;

Mdulo 12: Tecn. e Inspeo de Soldagem e END em Constr. Naval.

Aps a finalizao dos mdulos de disciplinas, haver um perodo de 30 (trinta) dias sem atividades. Aps este perodo ser iniciado o Mdulo de Orientao, onde ser desenvolvida uma monografia de concluso de curso.

1.2 Programao do Mdulo 7: Tecnologia de Construo Naval

Neste contexto, a presente apostila refere-se ao Mdulo 7 Tecnologia de Construo Naval, cujo objetivo apresentar as principais tecnologias envolvidas na fabricao de navios..



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As aulas se iniciaro com uma apresentao dos materiais utilizados na fabricao de navios e as suas normas.

Em seguida sero introduzidas as tcnicas de corte e soldagem de estruturas de ao. Sendo dividido em processos de soldagem, nomenclatura das soldas, dimensionamento das juntas soldadas, tenses residuais e distores. Finalmente apresenta-se os arranjos tpicos dos estaleiros e as tcnicas para a montagem do navio.

A carga horria deste primeiro mdulo ser de 30 (trinta) horas-aula, de acordo com a seguinte programao:



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Data Perodo Horrios Assunto 18:30h 19:20h Apresentao do curso 19:20h 20:10h Materiais 20:10h 21:00h Ensaios mecnicos

12/0

7/20

07

Quin

ta-fe

ira

Noite

21:00h 21:50h Normas 18:30h 19:20h A combusto oxi-acetilenica 19:20h 20:10h Princpios do corte a gs e o corte mecnico 20:10h 21:00h Histrico da soldagem

13/0

7/20

07

Sext

a-fe

ira

Noi

te

21:00h 21:50h O eletrodo revestido 08:00h 08:50h 08:50h 09:40h 09:40h 10:10h M

anh

10:10h 11:00h

Processos de soldagem

13:00h 13:50h Princpios do Controle de Qualidade em Soldas 13:50h 14:40h Qualificao de Soldagem 1

4/07

/200

7

Sba

do

Tard

e

14:40h 15:30h Exerccios e discusses

Data Perodo Horrios Assunto 18:30h 19:20h Reviso dos Tpicos Anteriores 19:20h 20:10h Dimensionamento de Solda 20:10h 21:00h Dimensionamento de Soldas

19/0

7/20

07

Quin

ta-fe

ira

Noite

21:00h 21:50h Simbologia de Soldas 18:30h 19:20h Ciclo trmico na soldagem 19:20h 20:10h Tenses residuais 20:10h 21:00h Deformaes na soldagem

20/0

7/20

07

Sext

a-fe

ira

Noite

21:00h 21:50h Controle das distores 08:00h 08:50h Arranjo de Estaleiros 08:50h 09:40h Arranjo de Estaleiros 09:40h 10:10h Diviso do Casco em Blocos M

anh

10:10h 11:00h Pr-equipagem 13:00h 13:50h Lanamento 13:50h 14:40h Provas de Mar e Comissionamento

21/0

7/20

07

Sba

do

Tard

e

14:40h 15:30h Exerccios e discusses



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2. MATERIAIS PARA A CONSTRUO NAVAL, ENSAIOS MECANICOS E NORMAS

2.1 SUMRIO Este Captulo discute os materiais comumente empregados na construo naval. Em seguida apresenta os ensaios mecnicos mais utilizados para caracterizao dos materiais e conclui com a apresentao das normas utilizadas na construo de navios e plataformas de petrleo.

2.2 O AO E SUAS LIGAS Ao e suas ligas

O material mais largamente empregado na construo naval o ao e suas ligas.

O ao predomina na construo naval e na fabricao de varias estruturas devido s seguintes caractersticas:

1. material abundante na terra

2. custo reduzido

3. excelente fabricabilidade (solda, corte, conformao, etc) 4. excelente resistncia mecnica

Os aos so essencialmente ligas de ferro-carbono e sua versatilidade evidenciada pelos muitos tipos de aos que so manufaturados. De um lado os aos doces utilizados em aplicaes que exigem estampagem profunda, como para-lamas de automveis. De outro lado temos os aos duros e tenazes utilizados na fabricao de engrenagens e esteiras para trator. Alguns aos podem ter elevada resistncia a corroso, outros podem apresentar caractersticas magnticas especiais, etc.



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A resistncia mecnica dos aos obtida pela adio de carbono e de outros elementos de liga.

Os aos so divididos em baixo, mdio e alto carbono. A composio de cada um deles a seguinte:

o Baixo carbono: tem uma porcentagem de carbono entre 0,05% e 0,30%

Os aos desta categoria so geralmente resistentes, dcteis e facilmente conformveis, usinaveis e soldveis.

o Mdio carbono: tem uma porcentagem de carbono entre 0,30% e 0,45%

Material bastante resistente, dureza elevada e no so facilmente trabalhados quanto os aos de baixo carbono

o Alto carbono: porcentagem de 0,45% a 0,75 podendo chegar nos materiais de altssimo carbono com at 1,5% de adio deste composto.

Material bastante resistente e duro. Responde muito bem a tratamentos trmicos, porem a ductilidade muito baixa.

Os aos-liga apresentam caractersticas mecnicas que dependem dos elementos de liga adicionados em sua composio.

Os elementos usualmente adicionados so os seguintes: nquel, cromo, molibdnio, vandio, tungstnio, mangans, etc.

Estes elementos se combinam com o ao melhoram determinadas caractersticas para cada uso.

A principal vantagem dos aos ligas a habilidade deles responderem a tratamentos trmicos. Estes tratamentos trmicos iro conferir ao material caractersticas adequadas para o uso em estruturas metlicas, navios, plataformas, etc.



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A maioria dos aos-liga podem ser soldados porem tcnicas especiais de soldagem e cuidados com as temperaturas devem ser tomados.

A Tabela I apresenta a nomenclatura dos aos da SAE, onde o primeiro digito significa o tipo de ao, o segundo numero indica a porcentagem aproximada do elemento de liga que domina a composio e os dois ltimos nmeros indicam a porcentagem de carbono em centos de 1%.

Tabela I - Nomenclatura da SAE para os aos



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Pequeno resumo de metalurgia

Estrutura Cristalina

Uma molcula tem uma regularidade estrutural, porque as suas ligaes covalentes determinam um numero especifico de vizinhos para cada tomo e a orientao no espao dos mesmos. A maioria dos materiais de interesse para os engenheiros apresenta arranjos atmicos que so repeties nas trs dimenses, de uma estrutura bsica.

Estruturas bsicas: estrutura cbica simples, cbica de corpo centrado e cbica de face centrada., hexagonais simples, rmbica, etc. Vide Figuras abaixo.

Figura 1 Representao da estrutura cristalina



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Exemplos de estrutura cbica de corpo centrado o Fe e o Cromio. Exemplo de cbica de face centrada o Fe, Alumnio, Cobre, etc.

Polimorfismo: dois cristais so ditos polimorfos quando embora tenham estruturas cristalinas diferentes, apresentam a mesma composio. Exemplo o Fe que quando aquecido se apresenta na forma de Fe

Fases puras e impuras

Um metal puro , por exemplo, o cobre para condutores eltricos. Uma fase impura o lato que a mistura do cobre com o zinco.

Solues slidas de metais so fceis de serem encontradas quando os elementos apresentam estruturas eletrnicas semelhantes, por exemplo o cobre e o zinco apresentam raios atmicos prximos , criando uma soluo slida substitucional: o Zn substitui o cobre na estrutura cfc ate 40%.

A soluo slida intersticial ocorre quando um pequeno tomo ocupa os vazios da estrutura cristalina, exemplo o Fe com o C. A alta temperatura o Fe se apresenta na forma cfc e consegue absorver grande quantidade de carbono. Com a reduo da temperatura o Fe passa para a forma ccc reduzindo os interticios e menor solubilidade do C.

Solubilidade

A Figura 2 apresenta um exemplo de solubilidade.



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Figura 2 Exemplo de solubilidade do acar na gua.

Diagramas de equilbrio so utilizados para representar graficamente as diversas fases que aparecem quando um material mantido a uma determinada temperatura

A Figura 3 apresenta o Diagrama de equilbrio do Fe-C.

Figura 3 Diagrama de equilbrio do Fe-C

O efeito combinado da temperatura e da energia livre disponvel sobre uma transformao comumente mostrado atravs das curvas T-T-T , isto :



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Temperatura-Tempo_Transformao. A Figura 4 apresenta o diagrama T-T-T para um ao SAE 1045.

Figura 4 Diagrama T-T-T para um ao SAE 1045.

2.3 ENSAIOS MECANICOS

Ensaio de trao

A facilidade de execuo e a reprodutividade do ensaio tornam o ensaio de trao o mais importante de todos os ensaios.

A aplicao de uma fora num corpo slido promove uma deformao do material na direo do esforo e o ensaio de trao consiste em submeter o material a um esforo que tende a a estica-lo ou alonga-lo.

Um corpo de prova apresentado na Figura 5.



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Figura 5 Corpo de Prova - ABS

O resultado do ensaio a curva tenso deformao apresentada na Figura 6.

Atravs do ensaio possvel medir a resistncia a trao, o alongamento a reduo de rea (estrico) e a resiliencia.

Ensaio de dobramento

O ensaio de dobramento oferece uma indicao qualitativa da ductilidade do material.

A Figura 6 apresenta um esquema do ensaio de dobramento.

Figura 6 Esquema de ensaio de dobramento



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O ensaio de dobramento em corpos de prova soldados retirados de chapas ou tubos soldados realizado geralmente para a qualificao de soldadores e de processos de solda. A Figura 7 apresenta um esquema de dobramento em corpo de prova soldado.

Figura 7 Ensaio de dobramento em corpo de prova soldado

Ensaio de dureza

A propriedade mecnica denominada dureza largamente utilizada na especificao de materiais, nos estudos e pesquisas mecnicas e metalrgicas e na comparao de diversos materiais.

Pode ser definida por um engenheiro mecnico como a resistncia a penetrao de um material duro no outro.

Dureza Brinell, simbolizada por HB, o tipo de dureza mais usado na engenharia.

A Figura 8 apresenta o mtodo para obteno da dureza Brinell.



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Figura 8 Dureza Brinell

Ensaios de impacto em corpo de prova entalhados

O ensaio Charpy ate hoje um ensaio bastante utilizado devido a sua facilidade de execuo.

A Figura 9 apresenta o tamanho dos corpos de prova obtidos na norma da ABS.



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FFigura 9 Corpos de prova para ensaio Charpy

O ensaio consiste basicamente na medio da energia absorvida pelo corpo de prova quando submetido a um impacto.

A Figura 10 apresenta a maquina de ensaio Charpy.



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Figura 10 Equipamento para ensaio Charpy.



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2.4 NORMAS

As Sociedades Classificadoras apresentam conjuntos completos de normas onde os materiais para uso naval so amplamente discutidos.

As Tabelas seguintes foram extradas do livro de Regras da ABS American Bureau of Shipping para cascos de abaixo de 90 metros de comprimento.



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3. OPERAO DE CORTE

3.1 SUMRIO Discute-se inicialmente o corte a gs, seu principio, as chamas de aquecimento mais utilizadas e os equipamentos utilizados nos estaleiros. A seguir apresenta-se um equipamento de corte a frio largamente empregado em estaleiros

3.2 CORTE A GS Princpios do Corte a Gs

Um material que contenha mais de 95% de ferro, a uma temperatura de 1100O C e exposto a um jato de Oxignio puro, oxida-se formando Fe 3O 4 e liberando calor. O xido de ferro, lquido a esta temperatura, ir escorrer produzindo o corte do material.

As reaes qumicas que ocorrem no processo so:

Fe + O Fe O + 63.800 cal (1a. Reao)

3 Fe + 2 O 2 Fe 3O 4 + 267.800 cal (2a. Reao)

2 Fe + 3/2 O 2 Fe 2O 3 + 196.800 cal (3a. Reao)

A reao mais importante a segunda. A terceira reao somente ocorre quando do corte de chapas grossas.

Alguns dados sobre o corte a gs:

i) J foi utilizado para cortes at 94 polegadas de espessura (Referncia 1), porm comercialmente encontra-se equipamentos para corte de at 75 cm de espessura.

ii) A pureza do oxignio essencial para um corte rpido, a FIGURA 1 apresenta este efeito (Ref. 13). A pureza utilizada de 99,5% ou maior.



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Fig. 1 Efeito da pureza do Oxignio na velocidade de corte

iii) A abertura do corte, ou a largura da sangria, aumenta quando a espessura do material aumenta, veja a Fig. 2 e a Tabela V.I.



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Fig. 2 Largura da sangria

Tabela V.I Espessura da chapa x largura da sangria

Espessura Largura da Sangria (Carbono < 0,25%)

12,7 mm 0,8 mm

152 mm 3,2 mm

Chama de Aquecimento

Para aquecer o material at a temperatura desejada - 1100o C - utiliza-se de uma chama de aquecimento, que deve trabalhar junto ao jato de oxignio.

As outras funes da chama de aquecimento so :

i) Proteger o jato de oxignio da atmosfera contra as impurezas e elevar a temperatura do oxignio facilitando o processo de corte,

ii) Remover da superfcie da chapa tinta, ferrugem e outras substncias que atrapalhariam a operao de corte.

Chama Oxi-acetilnica : O acetileno largamente empregado como gs combustvel devido alta temperatura da chama, de fcil obteno e o operrio tem uma larga familiaridade com a chama obtida com este gs. O acetileno obtido quando o carbureto de clcio entra em contacto com a gua.

A temperatura da chama de 3100o C numa rea bastante pequena e prxima do bico do maarico A Figura 3 apresenta um esquema da chama oxi-acetilnica.



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Fig.3 - Chama Oxi-acetilenica Chama de Propano (gs engarrafado ou Gs Liquefeito de Petrleo): O GLP a mistura de propano (C 3H 8 ) e o butano (C 4H 10 ). A temperatura da chama de 2540o C e a concentrao do calor menor quando comparada com a chama oxi-acetilnica. Devido menor concentrao do calor o tempo gasto para aquecer um material maior.

O GLP empregado devido ao seu menor custo, porm o consumo do oxignio aumenta. Seu uso aconselhvel no corte de chapas grossas, espessura superior a 150 mm, onde a concentrao excessiva do calor da chama numa rea pequena torna-se desvantajosa.

Equipamentos Um esquema de um maarico de corte e apresentado na Figura 4.

Fig. 4 - Esquema de um maarico de oxi-corte

Os equipamentos de corte utilizados em estaleiros so divididos em 3 grupos:



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a) corte manual - o maarico de corte e totalmente comandado pelo operador. A velocidade da produo pequena, e a qualidade do corte deixa a desejar.

b) corte semi-automtico - o movimento do maarico mecanizado (motor eltrico), porm guiado pelo operador. No caso de corte reto utilizam-se trilhos para guiar a mquina, no corte circular utiliza-se de uma barra com um dos extremos fixo ao centro do circulo, e o outro extremo fixo na mquina. A qualidade do corte boa, e a velocidade de corte aumenta de aproximadamente 3 vezes quando comparado com o corte manual. O equipamento porttil facilitando a sua utilizao.

c) corte automtico: os equipamentos de corte automticos se compem de 3 partes, descritas abaixo:

i) leitura do corte - a "leitura do corte pode ser feita utilizando-se de mtodos mecnicos (gabaritos metlicos), mtodos ticos (clula fotoeltrica) ou por controle numrico.

ii) sistema de transmisso da ordem - os "comandos" usados devem gerar movimento nos equipamentos de corte nas duas direes.

iii) maaricos de corte.

Existem tambm mquinas automticas para corte retilneo,largamente empregadas em estaleiros para a produo das chapas do casco ou construo de perfis.

A qualidade do corte nos equipamentos automticos excelente e a velocidade alta. A Figura 5 apresenta um equipamento automtico de oxi-corte.



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Fig. 5 Equipamento automtico de oxi-corte

3.3 CORTE A FRIO

O equipamento para corte a frio largamente empregado em estaleiros a guilhotina.

O corte reto ocorrendo por cisalhamento. A capacidade de corte normalmente utilizada de chapas de 1 polegada de espessura e a largura mxima da ordem de 6,0 m. A Figura 6 apresenta um equipamento.



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Fig. 6 Guilhotina para corte de chapas



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4. PRINCIPIOS DE SOLDAGEM

4.1 SUMRIO

Neste captulo apresentado um resumo da evoluo da soldagem na construo naval. Em seguida o processo de soldagem a arco eltrico com eletrodo revestido apresentado. Finalmente, so apresentados de maneira bastante sucinta alguns dos principais processos de soldagem utilizados nos estaleiros.

4.2 PEQUENO HISTRICO DA SOLDAGEM

Os principais fatos histricos relacionados com a utilizao da soldagem nas estruturas ocenicas so apresentados a seguir.

1. Em 1889 Coffin introduziu a solda a arco eltrico. 2. Em 1921 foi construdo o FULLAGER, o primeiro navio totalmente soldado.

Na poca a pratica comum era a utilizao de rebites. Portanto a soldagem relativamente recente na Construo Naval. Anteriormente a solda era utilizada somente para reparos e unio de partes no vitais da estrutura.

3. Durante II Guerra Mundial, em um esforo para produzir navios mais rapidamente, 4.700 navios foram construdos utilizando-se a solda intensivamente. Constituiu-se em um verdadeiro laboratrio para o estudo da aplicao da solda na construo naval - Varias falhas ocorreram e foram extensivamente analisadas. A Foto 1 apresenta um navio da classe Liberty que apresentou uma severa fratura.

4. Modernamente mais de 40 processos diferentes de soldagem so conhecidos.



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Foto 1- Navio com severa fratura

As vantagens das juntas soldadas quando comparadas com as juntas rebitadas so as seguintes:

1. Eficincia mecnica de 100% contra 80% das juntas rebitadas. 2. Maior estanqueidade. 3. Menor peso da estrutura uma vez que no existe a sobreposio das chapas

para a instalao do rebite. 4. Menor mo-de-obra para a construo do casco. 5. No h limite de espessura, chapas de 45 cm de espessura utilizadas em

reatores nucleares foram soldadas com sucesso. 6. Menor custo final da estrutura devido ao menor peso e menor mo-de-obra.

As desvantagens das juntas soldadas so: 1. A inspeo da junta soldada mais complexa que a inspeo de uma junta

rebitada. 2. A solda cria uma continuidade estrutural que no existe na junta rebitada.

Assim uma trinca iniciada em uma chapa pode progredir por varias fiadas de chapas, fato que no ocorre nas estruturas rebitadas.

3. Os materiais que sero utilizados nas juntas soldadas devem ser cuidadosamente escolhidos e manuseados, caso contrrio defeitos nas juntas iro ocorrer.

4. A solda introduz na estrutura tenses e deformaes residuais que so inerentes ao prprio processo.

As vantagens apresentadas anteriormente que levaram ao desenvolvimento das



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tcnicas de soldagem e a quase o completo abandono das unies rebitadas nas construes navais.

Entretanto, o conhecimento da soldagem envolve diferentes campos de estudo: fsica aplicada, metalurgia, mecnica, eletricidade, etc. Por este motivo o estudo da soldagem bastante complexo e demandaria mais de um livro para discutir todos os aspectos relacionados com a soldagem.

A seguir feito um resumo dos principais processos utilizados na industria naval.

4.3 PROCESSOS UTILIZADOS NA CONSTRUO NAVAL

4.3.1 Soldagem a gs

Um primeiro processo de soldagem a ser apresentado o processo de solda a gs. Neste processo uma chama, usualmente a chama obtida da combusto do acetileno utilizada para aquecer os materiais que devero ser unidos pelo processo.

No captulo anterior foi apresentado um equipamento para o corte a gs. Este mesmo equipamento pode ter seu bico de corte substitudo por um bico de solda e ser utilizado para a soldagem gs.

O calor da chama funde um ou mais metais de base. O material liquefeito ao se resfriar se solidifica unindo as partes que se deseja soldar. Neste processo pode-se utilizar material de adio, ou no, dependendo das caractersticas da solda.

A solda por chama oxi-acetilnica utilizada na soldagem de peas de pequena espessura onde os outros processos poderiam destruir as peas que se pretende unir.

A velocidade de soldagem e conseqentemente a produtividade deste processo so muito baixas.



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4.3.2 Solda Manual ao Arco Eltrico com Eletrodo Revestido

O processo

A descarga eltrica produzida entre dois eletrodos, a diferentes potenciais, recebe o nome de arco eltrico.

O arco eltrico foi descoberto porem no havia nenhuma utilizao prtica para este fenmeno fsico. O primeiro resultado prtico foi derreter um material que fosse colocado no caminho do arco.

O passo seguinte foi a utilizao do arco para depositar o material derretido em uma junta, criando deste modo uma unio de peas. A idia era criar uma diferena de potencial entre uma vareta de material e a pea que se desejava soldar. O arco eltrico criado derretia o material da vareta e resultava em uma regio de material em fuso que ao se solidificar unia as peas.

A vareta de material, ou eletrodo, no recebia nenhum revestimento e o processo de soldagem era de pssima qualidade e o arco era bastante instvel.

O processo atual de solda manual ao arco eltrico apresentado na Fig. 1.

Fig. 1 Processo de solda manual ao arco eltrico



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O que possibilitou uma melhora significativa na qualidade da solda foi a incluso do revestimento no eletrodo.

O revestimento do eletrodo, que tambm fundido durante o processo de soldagem, tem as seguintes funes:

Produzem gases de proteo que isolam a solda da atmosfera.

Ajuda a promover a conduo eltrica. O revestimento produz ons que ajudam a estabilizar o arco e facilitam a passagem da corrente eltrica.

Adiciona materiais formadores de escoria cuja finalidade refinar o metal fundido

Em alguns casos adiciona elementos de liga ao material fundido

Controla o formato do cordo, retarda o resfriamento do mesmo e durante o resfriamento da junta soldada forma uma camada protetora que evita a contaminao de 02 e N2.

O metal transferido em sua maioria pela ao do sopro do arco eltrico. Acredita-se que se forma um campo magntico concntrico ao redor da extremidade da ponta aquecida do eletrodo impulsionando as partculas de metal.

O arco mantido pela ionizao apropriada do meio gasoso. Assim, a alimentao adequada do eletrodo bem como as caractersticas operacionais da mquina de solda so muito importantes.

As trs variveis importantes no controle do processo de soldagem so as seguintes:



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1. Corrente de soldagem : varia de 15 a 500 Ampres dependendo da espessura da pea, dimetro do eletrodo, velocidade de soldagem, etc. A quantidade de material depositado, a penetrao da solda e a quantidade de calor so diretamente proporcionais corrente de soldagem.

2. Voltagem : varia de 14 a 24 Volts aproximadamente

3. Velocidade de soldagem : controlada pelo soldador. A quantidade de material depositado e a quantidade de calor so inversamente proporcionais velocidade de soldagem.

Os Equipamentos

Na soldagem ao arco eltrico com eletrodo revestido o equipamento utilizado consiste basicamente de uma fonte de energia, cabos, porta-eletrodo e um grampo de conexo com a pea metlica (terra).

As Fotos 2, 3 e 4 apresentam respectivamente uma fonte de energia, o conjunto de cabos com o porta-eletrodos na extremidade e um soldador efetuando uma solda de reparo em uma pea.

Foto 2 Fonte de energia Retificador Foto 3 Porta-eletrodo e cabos



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Foto 4 Soldagem em execuo

A fonte de energia pode gerar uma corrente contnua, o caso de um retificador de solda, como pode gerar corrente alternada para a solda, o caso do transformador.

Os retificadores so equipamentos que resultam em melhor qualidade de solda.

Eletrodos

A seleo de um eletrodo para executar uma solda depende de vrios fatores tais como:

Qualidade da junta que se pretende obter Equipamento disponvel para efetuar a soldagem corrente

contnua ou alternada Posio que deve ser efetuada a solda Metal de base Custo dos materiais e da mo-de-obra Projeto da junta



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Os eletrodos so usualmente classificados de acordo com as normas da American Welding Society AWS que so aceitas em todo o mundo. A ABNT adotou o mesmo sistema de classificao devido simplicidade e ao pioneirismo da norma AWS.

A classificao dada pelo seguinte conjunto de letras e nmeros: E XYVZ

Onde:

E : eletrodo revestido

XY: resistncia mecnica em kpsi (1 kpsi = 70,4 kgf/cm2 ) V: posio de soldagem, sendo:

1: todas as posies

2: plana e horizontal

3: plana

VZ: os dois nmeros juntos indicam a polaridade e o revestimento

Dois exemplos de classificao de eletrodos so apresentados a seguir:

E 7010 resistncia de 70.000 psi = 4900 kgf/cm2

Todas as posies de soldagem

10 significa revestimento celulsico e corrente contnua

E 11018 resistncia de 110.000 psi = 7740 kgf/cm2

Todas as posies de soldagem

18 significa revestimento de baixo hidrognio



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Utilizao do Processo na Industria Naval

Sendo o processo de solda a arco eltrico com eletrodo revestido um processo que se aplica a qualquer posio de soldagem, e sendo um equipamento de baixo custo e de fcil transporte, ele empregado praticamente em todos os setores do estaleiro onde se exige unio por solda.

A mo-de-obra utilizada neste processo abundante e a qualidade da solda boa. O nico inconveniente que se trata de um processo manual de baixa produtividade.

4.3.3 Soldagem ao Arco Eltrico com Proteo de Gs Inerte - TIG

O processo de soldagem TIG foi desenvolvido na dcada de 40 para a soldagem de ligas especiais, tais como ligas de Alumnio e Magnsio utilizadas na industria aeronutica.

O aquecimento obtido pelo arco eltrico gerado em um eletrodo no-consumvel de tungstnio. A poa de fuso protegida contra o ataque da atmosfera pela incluso de um gs inerte, o Argnio. A Figura 2 apresenta o processo.



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Fig. 2 Processo de solda TIG

O processo de solda TIG um processo de excelente qualidade porm de baixa produtividade. Seu uso em estaleiros limitado, porm utilizado na soldagem de ligas especiais, em reparos de soldas muito solicitadas, na montagem de tubulaes de cobre, etc.

4.3.4 Soldagem ao Arco Eltrico com Proteo de Gs Inerte e Gs Ativo - MIG e MAG

Para aumentar a produtividade da solda TIG foi desenvolvido o processo MIG/MAG. Neste processo o eletrodo de tungstnio substitudo por um arame de solda. Este arame de solda alimentado continuamente pelo equipamento e o material que ir se depositar na junta.

Elet. Tungstnio

Gs Inerte

Bocal Cermico



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A Figura 3 apresenta o processo de solda MIG/MAG.

Fig. 3 Processo de Soldagem MIG/MAG

O processo de solda MIG utiliza gases inertes para a proteo das juntas soldadas, como o Argnio ou o Hlio. O processo de solda MAG recebe gases ativos, como o CO 2 ou a mistura deste gs com gs inerte.

A produtividade do processo MIG/MAG alta, por se tratar de um processo semi-automatizado de solda. So bastante empregados na soldagem de materiais ferrosos e no ferrosos como o alumnio, cobre, magnsio, etc.

Nos estaleiros o processo pode ser utilizado nas oficinas do casco, na edificao e na montagem de acessrios da embarcao.

4.3.5 Soldagem a Arco Submerso

Um processo bastante utilizado nos estaleiros para a soldagem de topo de chapas do casco o processo de solda a arco submerso.



40

Basicamente o processo a arco submerso um processo automtico de solda a arco eltrico, onde o material a ser depositado fornecido na forma de arame. O arame alimentado continuamente pelo equipamento bem como um fluxo que cobre toda a regio do arco.

O fluxo protege a regio da poa de fuso do ataque da atmosfera, bem como pode adicionar elementos de liga no material depositado. A Foto 5 apresenta um equipamento para solda a arco submerso.

O processo utilizado para soldagem de materiais de ao-carbono e ligas de ao. Alguns equipamentos apresentam uma taxa de deposio de material bastante elevada, pois trabalham com correntes de solda que pode chegar at a 4000 Amperes.

A limitao do processo a posio de soldagem que pode ser plana ou horizontal apenas. Assim este processo utilizado nas oficinas do casco e na unio de blocos de fundo e de convs na carreira.

Foto 5 Equipamento para solda a arco submerso



41

4.3.6 Soldagem por Eletroescria

Para se executar a unio de chapas de costado, na posio vertical, alguns estaleiros mais automatizados utilizam o processo de soldagem por eletroescria.

No processo por eletroescria a fuso ocorre devido ao calor gerado por efeito Joule na passagem da corrente eltrica pelo eletrodo e pela escria lquida.

Pode-se imaginar o processo como um pequeno cadinho onde o material solidificado fica na parte inferior, sobre este material se encontra o material na fase lquida, e na parte mais alta fica a escoria flutuando sobre a poa de fuso.

O material de solda alimentado continuamente pelo equipamento, e o conjunto todo vai subindo pelo costado da embarcao conforme a solda progride.

A Figura 4 apresenta um esquema do processo de solda por eletroescria.



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1-Guia

2- Arame

3- Sapata refrigerada a gua

4- Material depositado

5- Material de base

6- Escria slida

7- Escria liquefeita

8- Zona de fuso

Fig. 4 Processo de solda por eletroescria



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5. DIMENSIONAMENTO, SIMBOLOGIA E QUALIDADE DAS SOLDAS

5.1 SUMRIO

Neste captulo apresentado um mtodo prtico para dimensionamento de juntas soldadas, so apresentados os smbolos de solda adotados pela ABNT e finalmente alguns conceitos simples de qualidade de juntas soldadas so discutidos.

5.2 DIMENSIONAMENTO DE JUNTAS SOLDADAS

A industria naval adota como normas as regras das Sociedades Classificadoras para o projeto e fabricao das estruturas ocenicas. Estas normas apresentam captulos contendo tabelas auxiliares para o dimensionamento das juntas soldadas.

As tabelas apresentadas pelas Sociedades Classificadoras dimensionam as soldas indicando quais os elementos estruturais que se pretende soldar. Em funo da espessura do elemento mais fino determinada a dimenso da solda, um exemplo apresentado na Tabela I

Existem por outro lado algumas regras prticas que do bons resultados no tocante resistncia da junta soldada, embora nem sempre representem a soluo tima do ponto de vista de economia e minimizao de deformaes da estrutura.



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Exemplos de regras prticas so apresentadas a seguir:

Para juntas de topo o cordo deve ter a altura das chapas a serem soldadas

No caso de juntas de topo com espessuras diferentes deve ser efetuado um escalonamento para evitar concentrao de tenses, conforme a Figura 1.

Tabela I Exemplo de dimensionamento de solda atravs de Sociedade Classificadora



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Fig.1 Escalonamento espessura t1 < t2

Nas soldas de canto, ou filete, submetidas a esforos primrios o cordo de solda deve ter uma altura (cateto do tringulo) da ordem de 3/4 da espessura do elemento mais fino. A solda primria aquele onde todo o esforo aplicado, caso a solda venha a se romper toda a estrutura estar comprometida, exemplo de solda primria na Fig. 2

Fig. 2 Solda com esforo primrio e secundrio

Nas soldas de canto submetidas a esforos secundrios, como por exemplo soldas para conferir rigidez ao conjunto, a altura do cordo deve ser de 1/4 a 3/8 da espessura do elemento mais fino. Exemplo de solda com esforo secundrio tambm na Fig. 2.



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No dimensionamento das soldas e na escolha do chanfro no devem ser esquecidos o aspecto econmico da junta e a facilidade de soldagem. Assim chanfros em X tem menor consumo de eletrodo que um chanfro em V. Por outro lado, o chanfro em V pode resultar em maior quantidade de solda em posio mais favorvel para o soldador.

Para juntas de maior responsabilidade deve ser efetuado um clculo racional avaliando os esforos agentes na solda.

5.3 SMBOLOS GRFICOS DE SOLDA

A norma brasileira ABNT NBR 7165 estabelece os smbolos grficos para a soldagem arco eltrico e gs utilizados na confeco de desenhos tcnicos referentes ao setor naval e ferrovirio.

Os smbolos bsicos de solda so apresentados nas Tabelas II e III.



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Tabela II Smbolos Bsicos de Solda

Tabela III Smbolos Suplementares de Solda



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A solda representada por uma seta com o smbolo bsico na linha de referncia da solda. A seta aponta para um lado da junta soldada, o dimensionamento deste lado da junta posicionado na parte inferior da linha de referncia. A parte superior da linha reservada para o lado oposto da seta, se houver soldagem deste outro lado. A Fig. 3 apresenta a disposio dos smbolos na seta e as Figuras 4 a 9 apresentam exemplos de aplicao da simbologia de solda.

Fig. 3 - Disposio dos smbolos na seta



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Fig. 4 Soldas de Canto

Fig. 5 Soldas de Topo



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Fig. 6 Soldas de canto contnuas nas extremidades e intermitente em cadeia no centro

Fig. 7 Soldas de diferentes comprimentos e dimenses

Fig. 8 Solda intermitente em cadeia



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Fig. 9 Solda intermitente em zigue-zague



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5.4 QUALIDADE DA JUNTA SOLDADA

Diferentemente de uma junta rebitada, onde a qualidade pode ser avaliada pelo exame do material do rebite e pela simples verificao da instalao dos rebites no local, a qualidade de uma junta soldada depende dos seguintes fatores:

Material depositado de acordo com o metal de base que se est soldando. Proteo ao ataque da atmosfera tenha sido adequada no instante da

soldagem, impedido a formao de defeitos como porosidades, absoro de hidrognio, etc.

Mo-de-obra tenha soldado com habilidade suficiente, no deixando incluso de escria, dando um acabamento bom junta, etc.

Os parmetros de soldagem, tais como: corrente, velocidade de soldagem, temperatura de pr-aquecimento e temperatura inter-passes, dimetro do eletrodo, etc, tenham sido escolhidos convenientemente para resultar uma junta com penetrao suficiente, velocidade de resfriamento adequada, granulometria aceitvel do material depositado, etc

Exame dos fatores que resultam em uma solda de qualidade aceitvel mostra a complexidade do assunto. Entretanto, para resolver esta delicada questo, e garantir uma qualidade adequada solda, a sistemtica adotada o sistema de qualificao da solda.

A solda qualificada em trs reas: material de solda, mo-de-obra e procedimento de soldagem. A qualificao de uma solda nos trs itens apresentados anteriormente, e a adoo dos mesmos parmetros de soldagem na estrutura que se est fabricando, garante que provavelmente se obter uma solda de qualidade. No existe a completa garantia pois na hora da solda pode haver algum imprevisto, como por exemplo: o eletrodo continha umidade no revestimento e o responsvel pela solda no notou.



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A qualidade final pode ser comprovada com ensaios no destrutivos das juntas, tais como: lquido penetrante, radiografia, ultra-som, etc.

5.4.1 Qualificao do material de solda

Os fabricantes dos materiais de solda, como eletrodos, arames de solda, etc, fazem ensaios regularmente nos seus materiais, usualmente acompanhados por inspetores de Sociedades Classificadoras, e certificam que um determinado material atende norma ABNT, ou AWS, e que este material est qualificado como sendo por exemplo: AWS E 9018.

A industria que comprar este material, desde que armazene e manuseie de forma indicada pelo fabricante, sabe que no encontrar problemas de material depositado nas soldas onde este material for aplicado.

Na compra de grandes lotes de material de solda o comprador poder ou no repetir os ensaios de qualificao do material.

5.4.2 Qualificao do procedimento de solda

Uma vez tendo adquirido um material de boa qualidade, e certificado, nada garante que os procedimentos que sero adotados na industria sero satisfatrios.

Entende-se por procedimento todo o conjunto de variveis que ser aplicado naquela determinada solda, ou seja:



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Metal de base: material, espessura, chapa, tubo, etc. Material a ser depositado (composio qumica, eletrodo, arame, etc) Gs de proteo Chanfro de solda Posio de soldagem Temperatura de pr-aquecimento Temperatura inter-passes Velocidade de soldagem Seqncia de soldagem e mtodo de conduzir o eletrodo Mtodo de limpeza inter-passes Mtodo de limpeza e inspeo da raiz da solda Etc.

Para se garantir que a junta soldada resultar de boa qualidade se prepara um corpo de prova, na presena de um inspetor de solda, que ir medir as variveis de solda e ir preencher um formulrio de procedimento de soldagem.

Este corpo de prova soldado ser submetido a ensaios (destrutivos e no-destrutivos) para certificar a ausncia de defeitos e caractersticas mecnicas compatveis com a aplicao desejada.

Caso os ensaios efetuados no corpo-de-prova resultem em resultados satisfatrios o procedimento de soldagem est qualificado para aquele material, e para aquelas condies de soldagem aplicadas. O soldador (ou operador) que efetuou a soldagem na qualificao do procedimento est tambm qualificado.

5.4.3 Qualificao da mo-de-obra

Uma vez tendo um procedimento qualificado, e tendo os materiais qualificados, todos os soldadores (ou operadores) que iro efetuar as soldagens nas oficinas ou nas carreiras do estaleiro devero ser qualificados.



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Os soldadores devem preparar corpos de prova que demonstrem sua habilidade de utilizar os procedimentos qualificados e resultar em uma solda sem defeitos internos e com bom acabamento.

Os corpos-de-prova para qualificao dos soldadores podem ser submetidos a ensaios de R-X ou ensaios de dobramento de acordo com a norma adotada e preferncia da industria.

Aps a aprovao dos soldadores, e tendo o material e procedimento aprovado, se d ao inicio da soldagem da estrutura propriamente dita.



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6. TENSES RESIDUAIS E DISTORES

6.1 SUMRIO

Neste captulo apresentado como a soldagem desenvolve tenses internas na estrutura, chamadas de tenses residuais.

So tambm apresentadas e classificadas as deformaes devido s soldagens, bem como possveis mtodos de estimar as distores. Finalmente procedimentos visando a reduo dos efeitos indesejveis relacionados com as tenses e deformaes residuais so discutidos.

6.2 TENSES RESIDUAIS

O procedimento de soldagem arco eltrico introduz na estrutura que est sendo soldada temperaturas muito elevadas. Estas temperaturas elevadas, concentradas no local da solda, levam ao aparecimento das tenses residuais e distores na estrutura.

Tcnicas para o controle e reparo das distores devem ser utilizadas para se conseguir estruturas mais resistentes, visto que as tenses e as distores residuais, apresentam os seguintes efeitos detrimentais:

a) reduo da carga de flambagem,

b) maior sensibilidade a fraturas frgeis



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c) maior sensibilidade a "stress-corrosion cracking",

d) outros efeitos indesejveis.

Para explicar o aparecimento das tenses residuais, e das distores, pode-se pensar inicialmente em trs barras unidas conforme a Fig. 1/a. O conjunto est na temperatura ambiente, as trs barras tm o mesmo comprimento e no existem tenses internas na estrutura.

Imaginando agora que a barra do meio fosse dividida em duas metades e aquecida a uma temperatura bastante elevada. Devido a alta temperatura na barra do meio a sua tendncia se alongar, aumentando o seu comprimento. As duas barras da extremidade se ope a este movimento, pois esto rigidamente ligadas. Nesta situao, a barra do meio est sendo comprimida e as duas barras da extremidade esto sendo tracionadas, Fig 1/b. A capacidade de responder compresso de maneira elstica da barra central foi drasticamente reduzida pela temperatura, assim esperado que esta barra sofra uma deformao plstica permanente de reduo no seu comprimento.

Retornando para a temperatura ambiente a barra central devido deformao plstica ficou mais curta que as demais. A situao agora representada na Fig. 1/c e as tenses residuais no existem.

Imaginando agora o mesmo processo porm a barra central no tendo sido dividida em duas metades. Neste caso, no estgio final as deformaes deveriam ser distribudas no conjunto e as barras externas estariam comprimidas e a barra central estaria tracionada, Fig. 1/d.



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1/a 1/b 1/c 1/d

Figura 1 Conjunto de barras que simula o aparecimento de tenses residuais e distores devido soldagem

O aparecimento de tenses residuais nas juntas soldadas bastante similar seqncia descrita anteriormente, imaginando-se que a junta de solda a barra do meio e o material de base so as barras extremas.

A distribuio de tenses longitudinais em uma junta soldada apresenta o mesmo padro de distribuio das tenses, ou seja: a solda est tracionada e o metal de base adjacente est comprimido.



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6.3 DEFORMAES NAS JUNTAS SOLDADAS

As distores podem ser classificadas em dois grupos: deformaes no plano, e deformaes fora do plano, conforme esquema na Tabela 1.

Esta classificao tem o propsito de simplificar o estudo das distores. Na realidade as deformaes ocorrem simultaneamente, entretanto sempre podemos selecionar um tipo que seria o predominante.

Tabela I Classificao das Deformaes devidas Soldagem

Deformao transversal

A deformao transversal e a contrao das chapas soldadas em direo junta soldada.



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Este tipo de deformao importante pois gera tenses altas em chapas com alto grau de restrio, podendo ocasionar fraturas na direo transversal da junta.

A deformao transversal pode ser estimada pela formula de Sprarangen Ref.(21). As chapas podem ser acrescidas com quantidades equivalentes na sua direo transversal para compensar este efeito.

FORMULA DE SPRARANGEM

S = 0,2 (Aw / t ) + 0,05 d

onde:

S = deformao transversal (pol),

Aw = rea seccional transversal da solda (pol 2)

t = espessura da chapa (pol),

d = abertura da junta (pol) .

Os efeitos dos parmetros de soldagem neste tipo de deformao so:

a) a deformao transversal aumenta com a reduo do dimetro do eletrodo,

b) a soldagem do centro para as extremidades reduz a deformao,



61

c) menores aberturas das juntas, reduzem as distores transversais,

d) o processo de soldagem a arco submerso introduz menos deformao que o processo de soldagem manual.

Deformao longitudinal

A deformao longitudinal ocorre na direo paralela direo da solda.

A sua magnitude geralmente pequena. A deformao em juntas de topo pode ser prevista pela f6rmula de King (Ref. 22) :

DL = 0,12 L I

100.000 t

onde:

DL = deformao longitudinal (pol) I = corrente de soldagem (A)

L = comprimento da junta soldada (pol) t = espessura da chapa (pol).

Guyot (Ref. 23) investigou a magnitude da deformao longitudinal para uma junta de filete. A Figura 2 apresenta os resultados obtidos.



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Fig. 2 Resultados de Guyot para Deformaes Longitudinais

Deformao rotacional

A deformao rotacional o movimento da regio no soldada da junta de topo, conforme o esquema na Tabela 1.

A soldagem manual com eletrodo revestido tende a fechar a junta de solda, por outro lado, a soldagem a arco submerso tem o comportamento oposto, a Fig. 3 ilustra o processo.



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Fig. 3 Distoro rotacional em diferentes processos de solda

A magnitude da distoro rotacional difcil de ser prevista. Entretanto conhece-se que a quantidade de calor introduzida, e a velocidade de soldagem, tm um grande feito neste tipo de distoro.

Para se evitar esta deformao, e prevenir o aparecimento de fraturas nas juntas, usual a utilizao de um efetivo ponteamento na regio a ser soldada.

Para a soldagem tipo 'one sided welding process" usual a utilizao de uma grande chapa de sada (tab plate) ou at mesmo equipamentos hidrulicos comprimindo as chapas e evitando assim as distores.

Deformao angular

O movimento rotacional das chapas soldadas em torno da linha de solda classificado como distoro angular.



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A diferena de deformao plstica ao longo espessura da junta soldada a responsvel pela distoro angular.

A magnitude da distoro angular pode ser medida pelo ngulo , conforme a Fig. 4.

Figura 4 Distoro Angular

a) Juntas de topo

Em juntas de topo existe uma grande influncia do formato da junta na magnitude da deformao angular.

Um estudo efetuado pelo Shipbuilding Research Association of Japan apresenta preparaes de juntas ideais, em funo da espessura das chapas, de maneira a reduzir as distores angulares. Estes valores so apresentados na Figura 5.



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Figura 5 Preparao da junta ideal para a reduo da deformao angular nas juntas de topo

b) Juntas em ngulo

A primeira formulao a respeito da magnitude das distores foi obtida por Nakamura e Hirai.



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Figura 6- Junta Restrita

Figura 7 Junta Livre

A flecha (ou deformao) em uma solda de canto pode ser estimada atravs da seguinte expresso:

= 1 - ( x - 1 ) 2

L 4 L 2



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= o / ( 1 + 2 D ) e D = E t3 / 12 ( 1- 2 ) L C

Onde:

: flecha : ngulo de deformao restrita o : ngulo de deformao junta livre obtido da Fig. 8 L : vo livre

C : coeficiente de rigidez, obtido da Tabela II

t : espessura

E : modulo de elasticidade

: coeficiente de Poisson



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Figura 8 - Distoro angular em juntas livres (w=peso de eletrodo consumido por unidade de comprimento de solda (grama/cm) em um lado da junta)

Tabela II Valores de coeficiente de rigidez C para o ao-carbono

Para evitar a deformao angular deve-se tomar os seguintes cuidados:

1)escolher a junta de soldagem correta,

2) restringir o movimento angular, vide Figura 9,

3) pr-deformao no sentido contrario ao que ser introduzido pela soldagem,

4) utilizao de maiores dimetros de eletrodos reduz a deformao angular,

5) altura do filete deve ser o mais prximo possvel do valor de projeto.

Dimenso

da solda

Peso de eletrodo consumido por

unidade de comp. de solda

L(mm) w (g/cm) 10 13 18 25,46,58 2,51 0,40 5400 19900 76100 1701007,38 3,16 0,50 4700 18000 65200 1424008,29 3,98 0,60 4100 16300 56100 1302009,30 5,01 0,70 3800 15000 40800 12500010,45 6,31 0,80 3500 13600 43000 11680012,20 7,95 0,90 3300 12200 38900 11200013,15 10,00 1,00 3100 11000 36100 10820014,80 12,60 1,10 3000 9800 35200 10500016,55 15,85 1,20 2950 8800 34800 102000

Espessura da chapa (mm)

Quantidade de solda C (kg.mm/mm)

log w



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Figura 9- Restrio para evitar deformao angular

Momento Longitudinal

Quando a linha de soldagem no coincide com a linha neutra da estrutura origina um momento que deforma a estrutura longitudinalmente, conforme a Fig. 10.

Fig. 10 Solda com deformao devida ao Momento Longidudinal



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A distribuio de tenses residuais entre os pontos B e C da Figura 10 bastante similar a distribuio de um momento fletor.

Para se evitar este tipo de distoro pode-se utilizar uma pr-deformao mecnica na direo oposta distoro esperada.

Flambagem

A deformao por flambagem em painis soldados de chapas finas muito comum em superestruturas de navios, vages de trens, etc.

A tenso residual de compresso desenvolvida durante a soldagem por vezes suficiente para flambar o chapeamento do painel. A Figura 11 apresenta a distribuio de tenses residuais em um painel soldado.

Para se reduzir este tipo de distoro, pode-se tomar as seguintes providencias:

1) reduzir a quantidade de calor desenvolvida pela soldagem,

2) no fazer cordes de solda maiores que o os necessrios,

3) utilizar chapas de maior espessura,



71

4) utilizar membros leves ponteados para reduzir as deflexes

Fig. 11 Tenses Residuais em um painel soldado

6.4 SEQNCIA DE SOLDAGEM

Seqncia de soldagem a ordem em que as soldas devero ser executadas para reduzir as deformaes da estrutura bem como reduzir as tenses residuais nas juntas soldadas.

Para cada bloco do navio ou na montagem das sees existe uma seqncia que ser a mais adequada, entretanto muito difcil estabelecer regras gerais que sirvam a todos os casos indistintamente.



72

Existem algumas recomendaes de carter geral que devem ser aplicadas sempre com cuidado, examinando-se a estrutura de antemo, antes de se iniciar a soldagem. Estas recomendaes gerais so apresentadas a seguir.

(i) Iniciar a soldagem pela linha de centro e dar continuidade em direo aos bordos do navio; da seo mestra para as extremidades, trabalhando simetricamente com os grupos de soldadores sempre que possvel.

Este procedimento permite a progresso do trabalho contra as extremidades livres e permite alguma liberdade de movimento aos membros que esto sendo soldados, que tendero a ajustar-se de acordo com as tenses que lhe sero impostas pela soldagem. O uso de grupos de soldadores, trabalhando em pontos simtricos, permite que o travamento da estrutura ocorra balanceado na estrutura evitando distores.

(ii) Deve-se ter em mente que a contrao ser inevitvel e assim nunca deve ser esquecidas as folgas nas dimenses das chapas, para permitir os necessrios ajustes durante a soldagem

(iii) Outro problema que poder acontecer devido a uma seqncia de soldagem mal planejada o tosamento excessivo de viga navio devido soldagem, podendo ento resultar um navio no final da construo que mal se apia nos picadeiros extremos.

Um meio de se evitar seria travar as extremidades, mas isso poderia ocasionar tenses residuais excessivas que podem ser piores do que uma deformao exagerada.

De modo geral, um pequeno tosamento freqente ocorrer, mostrando que as tenses residuais desenvolvidas so de pequena monta, comparado ao que poderia suceder se as extremidades tendessem a baixar contra os picadeiros, criando altas tenses residuais devido ao alquebramento.

(iv) Soldar sempre primeiro as juntas de topo transversais e depois as longitudinais.



73

Em juntas de topo que se cruzam as transversais devem ser executadas completamente e em seguida a junta longitudinal. Caso contrario haver o desenvolvimento de tenses residuais de alta intensidade que podero provocar fissuramento na junta de topo transversal.

(v) Ao soldar painis estruturais de chapas finas utiliza-se a seguinte seqncia de fabricao:

So ponteadas as chapas do painel A estrutura (cavernas e longitudinais) montada sobre as chapas e

ponteadas Aps a montagem da estrutura sobre as chapas que se executa a

soldagem das chapas do painel (a estrutura impede a deformao excessiva das chapas)

Finalmente so efetuadas as soldas da estrutura no chapeamento

(vi) Deve-se iniciar soldando as juntas centrais e somente aps isso as bainhas adjacentes Os reforos devem ser soldados somente aps completar as soldas do chapeamento. Nas junes com o bloco seguinte, os reforos estruturais devero ficar livres ao menos cerca de 1/2 espaamento de caverna para cada lado da junta. Isto permite que seja feita a solda de topo, onde ocorre a maior deformao, e aps isto so soldados os elementos estruturais nas chapas.

(vii) Geralmente na edificao dos blocos os chapeamentos inferiores devero ter suas bainhas soldadas aps a soldagem das bainhas superiores, justamente para evitar o problema do tosamento excessivo da viga navio. Uma seqncia adequada dever ser estudada para cada caso.

A Fig. 12 apresenta uma seqncia de soldagem de um fundo de uma embarcao.



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Fig. 12 Seqncia de Soldagem de um Fundo de Embarcao



75

7. ARRANJOS DE ESTALEIROS

Grosso modo destacam-se 3 tipos bsicos de arranjos fsicos de estaleiros.

Estaleiros de 1a. gerao (1850-1950)

(i) Caractersticas:

pouca ou nenhuma mecanizao;

movimentao de carga morosa e de baixa eficincia; controle do processo adequado para a poca mas pouco eficientes;

ambiente de trabalho a cu aberto, sujeito portanto a todas as intempries;

habilidade e raciocnio - primitivo;

atividades eram relativamente balanceadas e uniformes apesar da baixa eficincia

(ii) Utilizam 3 estgios de fabricao

FABRICAO DE COMPONENTES

EDIFICAO INSTALAO DE EQUIP. E ACABAMENTO



76

(iii) Arranjo fsico bsico

Estaleiros de 2a. gerao (1950-1970)

(i) Caractersticas:

Utilizao generalizada de soldagem;

Introduo da pr-montagem;

(ii) Utilizam 6 estgios de fabricao


MAQUINAS

PIER DE ATRACAO

EQUIPAMENTOS

DEPOSITO DE

CHAPAS E

PERFIS

OFICINA DE

CHAPAS

DIQUE OU

CARREIRA

MONTAGEM EDIFICAO EQUIPAGEM

PRE- EQUIPAGEM

TRATAMENTO DE CHAPAS E

PERFIS

FABRICAO DE

COMPONENTES

SUB-

MONTAGEM



77

Estaleiros de 3a. gerao (a partir de 1970)

(i) Caractersticas:

Estgios mltiplos de fabricao;

Racionalizao das operaes para aumentar eficincia;

Fabrica de navios, adquirindo no mercado peas e componentes a serem montados, reduzindo o custo de fabricao;

Controle gerencial sofisticado.

(ii) Utilizam mltiplos estgios de fabricao

CARREIRA OU DIQUE

CAIS DE ACABAMENTO

DEPOSITO DE CHAPAS E

PERFISFABRICAO

SUB-MONTAGEM E MONTAGEM



78

CASCO

MONTAGEM

CASARIA

MONTAGEM

EQUIP.

RECEPO E

INSPEO

FABRICAO DE

JAZENTES

MONTAGEM DE

UNIDADES E

SISTEMAS

EDIFICAO

TRATAMENTO

DE CHAPAS E

PERFIS

FABRICAO DE

COMPONENTES

SUB-

MONTAGEM

TRATAMENTO

DE CHAPAS E

PERFIS

FABRICAO DE

COMPONENTES

SUB-

MONTAGEM

MONTAGEM DE

SEES



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Foto de estaleiro 3a. gerao

OFICINAS DO CASCO

CAIS

DE

ACABAMENTO

TRAT. E PINTURA DE CHAPAS E PERFIS

PATIO DE ESTOCAGEM DE BLOCOS

CARREIRA OU DIQUE

OFICINAS

EQUIPAMENTOS

PATIO DE CHAPAS E PERFIS



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1.5 CONCEITO DE PRODUAO

0 conceito de produo bastante amplo. Envolve a utilizao racional dos recursos materiais e humanos com a finalidade de se obter um produto final que satisfaa as suas funes, com o menor custo.

O conceito de utilizao racional pode ser encarado como um procedimento orientado para a melhor tecnologia ou economicamente vivel. Os recursos materiais so a matria prima e os produtos acabados empregados. Os recursos humanos compreendem a fora de trabalho, habilidade, capacidade de raciocnio, etc.

Ao lado dos muitos esforos para produzir mais produtos com menor custo envolvido, desde a utilizao de crianas em linhas de produo ate as fabricas automatizada de hoje, se desenvolveram complexos e cuidadosos conceitos de engenharia de produo. Atualmente, para uma organizao se manter competitiva, tem que se utilizar mtodos desenvolvidos de operao da sua industria.



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8. PROGRAMAO DA CONSTRUO, MTODOS DE FABRICAAO E OFICINAS

8.1 SUMRIO

Inicialmente se discute a necessidade do planejamento da construo da estrutura ocenica. A seguir mostra-se, em linhas gerais, como deve ser feito o planejamento e alguns fatores importantes so ressaltados.

Apresentam-se tambm os mtodos de fabricao da estrutura e os fatores determinantes na seleo de um mtodo de montagem da estrutura.

Por ltimo, as oficinas principais de um estaleiro so apresentadas.

8.2 PROGRAMAO DA CONSTRUO, PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUO

Para um aumento da produo dos estaleiros necessrio um cuidadoso planejamento do projeto e da construo, determinando-se as operaes necessrias para se obter, a partir de produtos semi-acabados, a estrutura desejada no menor custo possvel.



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Finalidades

As finalidades do planejamento so as seguintes:

Cumprimento de eventos: realizao dentro do cronograma previsto, e conforme o contrato, das metas fsicas do navio, ou seja: batimento de quilha, lanamento do casco, instalao de equipamentos, provas, entrega.

Distribuio racional da fora de trabalho: distribuio de tarefas, de modo a se obter a maior utilizao possvel da mo-de-obra envolvida na construo procurando-se oferecer acesso fcil obra, posio de servio fcil, evitando-se concentraes de trabalho em um mesmo local, etc.

Alocao dos recursos materiais: utilizao racional dos equipamentos e reas do estaleiro visando um melhor desempenho.

Previso do Suprimento - Estoque: planejar o material necessrio para o estoque, e a sua quantidade, visando o no interrompimento das atividades do estaleiro, e, em contra-partida, no sobre-carregando o almoxarifado com materiais de alto custo, deste modo aumentando-se o capital imobilizado. Planejar a data de entrega de equipamentos de importncia vital para a construo, pois como: motor principal, motores auxiliares, caldeiras, etc.

Inter-relacionamento com as demais obras: verificar o inter-relacionamento das obras evitando-se interferncias prejudiciais ao andamento da construo.

Previso de custos - Oramento da obra - o oramento da obra esta diretamente ligado com o custo do material, custo da mo de obra, pagamentos durante a construo, etc. Para isto o planejamento da construo indispensvel.

Etapas do planejamento (Ref. 3)

O primeiro passo o estabelecimento de datas-chaves para: a) batimento de quilha; b) lanamento, e c) entrega. Considerando-se alguns fatores incertos, tais como: situao do mercado, condies da mo-de-obra (dificuldade de se



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conseguir empregados, problemas trabalhistas, etc), necessrio modificar a data dos eventos de modo a se ter uma margem de tempo.

A partir da definio das datas chave, deve-se elaborar o planejamento da construo atravs de estimas cuidadosas, relacionando o progresso da construo com os recursos materiais e humanos disponveis. a fase mais importante e, ao mesmo tempo, a mais delicada do planejamento global, pois aqui que se define o lucro provvel da empresa.

Para o planejamento detalhado da construo, contendo todos os eventos e metas que devem ser alcanadas, tcnicas tipo CPM, PERT ou Diagrama de Gant devem ser utilizadas. A relao de cada meta com as demais deve ser analisada; tambm o efeito da alterao da data de finalizao de uma meta sobre as demais, deve ser mostrado.

Parmetros caractersticos

Alguns parmetros comumente empregados no planejamento so:

a) Peso do material a ser processado do casco, da superestrutura, etc. b) Homens-hora, quantidade de mo-de-obra necessria para a

construo ou montagem de uma estrutura. c) Comprimento de solda; d) Comprimento da tubulao; e) rea a ser pintada; f) etc.



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Noes Gerais sobre curvas de peso da edificao - (Ref. 4)

Uma curva, que demonstra a produtividade da edificao a curva de peso da edificao.

A curva mostra o tempo total para edificao na carreira versus o peso do material processado. Para comparao,entretanto, utiliza-se tanto o peso, como o tempo, em porcentagem. A tangente a curva a razo de peso da edificao. Vide Figura 1.

Fig. 1 Curva de peso de edificao

CURVA S DA EDIFICAO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

TEMPO DE EDIFICAO (%)

PESO

MA

TER

IAL

PRO

CESS

AD

O (%

)

Tang = razo de peso de edificao



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8.3 MTODOS DE FABRICAO DA ESTRUTURA (Ref. 5)

Nos ltimos anos tem havido rpidos avanos na tecnologia de fabricao de estruturas. A eficincia da produo altamente dependente da qualidade, quantidade e adequacidade das informaes enviadas ao setor de produo.

Os trs maiores determinantes do mtodo de construo do navio podem ser separados em:

1. Os recursos do estaleiro que determinam o sistema de construo so:

capacidades dos sistemas de cargas;

disposio das reas do estaleiro;

equipamentos de solda e corte, preparao, etc.;

qualidade da mo-de-obra;

etc.

Para haver uma maior utilizao dos recursos do estaleiro, deve tambm existir uma interao entre o setor de Projeto e Produo. Os projetistas devem estabelecer solues que conduzam a um mnimo custo de produo, sem esquecer os requisitos tcnicos, a demanda do armador e o custo do material.

2. Organizao da produo



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Na produo de navios nos estaleiros de 1a. gerao todas as atividades eram efetuadas em um s lugar (edificao), a organizao da produo era difcil de ser planejada e controlada.

Mais modernamente (estaleiros de 3a. gerao), os componentes que compe o navio so agrupados segundo a sua similaridade na geometria e seqncia de construao. Utilizando esta tcnica a construo se reduz a uma serie de operaes similares. Esta caracterstica permite a utilizao de mquinas especiais para aumentar a produo do estaleiro.

3. Sistema de informaes administrativas

As informaes com relao aos componentes da estrutura podem ser geradas por:

Escritrio de Projeto Setor de Produo Planejamento Compras

As informaes podem ser divididas em 2 categorias: geomtricas e administrativas. As geomtricas so ligadas ao projeto e ao formato da estrutura, usualmente utilizam-se desenhos para se lidar com esta informao. As informaes administrativas, dos componentes do casco, envolvem cdigo do



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material, montagem, componentes, data de montagem, data para compra, data para entrega, etc.

Os estaleiros modernos requerem uma grande rapidez nessas informaes para no haver desencontro de materiais e de processos de construo.

2.3.1 Mtodos de Construo (Ref. 6)

Definies:

Painel estrutural: estrutura composta de uma ou mais chapas soldadas a topo, com reforos soldados a chapa e entre si (vide Figura 2)

Bloco: compoem-se de painis estruturais e elementos estruturais montados. (vide Figura 3)

Seo: compe-se de blocos do navio, formando uma estrutura completa entre dois planos paralelos a seo mestra. (vide Figura 4)



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A estrutura do navio pode ser construda em blocos ou sees dependendo dos recursos do estaleiro.

O sistema de construo em blocos pode ser dividido em dois mtodos:

i) PIRMIDE - posiciona-se um primeiro bloco do fundo do navio e a construo progride a partir deste bloco inicial, posicionando-se os



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blocos mais prximos da quilha e depois os mais altos, vide Fig. 5.

Fig. 5 - Construao por pirmide (bloco)

ii) ILHAS - existem dois ou mais pontos por onde se inicia a construo do navio. Aps posicionados os blocos iniciais, eles progridem como no processo da piramide, vide Fig. 6.

Fig. 6 - Construao por ilhas (bloco)

O sistema de construo em sees consiste no transporte de sees completas para a carreira ou dique, onde elas so soldadas entre si, vide Fig. 7.



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Fig. 7 - Construo por sees

O estaleiro tambm pode se utilizar dique ou carreira para a construo dos navios.

As vantagens e desvantagens dos diferentes mtodos de edificao da estrutura sero discutidos no Captulo III.



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9. EDIFICAO DA ESTRUTURA

9.1 SUMARIO

Os mtodos utilizados para a edificao de uma estrutura ocenica so analisados. As vantagens e desvantagens da edificao em diques e carreiras so comentadas.

Uma diviso tpica de um casco em blocos apresentada e discutida. A seguir, dois mtodos para a construo de painis so apresentados.

9.2 EDIFICAO DA ESTRUTURA

Entende-se por edificao da estrutura o processo envolvendo uma srie de operaes com o propsito de montar a estrutura ocenica.

Os principais fatores que influenciam a escolha do mtodo de edificao foram agrupados em trs itens (apresentados no Cap.II) que foram:

1) Recursos do estaleiro 2) Organizao da construo 3) Sistema de informaes administrativas



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Estes fatores so constantes para cada estaleiro. Entretanto, a estrutura a ser construda, e tambm os fornecedores, impem restries quanto ao processo de fabricao. Essas restries podem ser descritas como:

1) Grau de desmembramento da estrutura. As dimenses dos blocos e das sees so fortemente ditadas pela rigidez da unidade, deve ser possvel montar e transportar a estrutura, sem o risco de criar distores excessivas, ou at um desmantelamento da unidade.

2) Nmero de unidades a serem construdas. Quando o nmero de unidades a serem construdas grande, pode-se tornar vantajoso para o estaleiro a aquisio, ou construo, de equipamentos que acelerariam a montagem.

3) Tipo e dimenses da estrutura. Envolve os recursos a serem utilizados.

4) Formas do casco. Envolve operaes de conformao de chapas e fabricao de perfis.

5) Mercado de chapas e perfis. Dita os comprimentos de blocos e de sees.

9.3 MTODOS USUAIS DE EDIFICAO DE ESTRUTURAS NAVAIS

Os mtodos usuais de edificao de estruturas ocenicas foram rapidamente esquematizados no Cap II.

3.3.1 Mtodo de Construo por Blocos



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O mtodo de construo por blocos, possibilitou um aumento de produtividade nos estaleiros (vide Cap I).

O mtodo de construo piramidal, comentado no Cap II, apresenta as seguintes caractersticas:

1. O inicio da edificao situa-se em geral nas proximidades da Praa de Mquinas. Isto se deve ao fato da Praa de Mquinas exigir uma grande quantidade de trabalho a ser feito (instalao de equipamentos), deste modo iniciando-se o trabalho o mais cedo possvel.

2. Este mtodo edifica inicialmente o casco transversalmente, porm, o progresso do trabalho no sentido do comprimento um tanto lento.

O mtodo de construo por ilhas, apresenta as seguintes caractersticas:

1. Visando uma acelerao da produtividade, na direo longitudinal, pelo menos trs ncleos de edificao so iniciados: Praa de Maquinas ou Meia-nau, Proa e Popa, com isto equilibrando a distribuio da fora de trabalho na carreira ou no dique.

2. Como inconveniente deste processo existe a dificuldade de fechar a estrutura nos pontos de contatos das ilhas.

3.3.2 Mtodo de Construo por Sees



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O mtodo de construo por sees, desenvolvido a partir da construo em blocos, apresenta as seguintes caractersticas:

1. O tempo de utilizao da carreira ou dique mnimo. Isto importante visto que o local de edificao um dos gargalos do sistema de construo.A utilizao destes locais deve ser maximizada para recuperao dos custos envolvidos na construo do dique ou da carreira.

2. As sees j vm com todas as instalaes de bordo praticamente concludas, faltando somente as conexes entre sees. A equipagem efetuada nas oficinas. Assim grande parte do servio ocorre em local abrigado contra o mau tempo ou excesso de calor.

3. Este processo necessita de maior preciso na fabricao das peas, tcnicas mais sofisticadas de soldagem, mtodos para fazer as ligaes dos equipamentos j instalados, maior capacidade nos sistemas de movimentao de carga, etc.

3.4.0 CARREIRA E DIQUE

A edificao do navio poder ser feita em carreira ou dique.

3.4.1 Edificao em Carreira

A construo em carreira, largamente empregada nos estaleiros de 1a. gerao, apresenta as seguintes caractersticas:

1. Custo da carreira baixo.



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2. A construo na carreira mais trabalhosa devido a inclinao do piso, dificultando o posicionamento exato da estrutura.

3. Deve ser feita a operao de lanamento do casco.

Objetivando um maior aproveitamento da carreira podem ser construdos dois navios em paralelo ou em linha. A Figura 1 exemplifica estes sistemas

Fig. 1 Utilizao da carreira

3.4.2. Edificao em Dique

A construo em diques foi empregada inicialmente para o reparo de embarcaes. Atualmente largamente utilizada na construo.de grandes embarcaes e plataformas de petrleo e apresenta as seguintes caractersticas:



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1. Custo envolvido alto.

2. A construo em dique facilitada, pois o terreno plano.

3. A "operao de lanamento" resume-se a fazer a embarcao flutuar.

Para um maior aproveitamento do dique pode-se construir mais de uma embarcao simultaneamente, desde que as dimenses permitam. A Figura 2 ilustra esse processo.

Fig. 2 Utilizao do Dique

9.4 A DIVISAO DO NAVIO EM BLOCOS

Para a construo do navio em blocos, ou sees, necessrio fazer uma subdiviso da estrutura em blocos.

Estes blocos sero levados para a carreira ou dique. Alternativamente os blocos podem ser montados em peas maiores criando sees completas da estrutura.



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Um exemplo da diviso em blocos, de uma seo de um petroleiro e apresentado na Fig. 3.

Fig. 3 Diviso em blocos de uma seo de um petroleiro

Como se pode perceber pela Fig. 3 os blocos so bastante simples e muito semelhantes.

O fato dos blocos serem muito semelhantes acarreta o que poderemos chamar de 'construo com alta produtividade procurando-se automatizar ao mximo a linha de construo.

Entretanto, quando as formas do casco no so simples como o corpo paralelo mdio da embarcao esta diviso em blocos mais complicada e a similaridade dos blocos inexiste. Para facilitar a construo desses blocos mais complexos utilizam-se dimenses menores nestas peas, exemplo disto so os blocos de proa e popa.

9.5 PROCESSOS DE CONSTRUO DE PAINIS

Para a construo de painis planos duas seqncias de montagem so largamente utilizadas pelos estaleiros (os processos de soldagem envolvidos sero discutidos em captulos posteriores).



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3.6.1 Mtodo da Soldagem em Linha (Line Welding System)

A seqncia de construo pode ser sumarizada em:

1) soldagem das chapas entre si.

2) soldagem das longitudinais s chapas

3) soldagem das transversais. s chapas

4) soldagem dos longitudinais aos transversais

Este processo pode ser facilmente automatizado e por este motivo largamente empregado.

Entretanto, as distores devido seqncia de soldagem so maiores, assim empregado em navios de grande porte (as chapas de maior espessura se deformam menos devido a maior rigidez.)

O mtodo apresentado na Figura 4.

3.6.2 Mtodo da Caixa de Ovo (Egg-box System)

A seqncia de construo pode ser sumarizada em:

1) ponteamento das chapas entre si;

2) os membros longitudinais e transversais so soldados entre si;

3) a estrutura dos longitudinais e transversais soldada ao chapeamento previamente preparado

4) soldagem final das chapas



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Este processo empregado para pequenos e mdios painis. As distores devidas soldagem, so menores neste mtodo.

A Figura 4 apresenta o mtodo.

Fig. 4 Mtodo da soldagem em linha e mtodo da Caixa de ovo



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10. MONTAGEM E PRE-EQUIPAGEM DOS BLOCOS DO NAVIO

10.1 SUMRIO

Discutem-se alguns aspectos da montagem de blocos principalmente os efeitos das tolerncias dimensionais na produtividade do estaleiro. A seguir discute-se sobre as vantagens da pre-equipagem dos blocos apresentando alguns detalhes do sistema de tubulao e das instalaes eltricas.

10.2 MONTAGEM DE BLOCOS

Conforme apresentado em captulos anteriores, a fabricao de blocos e posterior edificao na carreira ou dique possibilita um aumento da produtividade do estaleiro. Entretanto, um aspecto vital para que isto

7 - tecnologia de construção naval

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