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ABR 98

abpe/P004

Tubos e conexes de polietileno PE - Execuo de solda de topo por termofuso

Procedimento

Origem:

abpe - associao brasileira de tubos poliolefnicos e sistemas

CTPE - Comisso Tcnica de Polietileno

abpe/P004 - Polyethylene PE pipes and fittings - Butt fusion jointing - procedure

Vlida a partir de: 07/04/98

Palavra Chave: Tubos e conexes de polietileno

11 pginas

SUMRIO

1Objetivo

2Referncias Normativas

3Definies

4Condies gerais

5Condies especficas

1Objetivo

Esta Norma prescreve o procedimento para execuo de solda de topo por termofuso em tubos e conexes de polietileno PE.

2Referncias Normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para esta Norma Tcnica. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso, recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a convenincia de se usar as edies mais recentes das normas citadas a seguir. A ABPE possui registro das normas em vigor em um dado momento.

abpe/E006- Tubos de Polietileno PE e conexes - Equipamentos e ferramentas de soldagem e instalao - Especificao

abpe/P009 - Tubos de polietileno PE e conexes - Qualificao de soldas, soldadores e instaladores - Procedimento

3Definies

Para os efeitos desta Norma so adotados as definies de 3.1 a 3.24.

3.1ALINHAMENTO

Disposio coincidente das geratrizes das peas a serem soldadas a topo.

3.2COMPOSTO DE POLIETILENO PE

Material fabricado com polmero base de polietileno, contendo os aditivos e o pigmento necessrios fabricao de tubo e conexes de polietileno, conforme as especificaes correspondentes.

3.3CONEXO TIPO PONTA

Conexo de polietileno cujas dimenses, na regio de soldagem, correspondem s dimenses do tubo equivalente.

3.4CORDO FINAL DE SOLDA (B)

Ressalto formado por material fundido das peas aps a soldagem por fuso. O cordo final de solda formado por dois cordes simples de solda.

Figura 1 - Cordo final de solda

3.5CORDO INICIAL DE SOLDA

Ressalto formado em cada extremidade de tubo ou conexo em funo da presso da pea contra a placa de aquecimento.

3.6CORDO SIMPLES DE SOLDA (s)

Ressalto formado em cada extremidade de tubo ou conexo aps a soldagem por fuso.

Figura 2 - Cordo simples de solda

3.7DIMETRO EXTERNO NOMINAL (DE)

Simples nmero que serve para classificar em dimenses os elementos de tubulaes (tubos, juntas, conexes e acessrios) e que corresponde ao dimetro externo do tubo em mm.

3.8DISPOSITIVO DE FACEAMENTO (faceador)

Equipamento dotado de lminas rotativas destinado a promover o faceamento e paralelismo das extremidades a serem soldadas a topo.

3.9ESPESSURA MNIMA DE PAREDE (e)

Menor espessura no permetro em uma seo qualquer do tubo

3.10FORA DE APROXIMAO OU ARRASTE

Fora necessria para promover o deslocamento longitudinal do tubo ou conexo.

3.11FRESTA OU FOLGA

Abertura resultante do faceamento deficiente das extremidades a serem soldadas de topo, quando as mesmas so postas em contato.

3.12PLACA DE AQUECIMENTO

Dispositivo dotado de resistncia interna destinado ao aquecimento at o ponto de amolecimento (fuso) das extremidades a serem soldadas a topo.

3.13PRESSO DE APROXIMAO OU ARRASTE

Presso decorrente da aplicao da fora de aproximao.

3.14PRESSO DURANTE O PR-AQUECIMENTO

Presso resultante do contato das extremidades com a placa de aquecimento durante o tempo necessrio para a formao do cordo inicial de solda. Deve ser aproximadamente 0,15 MPa.

3.15PRESSO DE FUSO OU SOLDA

Presso resultante do contato entre as extremidades durante a fuso. Deve ser maior ou igual presso durante o aquecimento.

3.16PRESSO DE JUNO DURANTE O PR-AQUECIMENTO

Soma da presso de aproximao e da presso durante o pr-aquecimento.

3.17 PRESSO DE JUNO DURANTE A FUSO

Soma da presso de aproximao e da presso de fuso.

3.18PRESSO DURANTE O RESFRIAMENTO

Presso exercida aps a formao do cordo final de solda.

3.19PRESSO DE SIMPLES CONTATO OU AQUECIMENTO

Presso exercida entre a placa de aquecimento e as extremidades a serem soldadas para, simplesmente, haver o contato entre a placa e os tubos e/ou conexes. Deve ser aplicada aps decorrido o tempo necessrio para formao do cordo inicial de solda, gerado pela presso de pr-aquecimento.

3.20RELAO DIMETRO ESPESSURA (SDR)

Razo entre o dimetro externo nominal (DE) do tubo e sua espessura mnima de parede (e) (SDR = DE/e).

3.21TEMPO DE RETIRADA DA PLACA DE AQUECIMENTO

Tempo necessrio para que a placa de aquecimento seja retirada e as extremidades a serem soldadas sejam novamente postas em contato.

3.22TEMPO DE SIMPLES CONTATO OU DE AQUECIMENTO

Tempo durante o qual as extremidades a serem soldadas e a placa de aquecimento so submetidas a presso de simples contato.

3.23TEMPO DE RESFRIAMENTO

Tempo durante o qual as extremidades devem ficar submetidas presso de juno durante a fuso, at seu resfriamento.

3.24TUBO DE POLIETILENO PE

Tubo fabricado com composto de polietileno PE.

4Condies gerais

4.1Solda

Somente podero ser unidos com solda de topo por termofuso os tubos com DE maior ou igual a 63, desde que os compostos de PE sejam compatveis entre si, de acordo com as especificaes relativas a tubos e conexes de polietileno PE.

4.1.1 Somente podem executar soldas de topo por termofuso soldadores qualificados conforme abpe/P009 e com a utilizao de equipamentos conforme com abpe/E006.

4.2Corte

4.2.1 O corte das extremidades deve ser executado de forma a no acarretar danos s mesmas, tais como ovalizao excessiva, entalhes, delaminaes e trincas.

4.2.2 O tubo deve ser cortado com auxlio de equipamento apropriado que garanta a condio especificada em 4.2.1, tais como guilhotina, cortador eltrico, cortador rotativo, serra ou serrote.

4.3Faceamento

4.3.1 O dispositivo de faceamento deve estar preso estrutura da mquina de solda, e as extremidades a serem soldadas fixas nas garras para que no haja movimentao das extremidades durante o faceamento.

Figura 3 - Dispositivo de faceamento

4.3.2 Verificar as condies do dispositivo de faceamento. Deve-se promover a sua limpeza de forma a impedir a presena de graxa ou sujeira. Alm disso, deve-se verificar as lminas das facas para ajust-las ou para substitui-las caso estejam sem corte.

4.3.3 Separar as garras da mquina de solda e posicionar o dispositivo de faceamento.

4.3.4 Posicionar os tubos e/ou conexes com as extremidades adjacentes ao dispositivo de faceamento.

Figura 4 - Posicionamento das peas adjacentes ao dispositivo de faceamento

4.3.5 Fechar as garras da mquina de solda e proceder o faceamento das extremidades.

4.3.6 Remover as rebarbas e as aparas do interior dos tubos e/ou conexes.

4.3.7 Verificar se as superfcies dos tubos e/ou conexes esto planas, limpas e faceadas. Unir as extremidades e verificar a ocorrncia de alguma fresta. A fresta mxima permitida de 0,3 mm para tubos de DE 125 e de 0,5 para tubos de DE > 125.

4.3.8 Verificar o alinhamento dos tubos e/ou conexes. O desalinhamento mximo permitido entre os dimetros externos de 10% da espessura mnima de parede do tubo (0,1.e).

Figura 5 - Desalinhamento dos tubos

4.3.9 Caso necessrio, repetir as operaes descritas de 4.3.1 a 4.3.8.

5Condies especficas

5.1Execuo de solda de topo

5.1.1 Antes de cada solda, a placa de aquecimento deve ser limpa, de modo a no apresentar vestgios de lama, leo ou poeira.

5.1.2 As superfcies externas e internas das extremidades devem ser limpas com pano seco, de modo a remover qualquer vestgio de lama ou poeira. Alm disso, deve-se aplicar um solvente no agressivo ao polietileno (por exemplo: acetona, ou lcool com grau melhor ou igual a 96GL) para impedir a presena de graxa ou leo nas extremidades dos tubos e conexes.

5.1.3 Verificar as seguintes informaes, fornecidas pelo fabricante da mquina de solda, ou transformador, ou instalador referente a cada dimetro e classe de presso das peas (SDR).

a) temperatura de fuso;

b) presso durante o pr-aquecimento;

c) visualizao do cordo inicial de solda, ou tempo de pr-aquecimento;

d) presso de simples contato ou aquecimento;

e) presso durante a fuso;

f) tempo de simples contato ou aquecimento;

g) tempo de resfriamento;

5.1.4 Elevar e manter a temperatura da placa de aquecimento at o valor da temperatura de fuso.

5.1.5 Com as extremidades a serem soldadas fixadas nas garras da mquina de solda, elevar gradativamente a presso para determinar o valor de presso em que se inicia o movimento de aproximao das extremidades. Adotar este valor de presso como a presso de aproximao ou arraste. Este valor deve ser somado s presses de pr-aquecimento e fuso para determinar as presses de juno durante o pr-aquecimento e de juno durante a fuso.

5.1.6 Separar as garras da mquina de solda e posicionar a placa de aquecimento.

5.1.7 Para formao do cordo inicial de solda, deve-se pressionar o tubo ou conexo contra a placa de aquecimento com a presso de juno durante o pr-aquecimento.

Figura 6 - Formao do cordo inicial de solda

5.1.7.1 Deve-se manter a presso de juno durante o pr-aquecimento at que se forme o cordo inicial de solda em toda a periferia das extremidades. A largura do cordo inicial de solda deve estar dentro dos limites especificados. A figura 7 apresenta o grfico presso x tempo, mostrando as diversas etapas de uma soldagem por topo.

Tempo

P

P

0.2

1.5

t

t

t

t

t

P

2

2

p

s

3

1

1

3

Presso

Kg/cm

2

P1=Presso de Pr-Aquecimento p/ formar o Cordo

t1=Tempo de Pr-Aquecimento

P2=Presso de Aquecimento ou de Simples Contato

t2=Tempo de Aquecimento

tp=Tempo de retirada da Placa de Aquecimento

ts=Tempo para elevar a presso Presso de Solda

P3=Presso de Fuso

t3=Tempo de Resfriamento

Figura 7 - Grfico de presso x tempo

5.1.8 Aps ser formado o cordo inicial de solda, a presso deve ser reduzida a presso de simples contato ou aquecimento.

5.1.8.1 Deve-se manter as extremidades encostadas na placa durante o tempo de simples contato ou aquecimento especificado.

5.1.9 Afastar as extremidades e remover a placa de aquecimento.

5.1.9.1 Ao se remover a placa de aquecimento, deve-se verificar a existncia de material fundido grudado na mesma. Se isto ocorrer a soldagem deve ser abortada, a placa de aquecimento limpa e repetidas as operaes descritas a partir de 4.2.

5.1.10 Imediatamente aps a retirada da placa de aquecimento, deve-se unir as extremidades, de forma que a presso resultante no contato entre elas seja a presso de juno durante a fuso.

5.1.10.1 O tempo mximo permitido para o afastamento das extremidades, retirada da placa de aquecimento e aplicao da presso de fuso est especificado na tabela 1.

Tabela 1 - Tempo mximo de retirada da placa de aquecimento e aplicao da presso de fuso

DE

Tempo mximo de retirada da

placa de aquecimento e aplicao

da presso de fuso (s)

63

5

> 63 125

6

>125 180

8

> 180 250

10

> 250

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Figura 8 - Unio dos tubos para que haja a formao do cordo final de solda

5.1.10.2 O cordo final de solda deve ser uniforme, no apresentando bolhas ou vestgios de contaminao da solda. Se isto ocorrer, a soldagem deve ser abortada e repetidas as operaes descritas a partir de 4.2.

5.1.10.3 A diferena permitida entre os cordes simples de solda de 0,1.B para solda tubo/tubo e de 0,2.B para solda tubo/conexo ou conexo/conexo, ou ainda para materiais de compostos de polietileno diferentes, onde B a largura do cordo final de solda medido.

5.1.10.4 A fenda entre os cordes simples no deve implicar em diminuio da parede do tubo ou conexo.

5.1.11 As extremidades devem permanecer imveis, fixas nas garras da mquina de solda, pelo menos durante o tempo de resfriamento especificado. Deve-se certificar de que a presso de juno durante a fuso seja mantida durante este procedimento.

5.1.11.1 Decorrido o tempo de resfriamento, as extremidades podem ser retiradas da mquina de solda. No se deve submeter os tubos ou conexes soldados esforos de trao, flexo ou a presso interna antes de decorrido o tempo da Tabela 2, contado aps o tempo de resfriamento.

Tabela 2 - Tempo mnimo para aplicao de esforos e presso interna

DE

Tempo (min)

110

15

> 110 180

20

> 180 315

30

> 315 500

45

> 500 800

60

> 800

120

5.2Controle de solda

5.2.1 Examine a formao do cordo de solda, comparando-a com as apresentadas na Figura 11. O cordo final de solda deve apresentar-se uniforme e rolado em toda periferia das extremidades.

Solda Aprovada

(cordo uniforme e rolado)

(desalinhamento

dos tubos)

(excesso de temperatura

ratura ou tempo)

dos tubos diferentes)

(materiais ou temperaturas

(pouca presso de fuso)

Solda Reprovada

(baixa temperatura e/ou

pouco aquecimento)

>0

Solda Reprovada

Solda Reprovada

Solda Reprovada

Solda Reprovada

Figura 9 - Controle visual do cordo de solda

5.2.2 Alternativamente pode-se retirar o cordo de solda, interno ou externo, com auxlio de ferramenta apropriada.

Figura 10 - Retirada do cordo interno ou externo de solda

5.2.3 Medir com auxlio de paqumetro, as larguras do cordo final e dos cordes simples de solda. As dimenses verificadas devem obedecer ao especificado em 5.1.10.3.

5.2.4 Realizar o controle visual do cordo final de solda (sujeiras, bulbos no uniformes, fissuras, etc.). Se foi retirado, o cordo deve apresentar-se slido, com base larga. Um cordo com base fina e encaracolado deve ter sido formado com presso de juno elevada ou temperatura insuficiente da placa de aquecimento.

Figura 11 - Aparncia do cordo final de solda quando retirado

5.2.5 Se o cordo de solda foi retirado, dobrar o cordo de solda e verificar a ocorrncia de incises. Se isto ocorrer h indcios de haver contaminao da solda.

Figura 12 - Teste para verificao de contaminao da solda

5.2.6 A solda que no verificar alguma das condies apresentadas de 5.2.2 a 5.2.5 dever ser reprovada. Neste caso, deve-se cortar o trecho da tubulao que contiver esta solda, conforme descrito em 4.2, e repetir as operaes descritas a partir de 4.3.

5.2.7 Devem-se arquivar todos os relatrios de solda de topo. Este relatrio deve apresentar os seguintes dados:

a)completa identificao dos tubos e conexes, incluindo o DE, tipo de material, nomes dos fabricantes do tubo e conexo e cdigos que permitam rastrear as produes dos tubo e conexo nos programas de qualidade dos fabricantes;

b)completa identificao do local onde se encontra a solda;

c)os resultados das verificaes descritas de 5.2.2 a 5.2.5, especificando se a solda foi aprovada ou rejeitada;

d)temperatura da placa de aquecimento;

e)presso de juno durante o aquecimento;

f)tempo de retirada da placa de aquecimento;

g)presso de juno durante a fuso;

h)tempo de resfriamento;

i)nome, assinatura e nmero da credencial de qualificao do profissional que executou a solda (obtida de acordo com abpe/P009/96);

j)nome a assinatura do engenheiro responsvel;

k)data de execuo da solda.

5.2.7.1 Caso o cordo de solda tenha sido retirado, deve-se guardar o cordo de solda em um saco plstico, juntamente com o relatrio de solda de topo.

abpep004.doc