apostila fbtsvol2.pdf

I 1

b r

atrav4s do seu Departamento de Cursos - DC, comunidade da soldagem em geral a 16a Edição d de Soldagem.

volumes, sendo que o primeiro atende Soldagem, Simbologia, Processos de S etalurgia, Controle de DefomaçOes e Metais de Base. módulos: Ensaios Mecâinicos, Ensaios Não Destnrti Soldadores, Instmmentação e ProteHo na Soldagem.

Fundada em 1982, a F is de 25 anos buscando contribuir com a formação de , particularmente no que se refere i fomagão do orgulha, o fato de que ao longo deste período, es utilizadas como material didatko para a formação

iretoria da PETROBRAS e aos seus técnicos, pelo const ~cial desses módulos, aos técnicos da

meter alguma injustiça e agradecer de uma

esta revisão venha atender aos anseios da o continuidade ao processo de formação atualizada

Rio de Janeiro, 05 de janeiro de 2009.

Marcelo Maciel Pereira Superintendente Executivo do Departamento de Cursos

Fundação Brasileira de Tecnologia da Soldagem www.fbts.com. br

1 6a Edição 2009

OBJETIVO

'.$h 9: >i,> 3 b;

Através do estudo deste módulo o leitor deve tornar-se

1. Conhecer a finalidade dos ensaios mecânicos e

2. Conhecer as propriedades de resist determinadas através dos diferentes e como se relacionam entre si;

3. Saber a técnica de execução dos ensa' nto, e dureza e quais os fatores que influenciam em seus r

4. Testemunhar e orientar a remoç

5. Executar e interpretar ensaio

1- ENSAIOS MEGÂNICOS I. "l Introdução 1.2 - Brientaçh dos corpos de prova 1.3 - Ensaio de dobramento 1.4 - Ensaios de dureza

Os ensaios mecânicos são considerados como ensaios destrutivos, provocam a ruptura ou a inutilização da peça ensaiada.

As propriedades mecânicas constituem uma das característic suas várias aplicações na engenharia, visto que, o projeto e são baseados no comportamento destas propriedades.

A determinação das propriedades mecânicas dos realizados em corpos de prova (C.P.) de dimensUr ensaio, padronizados por normas brasileiras e es

As propriedades mecânicas avalia de natureza mecânica e corres determinam a sua capacidade de romper ou sem que produzam deformações instáveis.

e ensaios mecânicos, nto ou especificação de

entre componentes de uma

e que satisfatórios, asseguram a

de soldagem, de soldadores e para

seguir ilustra a utilização usual dos ensaios

A solda constitui uma forma de união m estrutura ou equipamento e por esta raz propriedades mecânicas do metal de ba

Desta forma, os resultados dos qualidade mínima da solda em ter para qualificações do metal de verificar os testes de produçáo.

No sentido de situar o leit mecânicos. vários deles ro ativ

Ensaio r

ar, o impacto DROP-WEIGHT é requisito para qualificar matéria prima

L 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecãnicos

1.2 - ORIENTAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

As propriedades mecânicas de um material deformado termomecanicamente (exemplo: laminados, forjados, etc.) podem variar conforme a direção de onde foram extraídos os corpos de prova para o ensaio. Este fenômeno é denominado de anisotropia. Então, deve-se verificar através das especificações do material qual a direção exata para se retirar o corpo de prova. Quando se consulta a especificação de materiais, normalmente são utilizados os termos "ensaio longitudinal" e "ensaio transversal".

Os termos acima se relacionam a orientação de retirada dos corpos de prova, considerando-se a direção de laminação da peça a ser ensaiada.

Corpo de prova longitudinal

Significa que o eixo longitudinal (E.L.) do corpo de prova é paralelo a direção de laminação da amostra do material a ser ensaiado, conforme demonstrado na figura 9.1.

EXEMPLOS:

a) A força aplicada a um corpo de prova, em ensaio de tração longitudinal, deve ser na direção da laminação.

b) O eixo de fechamento de um corpo de prova, em ensaio de dobramento longitudinal, deve ser ortogonal a direção de laminação.

Amosrra do marerial a ser ensaiado

E. L. -

Ensaio de rrafão longitudtnal Ensaio de tração longitudinal

corpo de prova plano corpo de prova cilíndrico

/ '- Eixo de fecha. mento

E. L.

Ensaio de dobramento longitudinal Ensaio de impacto iong~tudinal

Figura 9.1 - Corpos de prova, para ensaio longitudinal retirados de produto larninado.

FBTs Curso de Inspetor de Soldagern - En

r Corpo de prova transversal

do material a ser ensaiado, conforme demonstrado na f i i 9.2.

EXEMPLOS:

a) A força aplicada a um corpo de prova, em ensaio de tração direção de laminação.

b) O eixo de fechamento de um corpo de prova, com ensaio paralelo a direção de laminacão.

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecânicos

Corpos de prova com outras orientações

Termos, tais como, "corpo de prova radial" e "corpo de prova tangencial", tem uso mais restrito, pois orientações deste tipos raramente são utilizados na avaliação das propriedades mecânicas de produtos fabricados por tratamentos termomecânicos.

1.3 ENSAIO DE DOBRAMENTO

r Descrição do Ensaio

O ensaio de dobramento fornece uma indicação qualitativa da dutilidade do material. Por ser um ensaio de realização muito simples, ele é largamente utilizado nas indústrias e laboratórios, constando mesmo nas especificações de todos os países, onde são exigidos requisitos de ductilidade para certo material. O ensaio de dobramento comum não determina nenhum valor numérico. Há porém variações do ensaio que permitem avaliar certas propriedades mecânicos do material.

O ensaio, de um modo geral, consiste em dobra um corpo de prova de eixo retilíneo e secção circular, tubular, retangular ou quadrada, assentado em dois apoios afastados a uma distância especificada, de acordo com o tamanho do corpo de prova, por intermédio de um cutelo, que aplica um esforço de flexão no centro do corpo de prova até que seja atingido um ângulo de dobramento especificado, ver figura 9.3. A carga, na maioria das vezes, não importa no ensaio e não precisa ser medida; o cutelo tem um diâmetro D, que varia conforme a severidade do ensaio, sendo também indicado nas especificações, geralmente em função do diâmetro ou espessura do corpo de prova. Quanto menor é o diâmetro, D, do cutelo, mais severo é o ensaio e existem especificações de certos materiais que pedem dobramento sem cutelo, denominado dobramento sobre si mesmo. O ângulo a, medido conforme a figura 9.3, também determina a severidade de ensaio e é geralmente de 90°, 120" ou 180" . Atingido esse ângulo, examina-se a olho nu a zona tracionada do corpo de prova, que não deve conter trincas ou descontinuidades acima de um determinado valor. Caso contrário, o material não passou no ensaio. Se o corpo de prova apresentar esses defeitos ou romper antes de atingir ou quando atingir o ângulo especificado, o material também não atende a especificação do ensaio. Esse tipo de dobramento é geralmente o mais utilizado na prática e é, as vezes, denominado de dobramento guiado.

Como o dobramento pode ser realizado em qualquer ponto e em qualquer direção do corpo de prova, ele é um ensaio que fornece indicação da dutilidade em qualquer região desejada do material.

Figura 9.3- (a) e (b) esquema do ensaio de dobramento; (c) corpo de prova dobrado até ângulo a. 4

rsB, 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem -

O ensaio de dobramento a 180" pode ser realizado em uma só etapa,

processo e igual ao dobramento livre. Ainda para mete o corpo de

engaste. Esse tipo de dobramento e exigido tinadas a armadura de protensão; geralmente é especificado o cada lado sem que haja ruptura do corpo de prova.

m diâmetro do cutelo igual a D, muito pequeno ou

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecânicrn

i fl Cutelo

Figura 9.5 - (a) e (b) dobramento livre; (c), (d), (e) e (f) dobramento semiguiado.

A velocidade do ensaio não é um fator importante no dobramento, desde que o ensaio não seja realizado com uma velocidade extremamente alta de maneira a enquadra-lo nos ensaios dinâmicos.

No caso do dobramento livre, principalmente, pode-se determinar o alongamento das fibras externas (tracionadas) do corpo da prova, medindo uma distância 10, qualquer na região apropriada, antes do ensaio, e medindo depois a distância alongada, por meio de uma escala flexível e aplicar a expressão descrita anteriormente para o cálculo do alongamento como no ensaio de tração.

Na figura 9.5(a) tem-se um cutelo que aplica esforços fora do ponto do máximo dobramento para o início do ensaio. Na figura 9.5(b) termina-se o ensaio até o ângulo especificado ou ate o alongamento desejado. Nas figuras 9.5(c), 9.5(d), 9.5 (e) e 9.5(f), tem-se os possíveis métodos de ensaio de dobramento semiguiado, sendo que nas duas primeiras, a força é aplicada na extremidade livre do corpo de prova e nas outras duas figuras, o esforço e aplicando no centro do corpo de prova. A diferença entre a figura 9.5(f) e a figura 9.3 é que os apoios, no caso do dobramento guiado, sustentam longitudinalmente os braços do corpo de prova a medida que ele

8% ' V B

c 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem 4 fx

amostra.

O corpo de prova poderá ser retirado do produto acabado ou

parafusos, pinos, barras, etc.). No caso de chapas, por exem corpo de prova de tamanho conveniente.

Finalmente, no dobramento guiado, os apoios devem miximo o atrito, que provocaria tracionamento indevi severidade do ensaio.

r Ensaio de dobramento em corpos d

ealizado, segundo o

para qualificação de procedimento de

Furo rosqueado para de diimetro para substituir fixação àsmhuina de ensaio or supones do dispositivo

- B = 1 / 2 A

Figura 9.6 - Dispositivos para ensaio de dobramento.


e Orientação dos corpos de prova

Para juntas de topo, figura 9.7 (a), (b), (c),e (d), dependendo da região da solda a ser examinada, o ensaio é realizado de cinco maneira distintas:

a) Dobramento Lateral Transversal: O eixo da solda é perpendicular ao eixo longitudinal do corpo de prova, o qual é dobrado de modo que uma das superfícies laterais da solda toma-se a superfície convexa do corpo de prova;

b) Dobramento Transversal de Face: O eixo da solda é perpendicular ao eixo longitudinal do corpo de prova, o qual é dobrado de modo que a face da solda fique tracionada, tomando-se a superfície convexa do corpo de prova;

c) Dobramento Transversal de Raiz: Semelhante ao anterior, porém é a raiz da solda que fica tracionada;

d) Dobramento Longitudinal de Face: O eixo da solda é paralelo ao eixo longitudinal do corpo de prova, o qual é dobrado de modo que a face da solda fique tracionada tomando-se a superfície convexa do corpo de prova; e

e) Dobramento Longitudinal de Raiz: Semelhante ao anterior, porém a raiz da solda é que fica tracionada. mapa ou tubo

6

Chapa iubo J. I

Chapa Tubo

Face Raiz

(c) Figura 9.7 - (a) Corpo de prova para dobramento lateral transversal; (b) Corpo de prova para dobramento transversal de face; (c) Corpo de prova para dobramento transversal de raiz; (d) Corpo de prova para dobramento longitudinal de face e de raiz.

1.4 ENSAIO DE DUREZA

e Conceitos gerais

Dureza é uma propriedade mecânica bastante utilizada na especificação de materiais, em pesquisas metalúrgicas e mecânicas e na comparação de diversos materiais. Sua determinação é realizada por métodos apropriados e o seu valor representa o resultado da manifestação combinada de várias propriedades inerentes ao material. Por esta razão, a sua conceituação é difícil e entre os conceitos mais conhecidos destacam-se:

- Dureza é a resistência a deformação plástica permanente; - Dureza é a resistência ao risco ou a capacidade de riscar; - Dureza de um metal e a resistência que ele oferece a

penetração de um corpo duro.


A dureza Brinell, representada por HB, é definida em Kgflmm como o quociente entre a carga aplicada e a superfície da calota esférica (impressão ou mossa) cuja expressão desenvolvida é:

A unidade Kgflmm2 pode ser omitida em vista da dureza constituir manifestação combinada de várias outras propriedades inerentes ao material. O ensaio normalmente utilizado é realizado com carga de 3000Kgf para materiais ferrosos e a esfera, cujo diâmetro deve ser de IOmm, pode ser de aço ou, de carboneto de tungstênio aplicável em materiais duros ( HB > 450). O tempo de aplicação da carga normalmente é de 30 segundos.

b) Representação dos resultados obtidos

Como já visto anteriormente, o número de dureza Brinell, deve ser seguido pelo símbolo WB e sem qualquer sufixo a seguir; estas condições de representação ocorrem quando o ensaio for executado da seguinte forma:

-Diâmetro da esfera=l Omm -Carga=3000 Kgf -Duração de aplicação da carga= 10 a 15 segundos (para materiais cujo comportamento plástico independe da duração da aplicação da força).

Para outras condições, o símbolo HB recebe um sufixo formado por números que indicam as condições específicas de testes, na seguinte ordem: diâmetro da esfera, carga e tempo de aplicação da carga.

Exemplo: 85 HB 10/500/30= número 85 de dureza Brinell medido com esfera de diâmetro igual a 10 mm e carga de 500 Kgf aplicada durante 30 segundos.

c) Cargas

Teoricamente poder-se-ia usar quaisquer cargas ou quaisquer esferas para um mesmo material e obter-se-ia o mesmo resultado, porém verificou-se que existem certas restrições. Assim damos abaixo as seguintes normas a serem observadas no uso do método BRINELL:

O diâmetro da impressão deve estar na relação (ASTM E 10):

A carga usada e o diâmetro da esfera dependem da dureza do material a ser ensaiado. Assim, obtem-se o mesmo resultado para um mesmo material quando, além de se observar a relação acima, o v a l o r ( P ) for constante.

D"

Temos então: P =30 ; = I 0 ; P =5 ; L =2,5 ; L= 1,25. - P

D2 D' D' D? D'

De modo geral são utilizados para os diversos grupos de materiais os graus de carga indicados na tabela 9.1 relacionada a espessura mínima do cp exigida para o método de dureza Brinell. Normalmente, as cargas utilizadas para o ensaio de dureza brinell, são: 3000 Kgf ou SOOKgf, com esfera de 10 mm. A tabela 9.3 mostra as recomendações das forças de ensaio e as faixas de dureza para utilização.

L 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecãnicos

Tabela 9.4 - Dureza Brinell e m função d o diâmetro da impressão

~ i â ~ ~ t ~ ~ No de Dureza brinell Diâmetro ~ i á ~ ~ ~ ~ ~ No de Dureza Brinell da impres- ~IXWUJ~ &da in'Ipres- da impres $30 -mm Lod Loírl Losd são-mrn são - mrn

Curso de Inspetor de Soldagem -

4M X.6 91.8 181 S.@% 09.9 bbB 131 5.74 3

4.45 305. 81.4 183 StO 928 683 1 4.46 30.3 91.0 182 55-11 227 @L80 1 4.49 m.2 90.5 181 5.12 228 W.7 1 4.48 30.0 90.3 180 5.13 225 67.4 11 4.49 29.9 89.7 1-79 5.14 22.4 67.1 1

4.50 29.8 893 179 5.15 223 66.9 1 4-51 29.6 881 178 5.118 222 WB 1 r34 40.4 60.7

r34 40.2 (10.4 111 10.1 #.I 13.3 39.9 D.8

4.55 29.1 8T2 174 5-20 218 L66 lt3 398 m.8 4.58 a 9 86.6 174 6.21 21.7 6'52 13.2 51L6 fO.3 4.57 268 88.4 173 622 21.8 649 132 39.5 79.0 4.58 2&7 88.0 172 523 21.6 64.7 1 33.4 18.7

13.1 ~ g l m 4

4.M 284 85.4 170 525 25.4 6 S 13.0 39.1 i8.2 4.01 28.3 E4.8 170 528 213

659 12.8 se5 77.1

4.65 Z . 8 B3.3 167 560 Si3 6.60 123 38.4 16.8 i 4.66 27.6 &i29 166 5.31 069 a61 128 38.3 lb.5 4.67 n.5 025 tas 5.32 Qú.6 ó.62 12.7 1 78.2 1 4.68 27.4 R21 1- 5 3 3 96.2 8.85 127 36.0 78.0 !

85.9 6.64 12.6 37.9 15.7

4.70 n.1 81.4 ta3 6 47.7 Of5 ô.65 128 97.7 75.4 4.71 27.0 81.0 162 5 47.6 1 6.66 125 57.8 75.2 4.72 28.9 8a7 181 5 47.4 94d 8.67 125 375 14.9 4.73 26.8 80.3 161 5

15.8 48.8 ü3.7 6.70 72.4 3i . I 14.7 15.6 48.7 LU4 6.71 72.3 36.9 13.9 16.5 43.5 E3.0 6.i2 123 38.8 73.8

8.10 15.3 4ô.O 920 6.75 727 3 . 4 72.8

6 8-14 15.1 45.3 W.6 6.79 120 3 5 9 71.8

6 6.15 15.1 6 .2 W.3 6.80 11.9 35.8 71.6 5 6-18 75.0 450 00.0 6-83 11.9 367 71.3

115 6.17 4 44.8 89.6 6.82 11.8 35.5 71.1 114 6.m 1 4 . 9 u.7 89.3 6.83 11.8 354 ?a8 114 6.19 1 . 8 44.5 89.0 6 6 ) 11.8 353 70.6

114 6 . a 14.7 U.3 88.7 6.86 1.7 35.2 70.4 l1S 621 14.7 44.2 88.3 6.86 11.7 35.1 70.1 113 $22 14.7 44.0 88.0 8.R 17.6 34.9 69.9 112 6.23 14.6 43.8 87.7 888 1 6 34.8 69.6 112 6.24 14.8 43.7 87.4 . 6 .89 11.8 34.7 69.1

18.4 552 110 62? 14.4 43.2 66.4 682 11.4 34.3 18.3 55.0 110 6 2 8 14.4 43.1 86.1 6.93 11.4 34.2 18.3 54.6 110 6 2 3 14.3 429 65.8 634 71.4 34.1


d) Aplicação

O método Brinell é usado especialmente para metais não ferrosos, ferro fundido, aço, produtos siderúrgicos em geral e peças não temperadas. É largamente empregado pela facilidade de aplicação, pois pode ser efetuada em qualquer máquina de ensaio de compressão e mesmo por aparelhos portáteis de baixo custo. Sua escala é contínua e sempre usada como referência de dureza.Mesmo durezas de certas peças temperadas são impressas pela escala Brinell.

e) Cuidados Especiais

A espessura da peça a ser medida deve ser no mínimo igual a dez vezes a profundidade da impressão obtida.

A superfície a se medir deve ter um raio de curvatura mínimo de 5 vezes o diâmetro da esfera utilizada.

A distancia entre o centro de uma impressão e as bordas do corpo de prova deve ser no mínimo de 2,5 vezes o diâmetro médio da calota.

Cada impressão deve estar distante de uma impressão vizinha, no mínimo quatro vezes o seu diâmetro (distancia de centro a centro).

A carga de ensaio deve ser mantida sobre a peça a ser medida no mínimo 30 segundos para materiais cujo comportamento plástico depende da ação da força de ensaio. Exceções: para materiais em que HB > 300, este tempo pode ser reduzido a 10 segundos. Para materiais macios em que HB< 60 a carga deve ser mantida durante 60 segundos.

Pelo exposto acima vemos que certas ligas podem ser ensaiadas usando-se diferentes valores de p_ . Os resultados obtidos pelo método Brinell devem ser expressos sempre

D~ acompanhados das condições do ensaio, salvo quando se usa esfera de 10mm e carga de 3000Kgf. O uso do método Brinell é limitado pela dureza da esfera empregada. Assim, usando- se esfera de aço temperado, só é possível medir durezas até 450 ~ g f l r n m ~ e para durezas acima deste valor até 650 ~ g f l m m ~ , deve-se utilizar as esferas de carboneto de tungstênio.

O Ensaio de dureza Rockwell

- Método

Baseia-se na medição da profundidade de penetração de um penetrador, subtraídas a recuperação elástica devida a retirada de uma carga maior e a profundidade causada pela aplicação de uma carga menor. Os penetradores utilizados na dureza Rockwell são do tipo esférico (esfera de aço temperado) ou cônico (cone de diamante com 120' de conicidade).

O processo, em resumo, é realizado em três etapas:

la)Submete-se o corpo de prova a uma pré-carga (carga menor) com o objetivo de garantir um contato firme do penetrador com o corpo de prova.

2a)Aplica-se a carga que, somada a pré-carga, resulta a carga nominal do ensaio até o ponteiro do mostrador parar.

3a)Retira-se (alivia-se) a carga e faz-se a leitura.

L=L, 7 FBTS Curso de Inspetor de Soidagem - Ensaios Mecânicos

Como vemos na figura 9.9, a seqüência de ensaio, é dividida nas seguintes fases:

Fase 1 -, O corpo de prova, com a superfície devidamente preparada, é posicionado no apoio da máquina. O mostrador da máquina indica um valor aleatório.

Fase 2 -+ Eleva-se o corpo de prova, girando o apoio da máquina situado na extremidade da parte roscada, até o corpo de prova encostar na ponta do penetrador e o ponteiro do marcador atingir o zero da escala. Assim, o segmento A-B corresponde a profundidade da impressão devido a aplicação da pré-carga de 10 kgf, por exemplo.

Fase 3 + Aplica-se sobre a pré-carga, a carga de por exemplo, 90 kgf. A peça fica então submetida a carga total de 100 kgf e a leitura no mostrador indica um valor nominal de dureza não representativo. Assim, o segmento A-C corresponde a profundidade da impressão devido a aplicação da carga total de 100 kgf, e o segmento B-C corresponde a profundidade da impressão apenas devido a carga de 90 kgf.

Fase 4 -+ Através de dispositivo da máquina, alivia-se a carga, mantendo-se a pré-carga, e faz- se a leitura do mostrador que agora indica o valor real da dureza. O segmento B-D corresponde a diferença entre as profundidades das impress&s e a um número no mostrador, que significa o valor da dureza Rockwell do material. O segmento D-C corresponde a recuperação elástica do material após ter sido aliviada a carga (90 kgf).

Fase 5 + Após feita a leitura do mostrador, abaixa-se o dispositivo de apoio do corpo de prova e, com isto, alivia-se a pré-carga (10 kgf) sobre o corpo de prova.

NOTA: A escala do mostrador é construída de tal forma que uma impressão profunda acarreta um valor baixo na escala e uma impressão rasa acarreta um valor alto na escala. Portanto, um valor alto na escala significa que o material, em ensaio, tem alta dureza.

- Representação dos resultados obtidos

O número de dureza Rockwell deve ser seguido pelo símbolo HR com um sufixo, que indica a escala utilizada. Exemplos:

64 HRC: Número 64 de dureza Rockwell na escala Rockwell C.

81 HR 30N: Número 81 de dureza Rockwell superficial na escala Rockwell30N.

O número de dureza obtido corresponde a um valor adimensional, ao contrário da dureza Brinell.

- Cargas e Campo de aplicação

Como já foi visto, antes da aplicação da carga submete-se o corpo de prova a uma pré-carga, cujo valor depende do tipo de dureza Rockwell a se executar, como a seguir:

- Para dureza Rockwell normal: pré-carga = 10 kgf - Para dureza Rockwell superficial: pré-carga = 3 kgf

A tabela 9.5 relaciona todas as variáveis para determinação das durezas Rockwell normal e Rockwell superficial.

6 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecânicos

Tabela 9.6 - Espessuras mínimas para os corpo de prova a serem ensaiados nas escalas Rockwell A, C, F e B.

Tabela 9.7 - Espessuras mínimas para os corpos de prova a serem ensaiados nas Escalas Rockwell Superficiais: 15N, 30N, 45N , 15T, 30T e 45T.

o Ensaio de dureza Vickers

a) Método

E baseado na resistência que um material oferece a penetração de de base quadrada e ângulo entre faces de 136', sob uma dureza VICKERS WV é o auociente da caraa a~licada P ela ár

Onde

S -+ Quadrado da média aritmética das diagonais meio de um m~croscópio acoplado a máquina

P -+ Carga aplicada.

d, + d* d -+ Diagonal média, ou seja -

I no Ensaio de Dureza Vickers

rficie do corpo de prova, por meio de um pistão a 15 segundos, depois do qual é retirada e o

r seguido pelo símbolo HV com um sufixo, em forma de té um segundo sufixo, também em forma de número, que carga quando esta diferir de 10 a 15 segundos, que é o

movido por uma alat microscópio é movi4

- Represe

440 medida sob

de 440 medida

uma carga de 30 kgf,

sob uma carga de 30

aplicada de 10 a

kgf, aplicada por


- Cargas

Os ensaios de dureza Vickers são feitos com cargas variando de 1 kgf a 120 kgf.

Na prática o número de dureza Vickers é constante quando o penetrador tipo pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo entre faces de 136O, for usado com cargas aplicadas acima de 5 kgf.

Como o penetrador é um diamante, sendo, portanto praticamente indeformavel, e como todas as impressões são semelhantes entre si não importando o seu tamanho, a dureza Vickers (HV) é independente da carga, isto é, o número de dureza obtido é o mesmo qualquer que seja a carga aplicada.

Neste sistema, ao contrário do Brinell, as cargas podem ser quaisquer, pois as impressões são sempre proporcionais as cargas para um mesmo material. Contudo, são recomendadas as cargas: 7 , 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100 e 120 kgf.

Cargas menores que um quilo são usadas nos aparelhos especiais para micro-dureza. Cargas para teste de micro-dureza variam de 1 gf a 1000 gf (1 kgf).

Em função da carga aplicada e do valor da diagonal média obtida, o número da dureza Vickers correspondente é encontrado diretamente em tabelas, como o exemplo da tabela 9.8. Essas tabelas vêm junto com as máquinas e correspondem as cargas existentes e possíveis de serem aplicadas com cada máquina.

- Aplicação

Esse tipo de dureza fornece escala contínua de dureza (de HV = 5 ate HV = 1000 kgf/mm2) para cada carga usada.

O ensaio de dureza pelo método Vickers apresenta, também outras vantagens, que são:

Impressões extremamente pequenas que não inutilizam a peça; 9 Grande precisão de medida;

Deformação nula do penetrador; Existência de apenas uma escala de dureza; Aplicação para toda a gama de durezas encontradas nos diversos materiais; Aplicação em qualquer espessura de material, podendo, portanto medir também durezas superficiais.

Muitas das aplicações da dureza Vickers estão voltadas, atualmente, para o ensaio da micro- dureza. Assim, o uso da micro-dureza soluciona problemas, tais como:

Determinação das profundidades de superfícies cementadas, temperadas, etc Determinação de constituintes individuais de uma microestrutura.

9 Determinação da dureza em peças extremamente pequenas ou finas. Determinação da dureza em metais muito duros ou muito moles.


- Normalização do método

Os métodos de ensaios para determinação da dureza Vickers, estão normalizados da seguinte forma:

a) Método ASTM E 92 de ensaio da dureza Vickers de materiais metálicos. b) Método ASTM E 384 de ensaio de microdureza Vickers de materiais.

Máquinas de ensaio de dureza

Os ensaios de dureza, realizados em laboratório, podem ser feitos em máquinas também chamadas de durômetros que, dependendo de sua aplicação, podem ser de dois tipos diferentes:

1°) Durômetros específicos: Executam o ensaio apenas por um método de dureza

Exemplos: a) Durômetro para determinação da dureza apenas pelo método Brinell. b) Durômetro para determinação da dureza apenas pelo método Rockwell, ver figura 9.1 1 c) Durômetro para determinação da microdureza Vickers, ver figura 9.12.

2O) Durômetros universais: Permitem a execução de ensaios pelos métodos Brinell, Rockwell e Vickers. São aparelhos que medem também a dureza em qualquer tipo de peça e em qualquer que seja o tipo de material. São capazes de receber, em sua mesa, desde peças grandes até as mais delgadas o que não pode ser feito em qualquer aparelho dos tipos comumente usados. Permitem também, a medição da dureza através de leitura direta em relógio medidor ou de projeção da imagem da impressão em tela provida de régua de medição. A figura 9.13 dá um exemplo de durômetro universal e suas partes principais.

Figura. 9.1 1 - Durometro para ensaio de dureza Rocwell


Tela e

xador, ot

dispositivo de medição

penetrador e >jetiva \

Mesa de apoio móvel \

, Ilumina$o horizontal

1 Seletor de cargas

, Alavanca para aplica* da carga

Figura 9.13 - Durômetro universal

Medidores portáteis para determinação da dureza

- Introdução

Os ensaios relativos aos métodos vistos anteriormente, são realizados em laboratórios, porém existem situações onde o ensaio em laboratório não pode ser executado.

Opta-se então pelo uso de medidores portáteis de dureza que são usados principalmente para ensaio em equipamentos, em peças de grande porte ou quaisquer outras condições.

Há também a facilidade no seu manuseio, pois podem ser utilizados em quaisquer outras posições além da vertical.

Os medidores portáteis de dureza, são também chamados de durômetros portáteis.

c 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagern -

- Tipos de medidores

Os medidores portáteis de dureza são disponíveis em diversos tipo

a) Para medição de dureza Brinell:

Os medidores portáteis de dureza Brinell operam pela provocadas simultaneamente no material testado e numa por uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro, pelo

feitas duas leituras de cada impressão por meio de u

Onde: HB, = dureza da barra padrão HB, = dureza do material testado d, = diâmetro da impressão na ba d2 = diâmetro da impressão n

Os fabrrcantes destes medld seja de dureza próxima a do matenal testado, bem como ssão não ultrapasse 4 mm.

O método não possuí a pre apl~cações, na verif~cação de mento térmico destas,

Dependendo do fabn se apresentar conforme os modelos mostrados na figura 9 1


Onde: a) haste com o terminal de aço temperado e dispositivos com mola para colocação da barra

padrão, e da esfera de aço;

b) esfera de aço temperado de diâmetro igual a 10 mm;

c) mola para pressão da esfera; d) barra padrão de dureza conhecida.

O? - Dispositivo de impacto ou bigorna; 02 - Sapata de borracha flexível; 03 - Barra padrão de dureza conhecida; 04 - Esfera de aço temperado de diâmetro igual a 10 mm; 05 - Peça em ensaio de dureza desconhecida; 06 - Bloco de borracha flexível para apoio; 07 - Sistema de espaçamento e travamento do bloco padrão; 08 - Martelo; 09 - Lupa; ?O - Imagem observada através da lupa.

Figura 9.14 - (a) Medidor portátil de dureza Brinell, tipo "poldi"; (b) Idem, tipo "telebrineller"

b) Para mediç" de dureza Rockwell:


Figura 9.15 - Medid

A figura 9.15 mostra um tipo odo Rockwell C que se baseia no princípio da medição da profu ístico do método.

Uma pré-carga de 0,5 kg 5 kgf são aplicadas manualmente por 2 segundos e a leitura é fe ção da extremidade de uma coluna de fluido que se desloca nu to da coluna de fluído é proporcional a profundidade da im

Devido a pequen provoca, ele pode ser posicionado em locais restritos tal como

Curso de Inspetor de Soldagem - I-nsaios Mecânicos

Figura 9.16 - Medidor portátil de dureza Rockwell

A figura 9.16 mostra um segundo tipo de medidor de dureza pelo método Rockwell A, E3 e C. O arco do aparelho funciona como elemento de carga; o relógio indica a carga aplicada (60, 100 ou 150 kgf, conforme se gira o volante) e a dureza Rockwell é lida diretamente no mostrador (dial) do aparelho.

c) Para medição de dureza Vickers

A dureza Vickers poder ser obtida, indiretamente, pela conversão de escalas conforme instruções contidas no manual dos aparelhos descritos anteriormente.

- Normalização do método

O método de determinação na dureza de materiais metálicos, através de medidores portáteis, está normalizado pelo método ASTM E 1 10.

Relações de conversão de dureza

Existem tabelas de conversão das várias escalas de dureza, o que é muito prático, visto que frequentemente uma determinada dureza - Brinell, por exemplo - deve ser conhecida quando apenas se determinou a dureza em outra escala - Rockwell, por exemplo. A tabela 9.9 fornece um exemplo da correlação existente, para aços carbono, ligas, aços ferramenta, aços recozidos normalizados e temperados e revenidos.

Não se pode, entretanto, confiar demasiadamente nos valores de dureza obtidos pela conversão de escalas, pois há muitos fatores que impedem precisão nos resultados, tais como

c 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem -

cargas e penetradores d~ferentes, impressões de formas diversas, material ensaiado sob a ação da carga (condições do encruamento

grande utilidade pratica.

materiais com dureza superior a 226 HB.

027 66 904 e5 86.5 64 BB5 63 ô45 62 BZ8 61

59 614 w 60 79.0 59

57 i73 58 786 57 740 56 724 55 70.9 ir 69.4 53 87.9 52 685 51 55.1 90 63.7 40 BZ.4 48 61.1 47 59.8 46 SB5 r5 57.3 u

526 40 51s 39 50.4 38 493 37 4.82 38 47 1 35 46.1 34 4 .1 33 U.l 32 43.1 31 42.2 50 413 29 40.4 28 39.5 n 38.7 26 37.8 25 37.0 24 353 n 355 22 346 21 34.2 20

abela 9.9 - Conversão de valores de dureza


e Relação entre dureza e limite de resistência à tração

Existe uma correlação aproximada entre os valores de dureza Brinell e de dureza Rockwell e os valores do limite de resistência a tração dos aços (ver tabela 9.10). A correlaçZo E? aproximada em virtude das diversas composições químicas e processos de fabricação dos aços, que podem fazer divergir os valores dos limites de resistência a tração obtida através dos valores de dureza, dos valores reais dos limites de resistência a tração.

Quando for necessária uma conversão mais precisa, a mesma deve ser desenvolvida especificamente, por exemplo, para cada composição química do aço, tratamento térmico, etc.

Existe uma relação, determinada empiricamente, entre a dureza Brinell e a resistência a tração, como se segue:

B"t= 0,36 HB onde:

CYt = Limite de resistência a tração, em kgf/mm2 HB = Dureza Brinell, em kgf/mm2

Os dados constantes da tabela 9.10 não se aplicam a aços inoxidáveis ferriticos, austeníticos e martensíticos. A conversão da dureza para valores aproximados de limite de resistência a tração são aplicáveis apenas a aços carbono e aços liga de médio teor em liga (aços com 5 a 10% de elementos de liga onde os elementos de liga não são aqueles que entram na composição química do aço carbono).

L",, 7 F8TS Curso de Inspetor de Soldagern -

ação aproximada entre números de dureza Brinell e Rockwell e a

3 1


2. - ENSAIOS MACROGRÁFICOS

2.1 - Conceitos Gerais

A macrografia consiste no exame do aspecto de uma superfície de uma peça ou corpo de prova, segundo uma seção plana devidamente lixada que, em regra, é atacada previamente por um reativo apropriado. O aspecto, assim obtido, chama-se macro-estrutura. O ensaio e feito a vista desarmada ou com auxílio de uma lupa. O termo macrografia é também empregado para designar os documentos (exemplos: fotos, impressões, etc.) que reproduzam a macro-estrutura, em tamanho natural ou com ampliação máxima de 10 vezes. Para ampliações maiores emprega-se o termo micrografia, porque são, em geral, obtidas através do microscópio.

O reativo consiste de uma solução química, cuja finalidade é reagir com a superfície preparada revelando detalhes da macro-estrutura do material.

2.2 - Objetivos do ensaio

Os ensaios macrográficos são executados, em geral, com o objetivo de:

0 Verificar de que produto siderúrgico se trata (fundido, forjado ou laminado) e a homogeneidade ou heterogeneidade do produto.

0 Constatar a existência de descontinuidades inerentes ao próprio metal, tais como: porosidades e segregações.

0 Determinar a existência de soldas no material e do processo de fabricação de uma determinada peça.

Determinar as várias zonas, de uma solda e também suas características tais como número de passes, existência de goivagem e a forma do chanfro.

2.3 - Heterogeneidades

As heterogeneidades, que são indicações que podem ocorrer na macro-estrutura, podem ser, quanto a sua origem:

0 Cristalinas: devido ao modo de solidificação, crescimento cristalino e a velocidade de esfriamento.

Químicas: devido a segregação de impurezas, inclusões ou constituintes que podem ser desejáveis, quando produzidas propositalmente, como na carbonetação, nitretação, etc., ou indesejáveis, quando ocorrem em virtude do controle imperfeito da atmosfera dos fornos, como na oxidação e descarbonetação dos aços, ou da falta de purificação do material na fundição, como a segregação de enxofre (S) e fósforo (P) que, comumente, ocorre nos aços.

Mecânicas: devido as tensões introduzidas no material pelo trabalho a frio.

2.4 - Macro-estrutura ou macro-textura

A superfície, sob a ação de um reativo, pode apresentar aspectos diversos em virtude das heterogeneidades reagirem diferentemente ao serem atacadas. Assim, as heterogeneidades

corrosão, descontinuidades que eram imperceptíveis, como trincas,

8 aspecto da textura é devido as diferentes intensidades d menos afetadas pelo reativo refletem a luz sobre o olho do que as outras coloddas ou recobertas de produtos d dispersam ou a absolvem em maior ou menor inten a correta textura, é alcançada para um determinado A figura 9 17 mostra que a reflexão da luz causará na claras, pelas zonas brilhantes a, escuras, pelas e foscas, pelas regiões c recobertas de produtos

Normalmente, obtém-se boas texturas com at preciso recorrer-se a ataques lentos e profund

cristalinas, como granulação gross quím~cas, como profundidade d inclusões não metálicas especialmente as de sulfetos; e mecân são evidenc~adas em v~rtude da dissoluç" seletiva, ou da color deposição seletiva dos produtos das reações. O reativo tamb

escontinuidades d,

iais, mas, as vezes, é brosa. Por outro lado, há

bém, há o caso contrário, isto ixamento, como nas texturas

etação, granulação grosseira, , regiões afetadas pelo calor etc.

om o ataque, mas ficam claras com o o teor de carbono, reagem ao ataque e

texturas que se tornam mais nítidas após rapidissimo ataque, pela maior evidência da@*& dendríticas, união por caldeamento, segre@s& é, a textura desaparece, total ou parç encruadas, brutas de fusão, profd profundidade de têmpera, regiões ricai& 4

Regiões revenidas ou com têmp repolimento. Regiões com têm ficam claras.

17 - Reflexão, dispersão e absorção da luz

dos corpos de prova para ensaio macrográfico geralmente

nares

é feita eças, há uma série de cuidados preliminares, anteriores ao corte e po de prova, que se tornam necessários de serem conhecidos em razão de dos dos ensaios.


Esses cuidados são:

a) Verificar qual a finalidade do ensaio, isto é, qual o tipo de estrutura procurada, descontinuidades esperadas, etc.

b) Proceder a inspeção visual da peça antes do corte, procurando identificar, por exemplo, vestígios de solda, azulamento por aquecimento, mossas, trincas, porosidades etc.

c) Selecionar região da peça onde deve se localizar o corte e qual a posição de corte.

d) Definir o processo de corte a ser utilizado.

e) Fotografar ou desenhar a peça antes do seccionamento.

- Os cuidados expostos acima têm como objetivo garantir que:

a) Foram obtidas todas as informações sobre o material a ser ensaiado.

b) Foram verificadas as condições de acabamento antes de se determinar a retirada dos corpos de prova.

c) Se tenha um plano de amostragem e retirada de corpos de prova (desenho), e uma forma de identificação que garanta a localização e evidencie a verificação da traçagem e retirada de corpos de prova, por pessoa qualificada.

d) Se facilite a correta interpretação dos resultados.

- Materiais e métodos de preparação

A técnica do preparo de um corpo de prova de macrografia abrange as seguintes fases:

a) Escolha e localização da seção a ser estudada; b) Realização de uma superfície plana e lixada no lugar escolhido; c) Lavagem, secagem e ataque com reativo químico adequado.

- Escolha e localização da seção a ser estudada:

É feita baseando-se em critérios para determinar certos tipos de estruturas do material ou, em normas que determinam o tipo de estrutura a ser ensaiada assim como o seu critério de aceitação (caso das normas de soldagem).

A seção transversal, executada perpendicularmente ao eixo principal da peça a ser ensaiada, é indicada com o objetivo de se verificar, por exemplo:

Detalhes da seção transversal de uma solda, tais como número de passes, linha de fusão, zona afetada termicamente, descontinuidades, etc.

a) Se a seção é inteiramente homogênea ou não

b) A forma e a intensidade da segregação.

c) Profundidade de tratamentos térmicos superficiais.

d) A natureza do material (ex.: aço, ferro pudlado).

34

c 7 FBTs Curso de Inspetor de Soldagem -

A seção longitudinal, executada paralelamente ao eixo principal da indicada com o objetivo de se verificar por exemplo.

b) Exlensão de descontinuidades.

c) Exlens" de tratamentos térmicos superficiais.

d) No caso de parafusos, o processo de fabricaçã forlamento)

- Preparação da superfície plana e polida

A obtenção da superfície compreende duas eta sbaste e 2a) a do polimento

Ia) A do corie é feita com serra ou com co localiza a superfície a examinar, quando esse meio não é viável que e praticado com o

ressa. Por meio de uma etapa, finda a qual, ter-

se-á consegu~do uma superfície plan

evida cautela, de modo a evitar não só encruamento excessivo peças temperadas, fenômeno pe~urbando a interpretação d

A obtenção da superfici com leve pressão sobre prova, esfrrando-o conti processo de I~xamento

Após a planrf~caç para evitar danos

ntão, no caso de I~xamento a seco, submete-se o

rando-o, em especial, de Óleo ou graxa de removedores de mo benzeno, tolueno, xrleno, tetracloreto de carbono e ou

s, sobretudo de óleos minerais

to) é geralmente feito atritando a superfície sobre a lixa, mas quando a e-se prendê-la numa morsa, com a face a polir voltada para cima, e passa- auxílio de uma régua

c .;I FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecânicos

O lixamento é executado por meio de uma série de lixas de granulação decrescente, com indicações que variam com os fabricantes, sendo comuns as seguintes:

O lixamento pode ser realizado manual ou mecanicamente.

Manualmente, apoia-se a lixa mais grossa, 120, numa superfície plana retificada, sendo muito usado o vidro, e atrita-se com leve pressão o C.P. sobre a lixa no sentido perpendicular aos riscos deixados pela lima ou lixadeira mecânica, até que os mesmos desapareçam completamente. Depois limpa-se a superfície com um pano ou algodão, utiliza-se a lixa seguinte, menos grossa, 280, e lixa-se no sentido ortogonal aos riscos deixados pela lixa anterior até que os mesmos sejam destruídos totalmente. Prossegue-se, analogamente, até a lixa O ou 00, evitando-se o acabamento espelhado que dificultará o ataque e a fotografia.

Pode-se ir até a lixa 000 quando pequenos e finos detalhes precisam ser detectados. Quando o C.P. é grande, faz-se o inverso, fixando-o e aplicando-se a lixa, que deve estar apoiada num suporte plano e leve.

Mecanicamente, o C.P. é aplicado por dispositivo apropriado contra as lixas fixadas em discos giratórios e conservado numa posição mais ou menos fixa, passando-se, manualmente para a lixa seguinte quando os riscos deixados pela anterior tiverem desaparecidos.

Normalmente, não se exige para a macrografia polimento muito elevado o que facilita sobremaneira a execução deste ensaio.

- Lavagem, secagem e ataque da superfície

É a fase que torna visível a textura do material.

A lavagem consiste em submeter a água corrente e a fricção de algodão com a finalidade de deixá-la isenta de impurezas.

A secagem consiste em aplicar álcool ou algodão embebido em álcool sobre a superfície e em seguida jato de ar, de preferência quente. Não aplicar os dedos sobre a superfície lixada e seca.

O ataque pode ser realizado pelos seguintes métodos:

Imersão - Imergindo-se a superfície no reativo colocado num recipiente sem encostar o corpo de prova no fundo do recipiente. Deve-se agitar o C.P. ou o reagente para homogeneizar o reativo e, principalmente, para destruir as bolhas arrastadas mecanicamente ou formadas pelas reações químicas, por estas impedirem o ataque.

Aplicação - Aplicando-se o reativo sobre a superfície com um pincel, em um jato ou, o mais usual, um chumaço de algodão fixado por uma pinça. Deve-se ter cuidado com a composição química do suporte, principalmente quando esta diferir da composição química do C.P., o reativo for ácido e o ataque for longo, porque o seu contato com o reativo pode, por eletrólise, depositar material estranho na superfície do corpo de prova.

Os reativos atuam sobre as heterogeneidades por dissolução, coloração e depositação de compostos das reações, e sobre as descontinuidades por corrosão.

O ataque, de acordo com o tempo de duração, é dito rápido, conforme dure segundos ou poucos minutos, e lento, quando dura minutos, horas ou dias. Também é comum classificá-lo

36

r"c, 7 FBTs Curso de Inspetor de Soldagem -

O tempo de ataque, estando subordinado a temperatura e a co do reativo, deve ser encarado com muito cuidado, pois t fraca, pouco visível e sem detalhes, e em excesso dará

A temperatura do ataque é, comumente, a ambiente,

Deve-se utrlrzar a capela quando os vapores em m corrosivos ou tóxicos.

Interrompe-se o ataque por meio de um jato do-se o cuidado de remover qualquer depósito formado durante , na presença de ar, de preferência quente. Não se deve aplicar

r Cuidados na preparação

seguintes cuidados principars:

a) Na fase de cortellrxament s ou encruamentos locais, que o reativo porá em evidência original da peça examinada

tar a retenção de água ou reativo nas uperfície em exame

além dos cuidados com pinças ou suporte mente o C.P. ou o reativo para dispersar s químicas, nos pontos onde as bolhas

, alcal~nas ou substâncias complexas dissolvidas num

\vos empregados nos ensalos macrográflcos, sendo que os mais e aços de barxa Irga, são os segurntes

Curso de Inspetor de Soidagem - Ensaios Mecânicos

1 - Reativo de ácido clorídrico ou ácido muriático

- composição: Ácido clorídrico (conc.) - HCI ....................... 50 ml Agua ............................................................. 50 ml

- aplicação:

A solução deve permanecer ou estar próxima da temperatura de ebulição durante o ataque. O corpo de prova deve ser imerso na solução por um período de tempo suficiente para revelar todas as descontinuidades que possam existir na superfície de ataque.

- revelação:

Identifica heterogeneidade, tais como segregação, regiões encruadas, regiões afetadas pelo calor, depósitos de soldas, profundidade de têmpera, etc.

Identifica descontinuidades, tais como: trincas, porosidades, inclusões, etc.

e Reativo de lodo

- composição: lodo sublimado .................................... 10 g

........................ lodeto de potássio (KI) 20 g Água ................................................... 100 g

- aplicação:

A solução deve ser utilizada a temperatura ambiente, esfregando-se uma mecha de algodão, embebida na solução, na superfície a ser atacada, até que se obtenha uma clara definição dos contornos da macro-estrutura.

- revelação:

Identifica as mesmas macro-estruturas que o reativo anterior, diferenciando-se apenas no modo de obtenção das imagens, que pode ser das seguintes formas:

a)lmagens que só aparecem com o simples ataque da superfície e que desaparecem quase por completo com um leve repolimento subsequente. Exemplos: alterações locais ou parciais de origem térmica como têmperas, zonas alteradas pelo calor da solda, partes cementadas, etc.

b)lmagens que só se revelam melhor ou só aparecem após um leve repolimento da superfície atacada, com as imagens adquirindo maior contraste se o repolimento for seguido de um ataque de muito curta duração.

r Reativo Nital


r Reativo de persulfato de amônio

- composição: Persulfato de amônio (NH4)*S20 Água . . . . . . . . . . . . .

- aplicação

ratura ambiente

de pesqutsa ou de avallar o aspecto da macro-estrutura

r exemplo, exige, para qualificação de procedimentos de 10, que a macro-estrutura da seção transversal, compreendida tada termicamente esteja com fusão completa e livre de trincas

dos ensaios macrográficos pode ser feito de três formas distintas, que

nsaiada do corpo de prova com uma camada de verniz transparente

a que é a reprodução fotográfica da macroestrutura Trata-se do documento conserva, em tamanho natural ou não, os resultados do ensaio

3 9

6 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Mecânicos

3') método de Baumann que, semelhante a fotografia, utilíza-se de papel fotografico para registrar a macroestrutura. Em resumo, o método consiste em preparar o papel fotográfico através de imersão em banhos químicos, colocando-o a seguir sobre a superfície preparada do corpo de prova. Após isto, o papel fotográfico é mergulhado num fixador químico e depois lavado em água corrente. Não é um método adequado para reproduzir a macroestrutura, mas é indicado para detectar regiões ricas de enxofre nos aços. Não h& uma relação bem definida entre a intensidade das imagens produzidas pela impressão de Baumann e o teor de enxofre, mesmo mantido constantes todas as condições do ensaio: concentração da solução, temperatura ambiente, duração de aplicação, qualidade do papel, etc.; entretanto, de um modo geral, impressões muito escuras ou muito claras correspondem, respectivamente, a materiais com muito ou pouco enxofre.

2.8 - Normalização do método

Os métodos para determinação da macroestrutura de aços e de materiais diferentes de aço, estão normalizados pelo método ASTM E 340,que também fornece os reativos mais adequados para os vários tipos de metais.

16a Edição 2009

1. Saber os princípios básicos de ca ampo de aplicação de cada um

ensaio não-destrutivo

as para soldagem e em soldas

2 - ENSAIO VISUAL

1.2 - Introdugâo O ensaio visual e o ensaio não-destrutivo básico. Todos os outros e

lupa ou com aparelhos ou instrumentos para inspeção remota (e

"1.2 - Finalidades do ensaio

soldagem.

a) detectar não-conformidades de geometria da ju - Ângulo do bisel; - Ângulo do chanfro; - Face da Raiz; - Abertura da raiz; - Alinhamento das partes a serem soldada

b) detectar não-conformidades superfici - Corrosão;

r finalidade detectar possíveis

NOTA: Os termos de , estão definidos no Módulo 2 - TERMINOLOGIA DE SOL ado em caso de dúvidas.

aplica, de maneira geral, na detecção de . dobras de laminação de chapas, pontos e

identificação de est

procedimento qualificado, sempre sob iluminação

de execução do ensaio, que normalmente e efetuado mais de o de soldagem. Desta maneira, evita-se, no início, incorreções

ma correção posterior, como por exemplo, a ajuste incorreto de

não destrutivo de mais baixo custo.

ite detectar e eliminar possíveis descontinuidades antes de se iniciar ou

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutivos c 7 FBTS

- O ensaio visual detecta as descontinuidades maiores e geralmente indica pontos de prováveis descontinuidades, que devem ser inspecionados por outros ensaios não-destrutivos.

- Um ensaio visual bem executado proporciona uma diminuição da quantidade de reparos de solda, uma maior produção dos outros ensaios não-destrutivos e conseqüentemente diminui o custo da obra.

1.5 - Limitações e desvantagens - O ensaio visual depende grandemente da experiência e conhecimento de soldagem por parte do inspetor. O inspetor deve estar familiarizado com o projeto e os requisitos de soldagem.

- O ensaio visual é limitado a detecção de defeitos superficiais.

2 -TESTE MAGNÉTICO E TESTE POR PONTOS

2.1 - Introdução O teste magnético e teste por pontos são ensaios de fácil execução e são um meio rápido e seguro para a identificação dos metais e ligas metálicas mais utilizados na indústria do petróleo. O reconhecimento dos metais e ligas metálicas é feito através de suas propriedades físicas e químicas.

Podemos utilizar estes ensaios na identificação de materiais, tanto na inspeção de recebimento destes, como durante as fases de fabricação e montagem.

Para a execução do ensaio propriamente dito, lança-se mão do principio físico do magnetismo, que é uma característica intrínseca dos materiais. Através do magnetismo pode-se separar os materiais em três grupos: magnéticos, levemente magnéticos e não-magnéticos. A Tabela 10.1 apresenta a classificação de materiais pelo magnetismo. Após esta primeira separação, pode-se identificar o material de cada grupo, lançando mão agora das propriedades químicas, que são verificadas pela capacidade de reação, espontânea ou forçada, quando na presença de determinadas soluções químicas.

Tabela 10. 1 - Classificação de Materiais pelo Magnetismo MAGNÉTICOS

Aço Carbono Ferro Fundido

( Wastelloy B e C Níauel

Monel Ligas Cu-Ni Aço Inoxidável

Aço Liga Aço Inoxidável Ferrítico e Martensítico

Abaixo estão listados alguns materiais passíveis de identificação, separados por classes:

LEVEMENTE MAGNÉTICOS

Latões Ligas Patenteadas: Inconel Stellite

a) ferro fundido;

NÃO MAGNÉTICOS

b) aço carbono;

LI, ""I

c) aços ligas: - aço carbono-molibdênio; - aço carbono-manganês; - aço com 1 % Cr - 0,25% Mo (AISI 4140); - aço com 0,8% Cr - 0,25% Mo - 1,8% Ni (AIS1 4340); - aço com 1,25% Cr - 0,5% Mo; - aço com 2,25% Cr - 1 % Mo; - aço com 5% Cr - 0,5% Mo; - aço com 7% Cr - 0,5% Mo; -aço com 9%Cr- 1% Mo; - aço com 2,2% C - 12% Cr (AISI D3 ou De); - aço níquel com 2 a 4% de Ni;

d) aços inoxidáveis austeníticos (AISI série 300): - aço com 18% Cr - 8% Ni; -aço com 18% Cr - 12% Ni - 2 a 3% Mo; -aço com 19% Cr - 13% Ni - 3 a4% Mo; - aço com 25% Cr - 12% Ni; - aço com 25% Cr - 20% Ni; - aço com 18% Cr - 10% Ni - Ti; -aço com 18%Cr- 11% Ni-Cb;

e) aços inoxidáveis ferriticos ou martens

f) ligas de cobre:

- Cu-Ni; - latão inibido; - latão não inibido.

g) ligas patenteadas; - monel; - inconel; - stellite; - hastelloy B; - hastelloy C.

inspeção para o reconhecimento metais e ligas ia do petróleo, que encontram-se relacionados abaixo:

s materiais a serem examinados, pela verificação do magnetismo é feito com o auxílio de um imã, que os classificam em: magnéticos,

ão-magnéticos.

no material, a fim de observar sua capacidade de reação espontânea ou e, na presença de determinadas soluções, que são aplicadas numa

ta no procedimento qualificado. Este teste se realiza em zona preparada ponto) e o reconhecimento do material é feito observando-se o modo e a


velocidade da reação, e ainda a coloração dos resíduos da reação química na superfície do material.

2.3.1 - Método de Ensaios Existem diversos métodos desenvolvidos para este fim. Para exemplificar, serão descritos os métodos (Q.S. e P.E.). MÉTODO Q.S. - IDENTIFICAÇÃO POR ATAQUE QU~MICO SIMPLES

É um método pelo qual se identifica o material através da reação espontânea entre o material e a solução, após classificá-lo em relação a seu magnetismo.

MÉTODO P.E. - IDENTIFICAÇÃO POR POLARIZAÇAO ELETROQU~MICA (P.E.)

É o método pelo qual se identifica o material através de reações químicas forçadas por eletrólise entre o material e o reagente.

O dispositivo utilizado para forçar a eletrólise está mostrado na figura 10.1.

Tampa de plástico (Colada fixa!

U Pino de Aço Inax. (Peca B f A I S 1 30<,

Fig. 10.1 - Dispositivo para produzir eletrólise

2.4 - Seqüência de ensaio

2.4.1 - Método Q.S. a) Verificação da eficiência dos reagentes - Antes de qualquer solução ser utilizada, esta deve ser testada em padrões metálicos, de composição química conhecida, a fim de se verificar a qualidade da solução. A seguir serão apresentados estes reagentes:

Solução 01 - Solução saturada de sulfato cúprico;

Solução 02 - Solução de ácido nítrico a 85% em volume;

Solução 03 - Solução ácida nitro-clorídrica;

Solução 04 - Solução de hidróxido de sodio de 333 gll;

Solução 05 - Solução de ácido clorídrico a 67% em volume;

Solução 06 - Solução de xantogenato de potássio a 2% em volume;

Solução 07 - Solução ácida cloro-nitro-fosfórica;

Solução 08 - Água destilada;

Solução 09 - Ácido nitrico concentrado;

Solução 10 - Solução de ácido nitrlco a 47% em volume;

Solução 1 1 - Solução de ácido nítrico a 35% em volu

Solução 12 - Solução de ácido clorídrico a 8% em

Solução 14 - Solução de ácido sulfúrico a 20

Solução 15 - Solução sódlca de dimetilgl~

Solução 16 - Solução de ácido rubeân

Solução 20 - Solução de

Iglioxima a 1% em volume,

nato de potássro saturada em álcool etílico

Para que o ensaio se conduza de maneira satlsfatória e o resultado ensaio deve estar isenta de qualquer material estranho que possa

ser removidos qualquer tipo de incrustações, pintura, carepa de s estranhos, em uma área de aproximadamente 300 mm2 até Rcar

smo - Deve-se verif~car se o material é magnét~co, levemente magnético és da aplicação de um imã

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutívos fi. 7 FBTS

d) Aplicação da solução - Deve ser aplicada a quantidade de gotas prevista no procedimento qualificado, na região preparada, tomando sempre o cuidado para que a solução não entre em contato com óxidos e impurezas, o que viria a prejudicar o ensaio.

e) Tempo de Reação - Algumas soluções, tem reação quase que instantânea e outras apresentam uma reação um pouco mais demorada. Durante todo o tempo, o inspetor deve acompanhar a reação a fim de detectar alguma característica que permita identificar o material.

f) Identificação do material - Através dos dados coletados durante o teste, se identifica o material. As figuras 10.2, 10.2a e mostram a relação dos materiais e a características de suas reações por este método.

g) Relatar os resultados

2.4.2 - Método P.E. a) Verificação da eficiência dos reagentes - Antes de qualquer solução ser utilizada, esta deve ser testada em padrões metálicos de composição química conhecida, a fim de se verificar a qualidade da solução. A relação dos reagentes é a mesma daquela apresentada no item 1.4.1.1.a.

b) Preparação da superfície - Para que o ensaio se conduza de maneira satisfatória e o resultado seja confiável, a superfície de ensaio deve estar isenta de qualquer material estranho que possa mascarar o ensaio. Devem ser removidos qualquer tipo de incrustações, pintura, carepa de laminação, óxidos e materiais estranhos, em uma área de aproximadamente 300 mm2 até que fique exposta uma superfície limpa e brilhante.

c) Aplicação da solução - A solução deve ser aplicada na quantidade de gotas previstas no procedimento qualificado, sobre papel filtro e este sobre o material ensaiado.

d) Aplicação do dispositivo de eletrólise - Deve-se pressionar levemente o papel filtro com a ponta A do dispositivo de eletrólise, durante o tempo previsto no procedimento qualificado.

e) Identificação do material - Através da coloração obtida no papel filtro, se identifica os materiais.

f) Relatar os resultados

A figura 10.3 mostra a relação de materiais identificáveis por este método e as colorações características das reações para cada material.

Curso de Inspetor de Soldagern - Ensaios Não Destrutivos rLaB, 7 FBTS

2.5 - Vantagens A grande vantagem do teste magnético e teste por pontos é que é um ensaio rápido e de baixo custo, indispensável na inspeção de recebimento de materiais e na separação de peças durante as fases de fabricação e montagem.

2.6 - Limitações e desvantagens Os resultados dos ensaios fornecem dados qualitativos e quantitativos apenas aproximados de alguns elementos do material.

Além disso, os resultados podem também fornecer dados imprecisos quando não são tomados os cuidados com a limpeza da superfície e a qualidade das soluções.

3 - ENSAIO DE ESTANQUEIDADE

3.1 - Introdução O ensaio de estanqueidade tem por objetivo principal garantir a estanqueidade de um sistema, através da localizaçáo e detecção de defeitos passantes em soldas, como por exemplo, as soldas de chapas de reforço, soldas em ângulo de juntas sobrepostas do fundo de tanques de armazenamento e soldas em ângulo de ligação fundo-costado. E utilizado também para a detecção de defeitos passantes em chapas e fundidos e fugas através de selos mecânicos.

Convém ressaltar que os testes pneumáticos e os testes hidrostáticos não se caracterizam como ensaio de estanqueidade, embora eles proporcionem a detecção de vazamentos, pois, na realidade, eles têm por objetivo principal a análise de resistência mecânica, deformação e recalques estruturais do equipamento.

3.2 - Métodos de ensaio

3.2.1 - Ensaio de Formação de Bolhas com Pressão Positiva. É o método pelo qual se detecta defeitos passantes, através da aplicação da solução formadora de bolhas, estando a peça, equipamento ou tubulação sujeita, a uma determinada pressão de teste positiva.

A figura 10.4 mostra o exemplo do teste das soldas de uma chapa de reforço de um bocal.

As normas estrpul execução do teste, conforme exemplificado na

ilidade de empolamento de chapas e/ou danos a grandes vazamentos podem não ser detectados em

ão Manométrica de Teste com Pressão Posrt~va

11

Curso de Inspetor de Soldagern - Ensaios Não Destrufivos L", 7 FeTs

3.2.2 - Ensaios de Formação de Bolhas com Pressão Negativa E o método pelo qual se detecta defeitos passantes. através da aplicação da solução formadora de bolhas, estando cada trecho inspecionado sujeito a um vácuo parcial de no mínimo 14 Kpa (0.1 5 ~g f l cm* ou 2 psi), abaixo da pressão absoluta, o qual é obtido no interior de uma caixa de vácuo (ver fig. 10.5a e 10.5b)

A grande utilização do teste de formação de bolhas por pressão negativa se dá na inspeção de soldas em ângulo de juntas sobrepostas do fundo e das juntas de ângulos da ligação fundo- costato de tanques de armazenamento.

Corte A-A

Fig. 10.5a - Exemplo de caixa de vácuo para superfícies planas

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutivos rLI",, 7 FBTS

3.2.3 - Teste de Capilaridade É o método pelo qual se detecta defeitos passantes, através da aplicação de um líquido de alto efeito capilar por um lado da solda, equipamento ou peça, e após um determinado tempo de penetração, normalmente 24 horas, inspeciona-se pelo lado oposto procurando vestígios do Iíquido utilizado.

Este Iíquido deve ser difícil evaporação sob efeito do ar elou temperatura e o tempo de secagem deve ser sempre superior ao tempo previsto para penetração. Normalmente, utiliza-se o óleo diesel ou querosene como Iíquido de teste.

Nas refinarias de petróleo este teste é comumente realizado em soldas em ângulo, nas ligações fundo-costado (ver Fig. 10.6) ou entre compartimentos do teto flutuante, de tanques de armazenamento.

Fig. 10.6 - Teste de solda em ângulo de ligação fundo-costado de tanques de armazenamento.

3.3 - Seqüência do ensaio

3.3.1 - Teste de Formação de Bolhas com Pressão Positiva a) Limpeza - Deve ser efetuada a limpeza das soldas, equipamentos ou peças a serem

inspecionadas, que devem estar livres de argamassa, óleo, pintura, graxa e outros contaminantes.

b) Vedação - As aberturas em peças ou equipamentos devem ser vedadas, de modo a possibilitar a pressurização destes.

c) Pressurização - E feita a pressurização da peça ou equipamento até a pressão de teste (pressão manométrica).

d) Tempo de pressurização - Antes de se iniciar o ensaio, a pressão deve ser mantida por um período de no mínimo 15 minutos.

e) Inspeção - É feita a aplicação da solução formadora de bolhas sobre o local em inspeção e verifica-se a existência ou não de bolhas, provenientes de vazamento oriundo de defeito passante.

f) Limpeza.

g) Relatar os resultados.

contaminantes

b) Inspção - Aplica-se a solução formadora de bolhas na reg

verifica-se a existência ou não de bolhas proveniente passante

c) Limpeza

d) Relatar os resultados.

3.3.3 - %este de Capilaridade a) Limpeza - Deve ser efetuada a limpeza peças a serem

inspecionadas, que devem estar livres ura, graxa e outros contaminantes.

b) Vedação - As aberturas em peças er vedadas de modo a estabelecer um crrcuito fechado, que teste.

ste em um dos lados da solda, equipamento ou peça

d) Tempo de penetração - que líquido atravesse a solda, equipamento ou peça pelo

lo lado oposto a onde este foi

idade é que é um ensaio relativamente rap~do, de

e se presta apenas a detecção de defeltos passantes

duzido num ângulo favorável em relação a uma descontinuidade, encontra

15

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutivos rt"l", 7 FBTS

uma interface sendo refletido pela mesma. A reflexão será então registrada na tela do aparelho como um pico (eco).

No ensaio de materiais por ultra-som existem diversos tipos de ondas sônicas, que dependem do tipo de excitação e da forma do material, porém as mais importantes são as ondas longitudinais e transversais.

a) Ondas Longitudinais Também chamadas de ondas de compressão, ocorrem quando o movimento oscilatorio das partículas se dá no mesmo sentido que a propagação da onda.

b) Ondas Transversais Também chamadas de ondas de cisalhamento, ocorrem quando o movimento oscilatoio das partículas se dá em uma direção perpendicular a direção de propagação da onda.

O ensaio pela técnica pulso-eco consiste basicamente de pulsos de alta freqüência emitidos pelo cristal, que caminham através do material. Estes pulsos refletem quando encontram uma descontinuidade ou uma superfície do material. Esta energia mecânica (som) é recebida de volta pelo cristal que transforma o sinal mecânico em sinal elétrico, que é visto na tela do aparelho (ver fig. 10.7 a 10.1 1)

Fig. 10.7 - Posição do cabeçote antes

e da descontinuidade

Fig. 10.8 - Pulso sonoro imediatamente

da reflexão na descontinuídade

Fig. 10.9 - Pulsos sonoros refletidos

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutivos

4.3 - Transdutores Os transdutores utilizados na construção dos cabeçotes de ultra-som são os responsáveis pela transmissão de energia mecânica para a peça, e também são eles que transformam a energia mecânica recebida no sinal elétrico que é visto na tela do aparelho.

Um transdutor transforma uma tensão pulsante de alta frequência em energia mecânica (vibracional) e vice-versa. O transdutor é um cristal especial polarizado, que muda de dimensão quando uma tensão elétrica é aplicada (efeito piezo-elétrico). Quando a tensão é aplicada, o cristal aumenta ligeiramente de espessura e quando a tensão é retirada o cristal retorna à sua espessura original. Quando o cristal é ligado a um gerador de pulsos de alta frequência, o cristal aumenta e diminui de espessura em ressonância com os pulsos de tensão. Se o cristal for acoplado a superfície de uma peça de aço, ele vai agir como um "martelo" ultra-sônico. O som ou energia vibracional é transmitido através do aço em uma linha relativamente reta, a uma freqüência tão alta que não se pode ouvi-lo, e a uma amplitude tão pequena que não se pode senti-la.

Aos cristais que se deformam em função de uma tensão elétrica aplicada e que geram uma tensão elétrica quando deformados dá-se o nome de cristais piezo-elétricos.

4.4 - Tipos de ondas sônicas A parte da física que estuda o som denomina-se acústica, na mesma são descritos os fenômenos relacionados as oscilações mecânicas (vibrações) que originaram as ondas sonoras ocorrentes, bem como a propagação das ondas nos sólidos líquidos e gases.

As ondas sonoras são ondas periódicas, classificadas em audíveis (entre 20 Hz e 20KHz) e inaudíveis, dependendo dos períodos que ocorram na unidade de tempo (frequência).

No caso dos ensaios de ultra-som, as ondas sônicas são transmitidas a uma frequência entre 1 e 20 MHz (entre 1 milhão e 20 milhões de Hertz).

Nota.: Hertz (Hz) é a unidade de frequência que expressa o número de ciclos por segundo. I Hz = 1 ciclo por segundo.

4.5 - Cabeçotes

4.5.1 - Cabeçote Normal Compõe-se basicamente de um cristal piezo-elétrico, disposto em um peça a ser examinada, conforme apresentado na fig. 10.12

Fig. 10.1 2 - Cabeçote Normal

plano paralelo plano

4.5.2 - Cabeçote Duplo-Cristal

4.5.3 - Cabeçote Angular osto em ângulo em relação ao plano da

peça a ser examrnada,

Os eabeçotes angul

Flg 10 14 - Cabeçote Angular


4.6 - Acoplante O acoplante é qualquer substância (usualmente líquida, semi-líquida ou pastosa), introduzida entre o cabeçote e a superfície da peça em inspeção com o propósito de transmitir vibrações de energia ultra-sônica entre ambos. Ele tem a finalidade de fazer com que a maior parcela possível de som seja transmitida do cabeçote a peça e vice-versa, o que não aconteceria se existisse ar entre o cabeçote e a peça.

4.7 - Tipos usuais de ensaio por ultra-som

4.7.1 - Medição de Espessura

Como o próprio nome diz, é o ensaio que visa determinar a espessura de uma peça.

O ensaio é feito normalmente com o auxílio de cabeçotes duplo-cristal, depois de calibrado o aparelho. Esta calibração é feita em blocos de dimensões padronizadas, de material similar ao da peça a ser medida.

4.7.2 - Detecção de Dupla-Laminação É o ensaio feito em chapas, a fim de que se detecte as duplas-Iaminações porventura existentes.

Esta modalidade de ensaio é muito útil na orientação do plano de corte de chapas.

O ensaio é feito com o auxílio de cabeçotes normal elou duplo-cristal, após feita a calibração da escala e a determinação da sensibilidade do ensaio.

4.7.3 - Inspeção de Solda É a modalidade de ensaio que visa detectar descontinuidades oriundas de operações de soldagem, tais como, falta de penetração, falta de fusão, inclusões de escória, poros, porosidades, trincas e trincas interlamelares.

O ensaio é feito com o auxílio de cabeçotes normal e/ou duplo-cristal e cabeçotes angulares, depois de feita a calibração da escala e a determinação da sensibilidade do ensaio.

É usual a trançagem, sobre a tela do aparelho, de curvas denominadas curvas de referência, que servem para avaliar as descontinuidades existentes. Estas curvas são traçadas, a partir de refletores padronizados, de acordo com a norma de projeto ou de construção e montagem do equipamento.

4.8 - Seqüência de ensaio

4.8.1 - Medição de Espessura a) Verificar o tipo de material a ser inspecionado;

b) Escolher o aparelho e cabeçote de acordo com o procedimento qualificado;

c) Calibrar o aparelho em bloco padrão, de material similar ao da peça a ser inspecionada e espessura dentro da faixa recomendada;

d) Preparar a superfície tomando os devidos cuidados para peças de aços inoxidáveis austeníticos e ligas de níquel;

e) Aplicar o acoplante;

f) Pos~cionar o cabeçote,

g) Efetuar a leitura;

h) Relatar os resultados

4.8.2 - Detecção de Dupla-Laminação

b) Escolher o aparelho e cabeçote conforme procedime

d) Ajustar a sensibilidade do ensaio conforme proce

e ligas de níquel,

f) Aplicar a acoplante;

g) Executar a inspeção,

h) Relatar os resultados

4.8.3 - Inspeção de Solda a) Verificar o t~po e espessur

b) Escolher aparelho e cabe forme procedimento qualificado;

angulares, de modo que toda a solda seja

d) Calibrar a escal

e) Ajustar a sensi me procedimento qualificado,

dos cabeçotes angulares,

eçotes angulares,

para os cabeçotes angulares,

eção conforme procedimento qual~flcado,


4.9 - VANTAGENS e Pode ser executado em materiais metálicos e não metálicos.

e Não necessita, para inspeção, do acesso por ambas as superfícies da peça.

Permite localizar e dimensionar com precisão as descontinuidades.

e É um ensaio mais rápido do que a radiografia.

e Pode ser executado em juntas de geometria complexa, como nós de estruturas tubulares.

e Não requer paralisação de outros serviços durante a sua execução e não requer requisitos rígidos de segurança, tais como os requeridos para o ensaio radiográfico.

4.1 0 - Limitações e desvantagens - Não se aplica a peças cuja forma, geometria e rugosidade superficial impeçam o perfeito acoplamento do cabeçote a peça.

- O grão grosseiro de certos metais de base e de solda (particularmente ligas de níquel e aço inoxidável austenítico) pode dispersar o som e causar sinais que perturbem ou impeçam o ensaio.

- O reforço da raiz, cobre-juntas e outras condições aceitáveis podem causar indicações falsas.

- Peças pequenas ou pouco espessas são difíceis de inspecionar.

- O equipamento de ultra-som é caro

- Os inspetores de ultra-som requerem, para sua qualificação, de maior treinamento e experiência do que para os outros ensaios não-destrutivos.

- A melhor detecção da descontinuidade depende da orientação do defeito na solda.

- A identificação do tipo de descontinuidade requer grande treinamento e experiência, porém mesmo assim não é totalmente segura.

5. RADIOGRAFIA

5.1 - Introdução

O ensaio radiográfico utiliza os raios->( e raios-6 (gama) para mostrar a presença e certas características de descontinuidades internas ao material.

O ensaio baseia-se nos seguintes fatores: - A radiação (raios X e raios-li) emitida tem a propriedade de penetrar nos corpos sólidos; - A radiação interage com a matéria sendo mais absorvida por corpos mais densos do que menos densos; - a radiação tem a propriedade de ser captada sobre filme fotográfico, tela fluorescente e etc.

A capacidade de penetração em sólidos depende de vários fatores, tais como comprimento de onda da radiação, tipo e espessura do material. Quanto menor for o comprimento de onda, maior é a capacidade de penetração da radiação.

para absower a radiação. Assim, a quantidade de radiação que at mesma em todas as regiões.

A radiaç", após atravessar o material, irá impressionar um material. Este filme é chamado radiografia, conforme apresen

5.2 - Fontes de radiação

5.2.1 - Raios-X Siio produzidos eletrica e elétrons de alta velocidade com a matéria. Quando elé com elétrons de um átomo, sáo

r elétrons em alta velocidade, emite o seu raio-X característico

Quando elétrons d

aparelhos com dispositivos elétrrcos e eletrônicos fabricados

unidade de comando variando em termos de características de

enta no seu interior todas estas condições, conforme apresentado na

Curso de Inspetor de Soldagern - Ensaios Não Destrutivos c 7 FBTS

Fig. 10.16 - Tubo de raios->(

5.2.1 .I - Requisitos básicos para produção de Raios-X São produzidos quando alguma forma de matéria é atingida por elétrons em alta velocidade. Para isso são necessários três requisitos básicos:

- Fornecimento de elétrons; - Movimento dos elétrons (acelerador); - Bombardeamento de elétrons em um alvo.

5.2.1.2 - Componentes e propriedades de um tubo de Raios-X A ampola de raios->(, ver fig. 10.16, tem em seu interior, o anodo (terminal positivo) e o filamento do catodo (terminal negativo), sob vácuo.

Geralmente o tubo de raios->( é uma ampola de vidro de alta resistência ao calor. O vácuo reduz o problema das colisões dos elétrons com as moléculas de ar, absorvendo-as e fazendo uma isolação entre o anodo e o catodo.

O catodo, o qual consiste de um filamento ou bobina de liga de tungstênio, quando aquecido a uma temperatura muito elevada, se constitui numa fonte emissora de elétrons.

O material do alvo (anodo), geralmente é de tungstênio. A escolha deste material deve-se ao seu alto número atômico e outras características. O ponto focal é a área do alvo bombardeada pelos elétrons.

A qualidade da radiografia está relacionada ao tamanho do ponto focal, que quanto menor, produzirá melhores detalhes de imagem.

5.2.1.3 - Exposição do filme Como num filme fotográfico que é sensibilizado pela luz, o filme radiográfico será sensibilizado não somente pela luz mas também pela radiação. Este processo consiste em proteger o filme contra raios de luz e permitir que incida sobre ele apenas a radiação durante a exposição.

A exposição consiste em expor os filmes que possuem uma camada denominada emulsão, contendo sais de prata. As áreas escuras observadas num filme radiográfico, indicam que uma maior quantidade de radiação passou por aquela região correspondente na peça ensaiada.

5.2.1.4 - Quando utilizar o ensaio radiográfico - Quando a descontinuidade causar uma diferença detectável na sua espessura, na

densidade ou na composição do material. - Quando o material for consideravelmente homogêneo, onde uma indicação de

descontinuidade pode ser reconhecida.

lado para posicionar o filme e outro a fonte.

feixe de radiação

5.2.2 - Raioç-y (Gama) Os isotopos de alguns elementos têm seus núcleos em esta excesso de nêutrons, e tendem a evoluír espontaneamente p de menor energia

eletromagnkticas chamadas raios-y.

Os ralos-y são ondas eletromagnettcas de baixo com as mesmas propriedades dos ralos->(.

Dos isotopos radioattvos, o Cobalto 60 e o izados na radiografia industrial.

Muitos átomos exibem uma proprieda

orças elétricas, magnéticas e gravitacionais. O elemento rádio forma de raios-y para alcançar uma

Juntamente com os raios-y , (alfa) e P(beta). Estas últimas são

ontes radioativas devem ser manejadas com muito cuidado e utilizá-las em condtçõ bl~ndagem ou carc um furo axial, no in comando mecânrc

Fig 10 17 - Irrad~ador portátil

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutivos L 7 FSTS

5.2.3 - Comparação entre Raios-X e Raios-y A diferença mais importante entre os raios-X e y é o fato de se poder regular a tensão anódica e, r em conseqüência, o poder de penetração dos raios->(, ao passo que não é possível de maneira alguma fazer variar o comprimento de onda dos raios-y.

Com os raios-y, a única solução é mudar a fonte radioativa. Prefere-se o Irídio para as menores espessuras (de 10 a 60 mm para aços) e o Cobalto para as espessuras maiores (de 60 a 160 mm para aços).

Do ponto de vista de qualidade, os raios->( são melhores que os raios-y. Porem, existem, a favor dos raios-y, diversas circunstâncias nas quais eles apresentam um interesse pratico.

Os raios-y são emitidos espontaneamente, não necessitando de aparelhagem ou alimentação elétricos. Em locais onde não existe energia elétrica os raios-y devem ser usados.

Para espessuras muito altas (acima de 90mm) o poder de penetração dos raios->( não é suficiente.

As instalações para uso de raios-y são bem mais baratas que as dos raios->(.

Certos casos particulares apresentam problemas de acesso, tornando o uso de raios-y mais indicado. Para estes casos as fontes radioativas são mais maleáveis e tornam possíveis posicionamentos corretos.

Uma grande vantagem dos raios? é a sua emissão esférica a partir da fonte, permitindo efetuar radiografias circunferências em uma única exposição (exposição panorâmica).

5.3 - Absorção da radiação Todos os materiais absorvem radiação, alguns mais do que outros. Os materiais mais densos e os de maior número atômico absorvem maior quantidade de radiação do que os materiais menos densos e os de menor número atômico.

A espessura também contribui para a absorção, pois quanto maior a espessura maior quantidade de radiação irá absorver.

As Fig. 10.18 e 10.19 ilustram estas regras.

Fonte n

Filma

a

I J Claro "soum

Fig . 10.18 - Absorção de radiação em função do número atômico do material

2 8

5.4 - Filme O filme radiografico consiste de uma fi nte, revestida de um ou

0,03 mm de espessura, contendo f~nos grãos de brometo de p cristais de brometo de prata sofrem ais sensíveis ao processo químico (revelação), que os conve

Imagem visível

Quando o inspetor inte os detalhes da Imagem da peça em termos da quantidade revelado. Áreas de alta densidade

za escuro; áreas de baixa densidade

A densidade e o densitômetros d

Flg 10 20 - Negatoscopio

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutivos c 7 FBTJ

5.5 - Indicadores de qualidade de imagem ( I Q I ) O IQI é um dispositivo, cuja imagem na radiografia é usada para determinar o nível de qualidade radiográfica (sensibilidade). Não é usado para julgar o tamanho das descontinuidades ou estabelecer limites de aceitação das mesmas. O IQI padrão adotado pelo código ASME (American Society of Mechanical Engineers) é um prisma retangular de metal com três furos de determinados diâmetros, e a sensibilidade radiográfica é definida em função do menor furo visível na radiografia, conforme apresentado na Fig. 10.21.

Fig. 10.21 - Exemplo de penetrômetro ASME

O 1QI padrão adotado pela norma DIN (Deutsche Industrie Normen) é composto de uma série de sete arames de metal e de diâmetros padronizados. A sensibilidade radiografica é definida em função do menor arame visível na radiografia, conforme apresentado na Fig. 10.22.

Fig. 10.22 - Exemplo de penetrômetro DIN

Os penetrômetros devem sempre ser de material idêntico, ou radiograficamente similar, ao material radiográfico.

OBS. Recentemente foram introduzidos no código ASME Sec. V os IQls de arame da norma ASTM

5.6 - Telas intensificadoras (écrans)

radiaçbs dispersas e também atuar como intensificadoras, isto é, para exposiçZo. A tela mais usada é a tela de chumbo

5.7 - Processamento do filme Existem dois tipos de processamento: o automático e o utilizado na indústria do petróleo.

O processamento do filme, consiste basicamente em - Revelaçâo, - Banho de parada; - Lavagem intermediária; - Fixaçso, - Lavagem final; - Banho umectante; - Secagem.

provocar a morte de uma pess

Desta maneira, os i r olvidos preservando-se a saúde dos que ões dos locais do ensaio.

a) Verificar o mat ubos) e espessura a ser radiografada;

o caso de radiografia com raios- 3 ou selecionar corrente e

no proced~mento qualificado e a densidade requerida,

e arranjo previsto e bater a rad~ografia,


k) Processamento do filme;

I) Laudo;

m) Relatar os resultados.

5.1 0 - Vantagens - Registro permanente dos resultados.

- Detecta facilmente defeitos volumétricos, tais como porosidades, inclusões, falta de penetração, excesso de penetração.

5.1 1 - Limitações e desvantagens - Descontinuidades bidimensionais, tais como, trincas, duplas-laminações e faltas de fusão, são detectadas somente se o plano delas estiver alinhado ao feixe de radiação.

- É necessário o acesso a ambas as superfícies de uma peça para radiografá-la.

- Dependendo da geometria da peça, não é possível obter radiografias com qualidade aceitável, que permitam uma interpretação confiável.

- A radiografia afeta a saúde dos operadores, inspetores e do público e deve, por isso, ser criteriosamente utilizada.

- É necessário a interrupção de trabalhos próximos para a exposição da fonte.

- O custo do equipamento e material de consumo são relativamente altos.

- É um ensaio relativamente demorado.

- No caso de raios-X, o aparelho não é totalmente portátil, dificultando a execução de radiografias em lugares de difícil acesso.

- A interpretação requer experiência e conhecimento dos processos de soldagem, para identificação correta das descontinuidades.

6 - L~QUIDO PENETRANTE

6.1 - Introdução O ensaio por meio de Iíquido penetrante e relativamente simples, rápido e de fácil execução.

É utilizado na detecção de descontinuidades abertas para a superfície de materiais sólidos não porosos. A detecção das descontinuidades independe do tamanho, orientação, configuração da descontinuidade e da estrutura interna ou composição química do material.

6.2 - Características e tipos de Iíquido penetrante O Iíquido penetrante é um Iíquido de grande poder de penetração e alta ação capilar. Contém em solução ou suspensão pigmentos coloridos ou fluorescentes, que vão definir a sua utilização:

Tipo A - Penetrante fluorescente - É utilizado em ambientes escuros sendo visível com luz ultravioleta (luz negra);

Tipo B - Penetrante visível (não fluorescente) - utilizado em ambien com luz natural.

Além da visibilidade, os penetrantes podem variar quanto a form excesso

Tipo A-I ou B-I - Removível com água.

Tlpo A-3 ou 8-3 - Removível com solvente.

6.3 - Características do revelador

como função retirar o penetrante das des superfície dando uma rndicação colorida ou fluorescente destas

6.4 - Sequência do ensaio

u sujeira, sendo que, no caso de

A I~mpena inrcial tem como antes, que poderiam mascarar os ossíveis descontinuidades, conforme

tinuidade n& wislvel

descont~nurdade e suas adjacêncras

Curso de Inspetor de Soldagern - Ensaios Não Destrutivos f"l 7 FBTI

Fig. 10.24 - Penetração do Iíquido penetrante na descontinuidade

c) Remoção do excesso do penetrante - Depois de decorrido o tempo de penetração, remove-se o excesso de Iíquido penetrante da superfície da peça examinada, observando sempre que cada tipo de penetrante tem características e cuidados especiais de limpeza, conforme apresentado na Fig. 10.25.

Fig. 10.25 - Remoção do excesso de Iíquido penetrante

d) Aplicação do revelador - Depois de decorrido o tempo de secagem do produto utilizado na remoção do excesso de penetrante, aplica-se uma fina camada de revelador na região a ser examinada, conforme apresentado na Fig. 10.26.

Fig. 10.26 - Aplicação do revelador e aparecimento de indicação da descontinuidade.

e) Inspeção final - O inspetor inspeciona visualmente a peça examinada procurando indicações de descontinuidades, tais como trincas, falta de fusão, poros, porosidade agrupada, etc ...

6.5 - Vantagens - O ensaio por meio de Iíquido penetrante tem sensibilidade muito boa e detecta até descontinuidades muito pequenas.

- A forma da peça não é um problema, pois é um método que se aplica tanto a superfícies planas quanto a superfícies curvas.

- É um ensaio rápido, de fácil execução e custo relativamente baixo.

- É aplicável em materiais magnéticos e não magnéticos.

de ensaios não-destrutivos

"6 - LimiQ~içEies e desvantagens - Deteda somente descontinuidades abertas para a supe

etrantes são de remoçso multo difícil) pode ser prejudicial a peça contaminar a mesma

7 - PARTICULAS MAGNÉTICAS

7.1 - introdução O ensaio por meio de partículas localizar descontinuidades

e níquel. O método consiste na

ntrnurdade por mero de partículas magnéticas

" O yoke rnduz na peça um campo magnétrco longrtudrnal, que é gerado

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutívos "" 7 FBT5

Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas entre os pontos de contato do yoke, em uma direção aproximadamente perpendicular as linhas de força do campo magnético estabelecido na peça, conforme apresentado na Fig. 10.28.

Fig. 10.28 - Detectabilidade das descontinuidades, técnica do Yoke

7.2.2 - Técnicas dos Eletrodos Esta técnica consiste na injeção de corrente na peça através de dois eletrodos que são alimentados por um gerador de corrente, contínua ou retificada de meia onda. A corrente, ao passar pela peça, provoca um campo magnético circular na mesma.

A intensidade de corrente a ser utilizada depende da distância entre os eletrodos e da espessura da peça a ser inspecionada. Estes valores são mostrados na tabela abaixo:

Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas entre os pontos de contato dos eletrodos, numa direção aproximadamente perpendicular as linhas de força do campo magnético estabelecido na peça, conforme apresentado na Fig. 10.29.

Tabela 10.3 - Corrente de Magnetização, Técnicas dos Eletrodos

m a r t e eletrica

ESPESSURA DA PECA

Fig, 10.29 - Detectabilidade das descontinuidades, técnicas dos elétrodos

AMPERES POR MIL~METRO NO ESPACAMENTO ENTRE ELETRODOS

7.2.3 - Técnica da Bobina Esta tecnica consiste na indução de um campo magnético longitudinal a podendo esta indução ser feita de duas maneiras: a) Enrolando-se um cabo em torno da peça, de modo que a peça f uma bobina;

b) No caso de peças pequenas, colocando as mesmas no interior

Para esta técnica, pode-se utilizar as correntes contínua ou reti

A intensidade de campo magnético necessária, dev comprimento (L) e o diâmetro (D) da peca a ser insoecion

Bobinas com K Baixo Fator NI = (110%) de UD

Onde:

K = Cte para cada

L = compriment

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutívos c -7 FBTS

Mas de forp M atperflde do m

Trincas a 450 com & li de força 6 de

Fig. 10.30 - Detectabilidade das descontinuidades, técnicas da bobina

7.2.4 - Técnica do Contato Direto Esta técnica consiste na indução de um campo magnético circular a peça a ser inspecionada, pela aplicação de corrente contínua ou retificada de meia-onda pelas extremidades da peça.

A intensidade de corrente de magnetização deve observar os valores mostrados na Tabela 10.5

EXTERNO DA PEÇA (mm) Corrente alternada

Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas simultaneamente em toda a peça numa direção aproximadamente perpendicular as linhas de força do campo magnético formado, conforme apresentado na Fig. 10.31.

Trinca a 9QO cxrm as linhas 4- L- 2- '--.. L A-.-& "A,.

Fig. 10.31 - Detectabilidade das descontinuidades, técnica do contato direto.

1.3 - Par"Cículas Ferromagnéticas

onde existem campos de fuga

A fim de aumentar o contraste com a superfície em rnspeção, as

Coloridas - Visíveis sob luz normal

As cores mais usuais são - Preta, - Cinza, - Vermelha

Fluorescentes - Vlsiveis sob luz negra

Partículas para via seca - Aplica-se simplesm

Partículas para a via úmida - Aplica-se peça a ser examinada. Os veícu e querosene A relação Iíquido/particulas deve variar dentro d

7.4 - Sequência do ensaio Basicamente, a inspeção por seguintes etapas: a) Limpeza - A superfície a rea adjacente dentro de pelo menos

25 mm devem estar livres que possa prejudicar a res

b) Magnetização da pe magnetização segundo o procedimento de inspeção qualificado s técnicas citadas anteriormente Observar

cnicas do Yoke e dos eletrodos Observar direções diferentes, isto é , as linhas de força da aproximadamente a 90 graus das da segunda nuidade, independente de sua orientação seja

a peça está sujeita ao campo magnético, aplica-se as , as quais são atraídas para os possíveis campos de

região inspecionada esta sujeita a aplicação do campo rocurar indicações de descontinuidades, tais como. trincas e

des sub-superficiars

ensaio por meio de líquido penetrante

s imediatos, não tendo os tempos de espera requeridos pelo ensaio por meio

3 7

Curso de Inspetor de Soldagem - Ensaios Não Destrutiwos c 7 FBTS

7.6 - Limitações e desvantagens - O ensaio por partículas magnéticas aplica-se somente a materiais ferromagnéticos.

- A inspeção de áreas, com materiais de características magnéticas muito diferentes, dificulta bastante a inspeção.

- A geometria da peça pode dificultar elou tornar a inspeção não confiável, ou mesmo impossível em alguns casos.

- Não permite o registro permanente dos resultados.

I 6a Edição 2009

OBJETNOS

Através do estudo deste modulo o leitor deve tomar-se apto a:

1- Saber a finalidade das qualificages de soldadoresloperadores de soldagern e dos ensaios

2- Saber a aplicação das normas de qualificação ASME D1.1;

M e 9 a m o ç ã o e prepamção dss corpos prova;

prova e os ensaios mecânicos dos corp

5- Avaliar, baseado nos requisitos de s dos ensaios nas chapas de teste de produção e de de soldagem e de sol&dor&opemdores de soldage

e itálico NAO são exigências para o m Nível 1 e, portanto,

rso e provas do exame

assinaladas com barras ara o inspetor de soldagem obrados nas provas do curso

1 - DEFINIÇ~ES

2 - PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM

2.3 - Normas de Qualificação

16

ORES DE SOLDAGEM 19 19 19 19 20 20 20 21 21 22 23

24

25

1 .1 - Peça de Teste

Ver chapa ou tubo de teste.

1.2 - Chapa ou tubo de @s@

P e p soldada para a qualificação de procedimento de soldage ou operadores de soldagem.

1.3 - Chapa de Teste de produção

Chapa soldada nas mesmas condições de uma das finalidade de executar ensaios mecânicos, químicos,

1.4 - Equipamento

ipamento, com a

como: equipamentos de icas marítimas, oleodutos e

Produto da fabricação, construção elou mo caideiraria, tubulago, estruturas metálicas in gasodutoç.

1.5 - P Number (No P) O c0diao ASME auni~a os metais de ba riedades mecânicas, composição química e soldabilidade do material.

1.6 - F Number (F No) O código ASME agrupa os co , baseado nas propriedades mecânicas, composição química e usabili

2. PROCEDIMENTO DE S

2.1 - Definição

O procedimento de

Curso de Inspetor de Soldagem - Qualficação 5~ garantir que esta união resista da mesma forma que os materiais empregados. Para tanto, o projetista necessita conhecer, quais as propriedades que a junta soldada terá.

Na soldagem, em razão dos efeitos da temperatura, não é suficiente conhecer somente as propriedades do metal de base e do metal de solda, individualmente. É necessário também, conhecer as propriedades mecânicas de toda a junta soldada, ou seja: do metal de base, da zona afetada termicamente e do metal de solda, em conjunto. Isto é feito, através da qualificação do procedimento de soldagem. A qualificação do procedimento de soldagem é o método através do qual, um procedimento particular é provado ser adequado para produzir juntas soldadas de qualidade satisfatória. A qualificação é feita pela soldagem de peças de teste, de acordo com o procedimento previamente estabelecido, e pela avaliação dos resultados dos ensaios em corpos de prova extraídos da peça de teste. A avaliação dos resultados é feita em comparação com o critério de aceitação, estabelecido pela norma de qualificação aplicável.

Em alguns casos, é permitido o uso de procedimentos préqualificados. Estes são procedimentos de soldagem que podem ser utilizados, quando a experiência e familiarização com certos metais de base e consumíveis de soldagem tenham provado a adequação de um procedimento específico, através de serviços executados, há um longo período de tempo. O uso de procedimento préqualificado só é feito quando permitido pela norma de qualificação de procedimentos e especificações, normas de fabricação, etc. Para os procedimentos pré- quaiiicados não é necessária a execução dos ensaios de qualificação.

Quando o uso de procedimento préqualificado não é permitido (ou, por exemplo, quando o procedimento não atende aos requisitos para se enquadrar como procedimento préqualificado), o procedimento de soldagem deve ser aprovado adequado, através dos ensaios elou exames e avaliação dos resultados, conforme requerido pela norma ou especificação adotada.

Os requisitos para a qualificação dos procedimentos de soldagem variam largamente de uma norma para outra. Uma qualificação feita segundo uma norma, geralmente não tem validade para outra norma. É necessário, portanto, que o inspetor de soldagem esteja consciente de que os requisitos da norma aplicável estejam sendo seguidos, na qualificação dos procedimentos.

2.3 - Normas de Qualificação

Diferentes normas, códigos e especificações determinam os trabalhos de soldagem em todo o mundo. Requisitos obrigatórios relativos a qualificação de procedimentos de soldagem são incluídos ou referenciados nestes documentos.

É responsabilidade do Inspetor de Soldagem Nível 2 determinar, através das especificações de projeto ou documentos de compra, a norma que regulamenta a soldagem e quais os requisitos de qualificação determinados nesses documentos.

Para ilustrar a variedade de normas de qualificação existentes, estão relacionadas abaixo as mais utilizadas:

(a) ASME Section IX - Welding and Brazing Qualifications É uma norma aplicada a equipamentos como caldeiras, tubulações, vasos de pressão, componentes nucleares. Todas as seções da norma "ASME Boiler and Pressure Vessels" referenciam a "Section IX" para as qualificações.

WELDING DATA

Curso de Inspetor de Soldagem - Qualificação ~ C B T S

2.4.3 - Dimen- da peça de teste

A peça de teste deve ter dimensões que permitam a retirada dos corpos de prova previstos. Para se determinar o comprimento de uma chapa de teste, por exemplo, e neceçsário saber a quantidade e as larguras dos corpos de prova. A largura da de teste, depende do comprimento dos corpos de prova.

A norma AWS D1 .I estabelece diretamente as dimensões, cabendo apenas ao inspetor identificar o desenho específico a ser utilizado.

A norma ASME Seção IX mostra a distribui@o e as dimensões dos corpos de prova separadamente, ficando a cargo do inspetor o estabelecimento das dimensões.

t 152 MIN

L 51 M'N

I 152 MIN

MIN

. Tração Seção Reduzida ----e-- ---------- .... " ---A------ -H-7--------

I I Dobramento Lo.m.Winal de Raiz

..- L - Z Z --------- -A-------- I >Ff&

---e------

I [ :%SE I

Dobramento lon.$&dinal Tace

- A -------, Descartar esta parte .

Descartar esta- parte ------e- -------- Ç3========

- - - Tração Se@o Reduzida - _ --------a-------- -------- ------e-

-----e- ------- = = = = = = = = -"

Dobrameng de Face ------- --e---- +gg===---=z

- Tração Seção Reduzida -

- -e---- * ; i = = = = = = = =

i 178 MIN 1- 178 MIN i -----I L 7 8 MIH ---+-- $78 MIN

- . - - - . -

Cotposde-Prova Dobramento Longitudinal Corposde-Prova Dobramento Transversal

Nota: As dimensões estão indicadas em mm

Figura 11.1 - Dimensões da chapa de teste de espessura maior que 9,5mm, segundo a norma AWS D1.i

2.4.4 - Espessura da peça de teste

Um dos fatores mais importantes a determinar antes da preparação da peça de teste é a espessura da peça. Isto porque a espessura da peça de teste determina os limites de espessura qualificados pelo teste.

Em geral, a espessura da peça de teste deve ser, no mínimo, a metade da espessura máxima estabelecida no procedimento. De qualquer forma, a espessura da peça de teste é representativa

de uma determinada faka de espessuras. A norma API Std 1104, qualificação a determinados grupos de espessuras.

A escolha adequada da espessura reduzirá o número de peças de te

Tabela 11.2 - Influência da espessura na qualfficação de pro ASME SEÇÃO IX (2004)

Nota 5: Quatro ensaios de dobramentos laterais to de face e dobramento de

2.4.5 - Dlâme&o da pem de teste

Quando a p e p de teste for um tub qualificação.

As nomas de qualificação a norma ASME Sec. iX, por exemplo, o diâmetro só tem S. Quando o diâmetro do tubo for uma vaflável e diâmebos, e a escol

cação de procedimentos de Soldagem

na energia da çoldagem e na dificuldade de execução de soldas, e, nte a qualificação de procedimentos e de soldadoresloperadores de

C u m de Inspetor de Soldagem - Qualificação 5~ Em vista disto, as normas definem as posiçbes fundamentais e a faixa de domínio de cada posição, o que faz com que a posição em que a peça de teste deve ser soldada, possa ser esta belecida.

Sempre que a posição de soldagem for considerada como uma variável essencial, a qualificago estará limitada a posição em que a pecp foi soldada ou, de acordo com a norma aplicável, a duas ou mais posiNes, como exemplo, temos a Norma AWS D1.l.

Díante de um caso específico, verificam-se quais as posições de soldagem previstas no procedimento, se a posição de soidagem é variável essencial para o procedimento de soldagem na norma de qualificação e, em caso positivo, quais os limites das posições.

Tabela 11.4 - Qualificação de Procedimento de soldagem-Posição de soldagem de teste de produç%o qualificada para chapa, tubo e "box tube".

Segundo a Norma AWS D. 1.1

qualifica-ção

Posição

1G 2G 3G 4G 1 F 2F 3F 4 F

C H A

A

Solda de chapa de produção qualificada

Teste de

Tipo de solda

Chanfrol penetra- ção total

Filete

Chanfrol Penet. total

F F, H v OH

T U B U L A R

Solda de Tampão

Chanfrol penetra- ção total

Filete

Solda de Tubo de produç%o qualificada

Qualifica Solda de Tampiío somente para as posiçoes testadas

Chanfrol Penet. parcial

F F, H v OH

,

Solda de "box tube" de produção qualificada

1 G (Rotacio nal) 2G 5G 2G+5G 6G 6GR I F (Rotacio nal) 2F 2 F (Rotacio nal) 4 F 5F

Filete

F F,H v OH F F, H V OH

Topo

Penet. total F F, H v OH

Topo

F F, H F,V,OH Todas Todas Todas

Filete

F F, H v OH F F, H V OH

Penet. parcial F F, H v OH

Chanfro em T , Y e K

Penet. total F F,H v OH

Filete

F F,H v OH F F, H V OH.

Penet. total

Penet. parcial F F, H v OH

Chanfro em T , Y e K


Penet. parcial

,

Penet. total

Penet. parcial

,

F F,H F,V,OH Todas Todas Todas

F F, H

F, H F,H,OH Todas



Todas

Todas

F F,H F,V, OH Todas Todas Todas


F F, H

F,H F,H,OH Todas

F F,H F,V, 0 H Todas Todas Todas


Todas

Todas

F F, H F,V, OH Todas Todas Todas


F F, H

F,H F,H,OH Todas

Curso de Inspetor de Soldagem - Qualificação CiFBTS

2.5. REMOÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

A partir da definição da peça de teste, que foi feita em função das informações do procedimento de soldagem e das variáveis da noma de qualificação, podem ser deteminados os requisitos referentes a remoqiio e preparação dos corpos de prova.

Todos os requisitos dependerão agora, da peça de teste e da norma de qualificação. Da peça de teste, porque dependem do tipo, da espessura e do diâmetro da peça de teste e da norma de qualificação, porque as normas, também neste fator, possuem requisitos exclusivos, tanto para a qualificação de procedimento como para a qualificação de soldadores e operadores de soldagem.

2.5.1 - Posição de retirada de Corposde-Prova

Em geral, a posição de retirada dos corpos de prova depende da norma de qualificação, do tipo de peça de teste, do diâmetro do tubo de teste e da espessura da peça de teste.

As figuras 1 1.3, 1 I .4 e 11 -5 ilustram a posição de retirada dos corpos, segundo os requisitos das normas de qualificação mais usuais.

Chapas espessura menor que 19,05 mm . .

. .

Descartar ----------.--- TraHo -----------

Dobramento - - - - - -- - --------.----- Dobramento

Dobramento ----------- Dobramento ----- ---- - T r e o

-------- - Descartar

Chapas espessura maior que 19,05~mm e opçã~ para chapas maior que 9,5 mm e que 19,05 mm

-----------.------e----

--------------------- - --

--------,-----------

----------------e----

---------.------------- -- --

- Dèxartar

-------- Dobramento

-------e---

Tração ----- ------.-

Dobramento --------------- --------e

Dobramento ------ -------v

Traeo ' --- --- - - ---- - - - - Dobramento

Deçcartar

Figura 11.3- Posição de retirada de corpos-degrova em chapa segundo a norma ASME Seção IX

a t a parte ------ ---- Seção Reduzida --------- de Raiz - - - - - - - - ---- -- de Face -----v-

de Rab ---------- de Face-

-----e- --- Seção Reduzida ---- --- - - --- esta parte.

J

-.-- ----- --------.---.--------

- - - - - ------

--

esta parte e------- ----- -

. Lateral - e-------

Seção Reduzida ---e---- -------

Lateral ---- --v----

Lateral ------ --e--------

S@o Reduzida --.--------- ------- ---- Lateral -

esta parte

Curso de Inspetor de Soldagem - QuaIifícaç&o lB. 7 FBTS

NOTA: Pot op@o & executante. m posições podem ao redor dOtub0,axartoqueoscorpor~provr~

Figura 11.6 - PosiçBo de retirada de corpo-de-prwa segundo a norma AR 1104

Curso de Inspetor de Soldagem - Quaiificaçáo rLI, 7 FBTS

PROCEDURE QUALIFICATIONS

QW-253 WELDINC VARIABLES PROCEDURE SPECIFICATIONS (WPS)

Shielded Metal-Arc (SMAW)

BntfafvariaMcs

QW402 Joinis

.l

A

.10

1.33 1 + AWS cfass. 1 I X

I .r I + ~ositian I x

QW-403 Bax Mctrik

O Gmove dwign 1 - Backii

6 Root Spaciro I

X

X

X

.7

.8

.9

W 4 0 7 PWHT

m-410 Technique .6 Method back pwgc X

Èlutrical

Lcgmd: + Adáitian > krearelgreatu than r Uphill Fwehand 0 Chaw - Deleüon c Durcasellcss than i Downhill - Backhand

r/r ~imits > 8 h.

L$ T W W

t P u s > 4C in.

.1

.2

.4

X

X

X

.4

.e

I$ WVHT

L$ PWHT (T & T range)

T Lirnits

<P Current or polarity

9 I a E range

X

X

X

X

I X

x

3 - Qualficação de Soldadores e Operadores de Soidagem

3.1 - Definição

baseiam-se na inexistência de defeitos ou na existência de desco e dimenGes aceitáveis nestas juntas.

Ocone que a qualidade das soldas depende, dentre outros humano que executa a soldagem. Antes que o soldador ou

soldador ou operador de soldagem tenha na desenvolvidos. Estes testes são chamados de test

demonstra a sua habilidade para operar um e acordo com um procedimento de soldagem.

Independente da norma utilizada é u operador de soldagem execute a soldagem em peças de de teste, o soldador ou operador de soldagem deve ser soldagem está sendo executada d

Uma vez completada a soldage a a ensaios, que determinarão se a peça atende aos requisitos de q

nsaios, o critério de avaliação, etc. são

3.2 - Nomas de Qual%

Diferentes normas, indicado na Tabela

Nível 2 determinar, através das especificações de e quais os requisitos de qualificação determinados

ste é feita com base nos requisitos da norma de qualificação

ser um tubo ou uma chapa. Em geral a peça de teste deve ser o a ser executado. Se a qualificação é destinada para a soldagem de

a peça de teste deverá ser um tubo, de modo a verificar a habilidade do

19

Curso de Inspetor de Soldagem - Qualificação

3.3.2 - Material da peça de teste

O material a ser utilizado deve ser, quando possível, do mesmo que o da junta a ser soldada, contudo, algumas normas, por exemplo, ASME Seção IX, permite que a qualificação do soldador/operador de soldagem pode ser realizada utilizando-se um material com o mesmo "No P" da junta, ou que esteja dentro de uma faixa determinada de No P, conforme indicado no QW - 423.

3.3.3 - Dimensões da peça de teste

A p e p de teste deve ter um comprimento mínimo especificado na norma de qualificação, de forma que permitam a retirada dos corpos de prova previstos. Em geral as notmas permitem que seja executado ensaio radiográfico, comprimento mínimo de 152 mm, ao invés de ensaio mecânico, salvo alguma particularidade devido a processo de soldagem elou posição de soldagem, etc.

A figura 11.9 ilustra foma de retirada dos corposde-prova segundo a norma ASME Seção IX.

Dobr. Dobr. Face Raiz

Plano Horizontal

Dobr. iateral

Phno HoNonial

O soldado naprrri@o

Dobr. Dobr. latera Lateral

m r a 1 I I) - PwCBD de reiirada de cwpo-depmva mundo a norma ASME .%e&& IX

3.3.4 - Espessura da peça de teste

A escolha da espessura a ser soldada durante o teste deve ser de tal forma que o soldador/operador de soldagem seja quaiiicado sem que haja necessidade da realizago de novos testes. A norma ASME Seção IX, por exemplo, não limita a qualificação por valor mínimo qualificado e sim pelo valor máximo, conforme mostrado na Tabela 11.6 (b).

Tabela 11. 6 (a): Corpos de prova.

Tipo e número de exai Espessura do metal de Exame visual solda (mm)

QW462.2 (nota I)

(nota 11 Menos que 10 mm 10mm até 19mm(exclusive) 19mm (inclusive) e acima

. . . I 2 (nota 3) I (nota 3)

X X X

de raiz QW-462.3(a)

(nota 3)

Nota geral: A "Espessura do metal de Solda" é a espessura total do metal de solda de todos os soldadores e todos os processos na chapa de teste.

NOTAS (1) Para qualificar nas posiç6es 5G ou 66, o total de quatro corpos

requeridos. Para qualificar usando uma combinação de 2G e 5G numa de seis corpos de prova de dobramento são requeridos. Ver QW-302.3. dobmento deve ser baseado na espessura do metal de solda.

(2) Um corpo de prova de dobramento de face e um de dobramento de por dois corpos de prova de dobramento lateral.

13 e acima,

Tabela 1 1.6 (b): Espessura do metal de sold

(Mntae 1 ca 71

com três camadas no mínimo

NOTAS: (1) Quando mais de um sol

e usado para depositar m de teste por cada soldador, com cada proce variáveis aplicáveis sob QW-404, devem "Espessura, t, do metal de solda no corpo d qualificado".

(2) Dois ou maís tubos de teste com difer determinar a espessura d de produção no menor diâmetro

(3) Espessura de chapa de teste combinação de três ou processos de soldagem .

3.3.5 - Diãmebo da

As normas de qualíficação ator, contudo o diâmetro tem influência na qualíficação de soldadoredc feita de modo a cobrir a f@ verificar a importância do WJ

ser nos

Influência do (

so e mais que um metal de adição F-number s, a espessura, t, do metal de solda na chapa metal de adi* F-number de acordo com as

determinadas e usadas individualmente na coluna: wa" para determinar a "Espessura do metal de solda

positado podem ser usados para ra deve ser aplicada em soldas

o conforme QW452.3. sada para qualificação de uma

&&endo @a% ma um pode usar o mesmo ou diferentes

por isso é importante que a escolha deve @o da soldagem. Na Tabela 1 I .7 poder

soldadorloperador de soldagem - ASME IX

é uma variável essencial a ser considerada na qualificação oldagem, em vista disso a posiçião da peça de teste deve ser estabele

aior domínio possível de cada posição.

tra as faixas de qualificação por cada posição da peça de teste.

Curso de Inspetor de Soldagem - Qualificaçao

É atividade do inspetor de soldagern controlar que somente soldadoresloperadores qualifiicados sejam utilizados e que só trabalhem nos serviços para os quais estiverem qualificados.

QW-353 SHIELDED METAL-ARC WELDING (SMAW) Essential Variables

Fillcr Metals

4. ENSAIOS USUAIS

A grande diferença entre a qualificação de proEdimento e a qualificação de soldadorloperador de soldagem está nos requisitos referentes aos tipos de ensaios que devem ser executados. Isto porque, na qualificação de procedimento os ensaios visam, sobretudo, determinar as propriedades mecânicas da junta soldada, enquanto que na qualificação de soldadores/operadores, visa-se verificar a existência ou não de defeitos nas soldas.

É atividade do Inspetor de Soldagem Nível 2 a definição do tipo de ensaio a ser executado.

As normas definem também os métodos de execução dos ensaios. Em geral eles devem ser executados de acordo com a norma ASTM A-370, ou conforme requerido pela própria norma.

Para o ensaio de dobramento, é comum que as normas de qualificação especifiquem as dimensões da máquina para o ensaio.

Além dos ensaios apresentados, algumas normas também requerem ensaio de impacto para a qualificação de alguns procedimentos de soldagem. Estes requisitos podem estar contidos na norma de projeto (Ex.: normas ASME) ou na própria norma de quarifrcação (Ex.: norma AWS 01.1).

Raio da matriz B = 58.74 mm

Larlprvá da matriz G 50.8 mm

1 6a Edição 2009

OBJETIVOS

Através de estudo deste módulo o leitor dev

1 Descrever a fina 2. Explicar o funcio

de, as vantagens e desvantagens de cada

6 Efetuar medição com 7 Efetuar conversõe arredondamento correto dos

valores numéricos

I INTRODUÇÃO

2. PIROMETRO DE CONTATO

3 LÁPIS DE FUSÃO

5. GABARITOS 12

6 INSTRUMENTOS ESPECIAIS PA 15

7 RÉGUA 22

8 TRENA 25

9 PAQU~NIETRO 27

I o GONIOMETRO 35

I I CLINOMETRO 38

1 2 VOLT~METROS ORRENTE ALTERNADA E 38

39

43

46

RREDONDAMENTO 47

1.

com referência a qualidade e ao rendimento, maiores ferramentas de medição e elementos capazes.

método, o instrumento e o operador. O operador é, parte inteligente na apreciação das medidas. De s

Deve, pois, o operador, conhecer perfeitam , ter iniciativa para adaptar as circunstâncias ao método mais mentos suficientes

em, por maiores razões, rtante que ao tratar de

normas gerais e recomendações que

- Finalidade da medida. - Instrumento adequado.

4 - Paciência. - Domínio sobre o instrumento.

rdaremos instrumentos e técnicas de medidas de interesse imediato

1

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas LI 7 FBTS

PIROMETRO DE CONTATO

0 s pirômetros de contato são instrumentos destinados a medir temperaturas de superfícies. Constituem-se de um indicador de temperatura e um sensor. Em soldagem são utilizados para verificar temperaturas de pré-aquecimento, interpasse e de pós-aquecimento. Operam mediante o contato físico do sensor com a superfície cuja temperatura se quer medir. O sensor, que pode ser um termístor sensitivo ou um termopar, tem os seus terminais ligados ao indicador de temperatura digital ou de ponteiro. A energia necessária ao funcionamento do pirômetro normalmente é oriunda de pilhas comuns ou de baterias recarregáveis.

Como as temperaturas de trabalho situam-se numa faixa bastante ampla e cada sensor atua em determinado intervalo de temperatura, os mesmos, a depender da necessidade, podem ser conectados ou desconectados individual e sucessivamente ao indicador de temperatura. Assim, com um único indicador de temperatura e sensores de várias faixas de temperaturas, conseguimos medir temperaturas desde -50°C até 1 .400°C.

Operação: para verificarmos a temperatura de um material, promovemos o contato do sensor com o material e aguardamos a estabilização da leitura no indicador de temperatura. Obtemos assim, através de uma indicação direta, a temperatura do material.

Apesar de simples, a operação de um pirômetro de contato demanda as seguintes precauções:

A) Verificar se o tipo de sensor que vai ser utilizado e aquele para o qual o aparelho foi calibrado. Os indicadores de temperatura são previamente calibrados para um único tipo de sensor, fato este registrado no próprio indicador de temperatura. Assim, um indicador calibrado para um termopar cromel-alumel só pode ser utilizado com termopar e cabos em cromel- alumel.

B) Observar que alguns pirômetros de contato possuem um mecanismo de compensação para a temperatura ambiente. Estes tem, no interior do indicador de temperatura, um termômetro adicional que indica a temperatura ambiente. Neste caso, o aparelho deve ser calibrado antes de ser usado. Durante a calibração o sensor não deve estar em contato com nenhum material. Os pirôrnetros de contato com indicadores digitais não necessitam de correção para a temperatura ambiente.

C) Cuidar para que a faixa de temperatura do sensor não seja ultrapassada, o que poderá danificá-lo.

D) Observar atentamente qual a unidade de medida do indicador de temperatura: ' C OU OF.

Vantagens do uso dos pirômetros de contato:

- Precisão muito boa ao fim a que se destina: 2% ou menos do total da escala de leitura.

-Ausência do risco de contaminação da peça a ser soldada. Nenhum material é depositado sobre o metal de base.

Como desvantagens citamos:

- Os pirôrnetros de contato com indicadores de ponteiros devem ser ajustados para cada posição de trabalho. Apresentam variações para as posições horizontal e vertical.

aqueles com indicação por ponteiro.

-Seu custo é elevado, restringindo a sua util mais baratos são desaconselháveis. São também utriizados

termoelemento de

a escala: 80mm. o cabo flexível: 750mm

EMENTOS RECAMBIÁVEIS

o de temperaturas em rolos, eixos, , calandras, cilindros e outras

Flg 12 1 -Plrômetro de

de temperatura em superfície plana, tals como, prensas,

a para medlção de temperatura em massas plásticas, borrachas

3

Curso de Inspetor de Soldagern - Instr. e Técnicas de Medidas c 7 FBTS

fusão, existem ainda tintas, pastilhas e papeletas indicadoras de temperatura. São fabricados para as mais variadas temperaturas. Em soldagem são utilizados para o controle de temperaturas de pré-aquecimento, interpasse e pós-aquecimento.

Operação:

1"aso

Para se determinar a temperatura de uma superfície, sobre a mesma traçamos linhas com diversos Iápis de fusão. Cada Iápis funde-se a uma temperatura diferente e conhecida. Num determinado instante, a temperatura da superfície será:

- maior que a temperatura de fusão do Iápis de maior ponto de fusão que se funde.

-menor que a temperatura de fusão do lápis de ponto de fusão logo acima do anterior, o qual não se funde.

2"aso

Se sabemos a temperatura que o material deve atingir, o que é o caso mais comum em soldagem, temos dois métodos a seguir:

Modelo A

Ao longo do aquecimento e em determinados espaços de tempo, risca-se a superfície com o Iápis de fusão deixando uma marca seca (como de giz); ao ser atingida a temperatura especificada para o Iápis usado, este deixa uma marca líquida.

Modelo B

Outro método para determinação de temperaturas quando em aquecimentos relativamente rápidos a altas temperaturas consiste no seguinte:

- Marca-se a peça com o lápis de fusão apropriado antes do início do aquecimento, e em seguida promove-se o aquecimento da mesma pela superfície oposta aquela marcada.

- Quando a temperatura indicada é atingida, a marca se liquefaz.

-Se a superfície é muito lisa para ser riscada, existem produtos que devem ser passados sobre a mesma, enquanto fria, para facilitar a elaboração do risco.

Nota.: Existem tipos de Iápis de medição de temperatura que, ao invés de fundirem-se a uma determinada temperatura, mudam de cor quando a temperatura é atingida.

Durante a soldagem a faixa de temperatura admissível é conhecida. Para seu controle, usamos dois Iápis de fusão: um com a temperatura mínima permitida ou imediatamente acima desta e outro com a temperatura máxima ou imediatamente abaixo desta; os dois Iápis devem ser usados conjuntamente como indicado no exemplo abaixo (Ver exemplo A da fig. 12.2).

Seja, por exemplo, o controle da temperatura de pré-aquecimento de uma junta a ser soldada. No procedimento de soldagem, qualificado, está especificada uma temperatura mínima de pré- aquecimento de 1 5 0 ' ~ numa faixa de 50mm para cada lado do eixo da solda e uma temperatura máxima interpasse de 250'~. Tomamos dois Iápis de fusão. Um que se funde a 1 5 0 ' ~ e outro a 250'~. Perpendicularmente a solda, traçamos dois riscos abrangendo uma região até aproximadamente 70mm para cada lado da solda. Durante o pré-aquecimento haverá um momento em que o Iápis de menor temperatura se liquefaz, pelo menos numa

exemplo da fig. 12.2).

Vanbgens

-Boa precisão: I I %, segundo os fabricantes.

- Custo relativamente baixo.

- N" requerem maiores cuidados como manu

Desvanhgens

a ser soldado, existe o uso do lápis de fusão

- Não se pode usar lápis se r uma camada isolante.

VERIFICAR SEMPRE URA A QUE SE REFERE O LÁPIS DE FusÃO: 'C ou OF.

Curso de Inspetor de Soldagern - Instr. e Técnicas de Medidas /". 7 FBTS

1- 50 mrn

Em que faixa de temperatura se encontra a chapa metálica?

- não derretw

Fig. 12.2

4. MEDIDORES E REGISTRADORES DE TEMPERATURA E TE

TERMOPARES

diferença de potencial entre as junções muda quando v

Por calibração apropriada, as leituras de tensão temperatura. Estas leituras serão válidas somente usado na calibração do medidor ou registrador.

Junto a escala do medidor ou registrador geral termopar para o qual a escala está calibrada.

As duas combinações de fios mais usadas s

Os termopares de Ferro-Gonstantan enquanto que o de Cromel-Alumel pode

O termopar de cromel-alumel é u ões que envolvem aquecimento por resistência elétrica.

Os termopares estão normal rmas, uma fabricada e pronta para uso e a outra, em peças que bricada, que geralmente tem cerca de

ados e eletricamente isolados um do outro e cobertos com extremidades dos d impossível conectá-10s

e deve ser conectado ao condutor negativo do

erro (magnético) e o negativo (revestimento vermelho)

enas um dos fios é magnético o que faz que eles sejam auxílio de um imã. Se eles forem invertidos, o ponteiro do

ma leitura incorreta.

s são disponíveis em diversas bitolas. Quanto mais fino o fio, mais rápida ariações de temperatura, porém mais curta será a vida útil. A bitola de fio

no tratamento térmico localizado é a NQO American Wire Gage (AWG). 7

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas C '7 ~ e ~ s

São necessários fios mais grossos para uso em fornos, onde se requer uma vida útil mais longa. Para o aquecimento local, contudo, onde um termopar, é geralmente usado uma só vez, os fios mais grossos não oferecem vantagem e custam mais.

A extremidade quente do termopar deve estar em contato direto com a superfície da peça ou deve ser mantida a mesma temperatura, pela inserção dentro de um cabeçote ou terminal de conexão, soldado a peça. Estes terminais são comumente pedaços curtos de tubo de pequeno diâmetro, tal como 6,3mm (X). Se for usado um terminal deste tipo, o termopar é torcido e introduzido no mesmo. A seguir, a parte externa do terminal é martelada, para assegurar com contato do fio ao terminal (ver fig. 12.3). Não é de boa prática soldar fios de termopares 6 superfície de uma peça, usando-se metal de adição, pois a composição da junção é assim alterada.

Se a junção do lado quente for feita torcendo-se junto os dois fios, a temperatura que é lida é a da última torcedura. Se esta última torcedura estiver fora do terminal, sua temperatura pode muito bem ser mais baixa que a verdadeira. De modo semelhante, se os fios tocarem a peça após saírem da junção a temperatura lida pelo registrador pode não ser aquela que existe na peça na região a qual está ligado o terminal. Portanto, os fios do termopar devem estar separados um do outro e da superfície da peça, pelo uso de materiais isolantes.

Quando forem usadas bobinas de resistência ou outras fontes de calor radiante, elas estarão a uma temperatura consideravelmente acima daquela da peça, a qual elas estão aquecendo. Se a junção quente dos fios do termopar não estiver isolada do calor irradiado em direção a elas pelas bobinas da resistência, ela dará uma leitura mais alta que a verdadeira. Por outro lado, em qualquer método de aquecimento, os fios do termopar podem fornecer uma leitura mais baixa que a verdadeira se saírem diretamente a partir da peça. Isto é devido ao calor que 6 conduzido, afastando-se da junção quente pelos fios do termopar. Esta condição pode ser evitada, fazendo-se com que os fios do termopar corram ao longo da superfície da peça por pelo menos alguns centímetros, antes de saírem do isolamento na superfície da peça.

Podem também ocorrer erros se não for usado um fio da mesma composição, em toda a extensão desde a junção quente até a junção fria. Assim, os fios de extensão que ligam o termopar ao registrador devem ser do mesmo material que os fios do termopar aos quais estão ligados. Deve-se tomar cuidado para não invertê-los em um ponto de conexão.

Embora os termopares sejam normalmente bastante duráveis para uso em campo, eles devem ser manuseados com muito cuidado. Respingos de solda ou escória retida entre os dois fios conduzirão a falsas indicações de temperatura. Termopares fortemente empenados ou parcialmente quebrados também darão como resultado erros de medição.

Há dois métodos de controle disponíveis para a operação de tratamento térmico: automático e manual. Os controladores automáticos são conectados tanto aos termopares como a fonte de alimentação (externa, tal como uma máquina de soldagem ou interna). Um controlador automático contém contadores de tempo e relés, que podem ligar e desligar a energia. Antes do início da operação de tratamento térmico, o tempo de retenção da temperatura de tratamento térmico, a velocidade de aquecimento e a velocidade ou taxa de resfriamento podem ser ajustados no controlador. A seguir, a medida que a operação de tratamento térmico prossegue, o controlador reage a tensão proveniente dos termopares e ativa ou desativa a energia, para manter o ciclo pré-programado de tratamento térmico. O custo de um controlador automático varia, dependendo do tipo e da capacidade.

junção quente

REGISTRADORE

utilizados em soldagem para o registro de tratamentos

eguintes precauções no uso dos registradores

deve ser periodicamente aferido, de seis em seis meses, por exemplo

m que unidade o registrador opera. OF ou ' C

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas c 7 FBTS

- Para uma interpretação correta dos resultados (registros), verificar qual a velocidade de avanço de fita de registro. Esta velocidade indicará os tempos de aquecimento, patamar e tempo de resfriamento.

Alguns aparelhos, ao invés de avançar o papel, deslocam as penas, montadas sobre uma régua móvel.

VANTAGENS

-Fica um registro das condições térmicas a que foi submetida a peça, permitindo detectar falhas no tratamento térmico.

- Permite o controle e registro de mais de um termopar ao mesmo tempo.

DESVANTAGENS

- Instrumento muito caro.

- Bastante frágil.

MEDIDORES DE TEMPERATUM

Os medidores de temperatura são instrumentos semelhantes aos registradores. Podem também indicar a temperatura em mais de um termopar. São digitais ou com ponteiro, estes últimos com a desvantagem de serem mais frágeis.

Os cuidados para a instalação dos termopares são os mesmos dos registradores

VANTAGENS

São aparelhos mais baratos que os registradores.

DESVANTAGENS

Ao final de um ciclo térmico nenhum registro ficou.

Exercício 4.1 :

O avanço da fita de um registrador, mostrada abaixo, é de 2cmlh. Pedem-se as seguintes informações:

a) Tempo de patamar. b) Temperatura de patamar c) Taxa de aquecimento.

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas í", -/ FBTS

5. GABARITOS

GABARITOS são dispositivos fabricados pelo usuário para verificar a conformidade do senriço com as normas de projeto, quando os instrumentos convencionais não atendem As necessidades. São muitas vezes fabricados em eucatex ou similar para serem leves e fáceis de manusear. São frequentemente utilizados para verificações de embicamentos em chapas de vasos e tanques, alinhamentos de tubulação, etc.

Na verificação de embicamentos de tanque utilizamos um gabarito que consiste e um trecho com a mesma curvatura de projeto do casco ou costado. Encostamos o gabarito nas chapas para constatarmos as deformações e seus valores. Deve-se tomar todo cuidado para que este gabarito fique perpendicular a chapa e sobre a mesma circunferência. (Figura 12.5).

Para verificarmos o alinhamento vertical de chapas do costado de tanques ou o alinhamento de tubulações, utilizamos uma régua de grandes dimensões. Apoiamos a régua de ambos os lados da solda de tal modo que esta fique próxima ao meio da régua. Devemos cuidar para que as informações não sejam incorretas devido ao reforço da solda. Para tanto colocamos calços de espessura igual a do reforço da solda ou fazemos um dente na régua (Figura 12.6). No caso de tubulações não devemos esquecer de fazer a verificação ao longo de todo perímetro, pois a tubulação pode estar alinhada em um plano e desalinhada noutro.

Os gabaritos devem ser utilizados antes da soldagem para verificarmos o ajuste das peças, e após a soldagem para verificarmos se as contrações da solda não introduziram deformações além das permitidas pelas normas e códigos.

Além dos citados, podem ser criados gabaritos para muito outros casos, como, por exemplo, para a verificação da ovalização de tubos soldados (com costura).

VANTAGENS

- Dão bons resultados, desde que fabricamos corretamente.

- É um processo bastante rápido de verificação.

DESVANTAGENS

- Só devem ser utilizados em verificações repetitivas.

- Devem ser fabricados com grande precisão.

Curso de Inspetor de Soldagem - lnstr. e Técnicas de Medidas

Fig. 12.6 - Gabaritos para verificação de alinhamento

São instrumentos semelhantes a calibres "passa - não passa" usuário e destina-se a verificações nos chanfros e soldas.

instrumentos convencionais é difícil, é útil valermo-nos

12.7, e ser fabricado de aço, latão, alumínio ou outro m qualquer reforço É interessante, para evitarmos identificando-o a qual dimensão é aplicável.

Para verificação da abertura da raiz devemos, prefe o diâmetro da abertura. (Figura 12.8)

Para os chanfros podemos utilizar uma e abertura da raiz e o nariz do chanfro ao instrumento é plano deve-se cuidar para que fique perp soldadas

os instrumentos especiais

permitem a verificação de mais

As ftguras 12 10, 12 11, 12.1 uns destes instrumentos e sua aplicabilidade

VANTAGENS

m dimensões específicas para o servlço, eliminam erros de leitura

rio demandam tempo para fabricação e muitas vezes

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas

Fig. 12.7 - Verificador de reforço de solda

Fig. 12.8 - Verificador de abertura da raiz


Fig. 12.10 - Medidor com finalidades múltiplas

Curso de Inspetor de Soldagern - Instr. e Técnicas de Medidas rlsl, 7 FBTS

Fig. 12.13 - Medidor com finalidades múltiplas

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas

É o instrumento mais simples e elementar utilizado para medição em oficinas. Utilizados para medidas lineares, quando não há exigência de grande precisão. Para que seja completa e tenha caráter universal, deverá ter graduação do sistema métrico e do sistema inglês.

Sistema Métrico

1 Graduação em milímetro (mm). Imm =-

1000

Sistema Inglês

1 Graduação em polegadas ( " ). 1" =

A régua ou escala graduada é construída de aço, tendo sua graduação inicial situada na extremidade esquerda. É fabricada em diversos comprimentos: 5" (1 52,4mm), 12" (304,8mm) ...

Tipos que podem ser encontrados:

e Régua de encosto interno. e Régua de profundidade. e Régua de encosto externo.

Características da Boa Régua Graduada

1 - Ser preferencialmente de aço inox.

2 - Ter uniformidade na graduação.

3 - Apresentar traços bem finos, profundos e salientes em preto.

Cuidados

1 - Evitar quedas e contato com ferramentas de trabalho

2 - Evitar flexioná-Ia ou torcê-la, para que não se empene ou quebre.

3 - Limpá-la após o uso, para remover o suor e a sujeira.

4 - Aplicar-lhe ligeira camada de vaselina, antes de guarda-la.

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas /" 7 FBTS

Fig. 12.20

1 METRO 1 m - 10 dm I DECIMETRO = 10 CEIUT~AII~ROS 1 drn 10 m t C E ~ M E T R O = 10 M~LME~ROS 1 crn = $0 mm

Fig. 12.21

1m: 10.. l m m D'fstartcia m w " l rnrn

Fig. 12.22

Fig. 12.23

8. TRENA

para tomar medidas lineares, quando não há exigência de gr completa e tenha caráter universal, deverá ter graduações do inglês.

Sistema Métrico

Graduaçh em milímetro (mm). I mm =-

Sistema Inglês

Graduação em polegadas ( " ). I" = pé

A trena graduada é construída de aço, tend xtremidade esquerda. É fabricada em diversos comprimentos: 2

extremidade. Nestes casos

exemplo, o modelo de trena com fita convexa e plana A a trena de maior rigidez, de modo a permitir medidas na v

Características da B

ato com ferramentas de trabalho

u torcê-la, para que não se empene ou quebre

uso, para remover a sujeira


Fig. 12.24 - Trena graduada (graduação universal)

O paquímetro é utilizado instrumental especifico (Figura 12.45).

É um instrumento a régua, de modo

polegada ser fracionada ( e x : G v ) ou decimal (ex:

Ia que define a sensibilidade da leitura, chamada nônio o a escala da régua e indica o valor da dimensão tomada.

AO (SENSIBILIDADE) DO PAQUÍMETRO

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnícas de Medidas c 7 FBTS

A sensibilidade se obtém, pois, com a fórmula:

e = mnor valor da

R = n i t m de dtviu3es do dnio

Exemplo:

e = 1mm

n = 20 divis&s 1 mm a = -56 = 0.05 mrn

2 4 1 O

Nônio (Vernier)

Fig. 12.27

1) O cálculo da sensibilidade obtido pela divisão do menor valor da escala principal pelo número de divisões do nônio, é aplicado a todo e qualquer instrumento de medição possuidor de nônio, tais como: paquímetros, goniômetros de precisão, etc.

2) Normalmente, para maior facilidade do inspetor, a sensibilidade do paquímetro j5 vem gravada neste (ver fig. 12.45).

a) No Sistema Internacional de Unidades

Cada traço da escala fixa corresponde a um múltiplo do milímetro.

Eicala Fixa

Fig. 12.28

Nônio

Na figura 12.28, o valor de cada traço da escala fixa é igual a Imm. Se deslocarmos o cursor do paquimetro até que o zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala fixa, a leitura da medida será Imm (fig. 12.29), no segundo traço 2mm (fig. 12.30), no terceiro traço 3mm (fig. 12.31), no décimo sétimo traço 17mm (fig. 12.32), e assim sucessivamente. 28

De acordo com a procedência do paquímetro e o seu isto é, o nônio com número de divisões diferentes. Tem

50 divisões, o que corresponde a uma precisã

lmm - = 0,02mm respectivamente.

5 O

Para se efetuar uma leitura, conta-se o nú fixa ultrapassados pelo zero do nônio e a seguir, conta-se o núm ue transcorreram até o

Exemplos:

Nônio, precisa0 .e 0.02 mm

Itrapassado pelo zero do nônio, portanto a leitura da escala fixa é

traço da escala fixa existem quatro intervalos, cada nto a leitura do nônio é 0,08.

Nônio, precisão e 0.02 mm

Traço do nõnio que coincidiu com tregc dB escela fixe

Fig. 12.33


A leitura da medida é 6,04mm.

b) No Sistema Inglês Decimal

O uso do paquímetro é idêntico ao uso para o Sistema Internacional de Unidades.

Tem-se apenas que determinar os valores correspondentes a cada intervalo da escala fixa e a cada intervalo do nônio.

Por exemplo, na fig. 12.35 o valor de cada intervalo é 0,025" pois no intervalo de 1" temos 40 intervalos (1" + 40 = 0,025").

Fig. 12.35

Se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala, a leitura será 0,025" (fig. 12.36), no segundo traço, 0,050" (fig. 12.37), no terceiro traço, 0,075", no décimo traço, 0,250", e assim sucessivamente.

Fig. 12.36 Fig. 12.37

Podemos também neste sistema ter nônios de diferentes precisões. Por exemplo, se a menor 0,025" divisão da escala fixa é 0,025" o nônio possui 25 divisões, a precisão será de L-.-.- = 0,001". 9 < ir J

Exemplo:

Emla Fim

RIBnio, piacirsfFo = 0,001'"

T~raço do n8nio que coincidiu mm traço da -1s fixa

Leitura da escala fim = 0250'" M u r a do dnio = 0 , W Leitura da medida " 0 2 S "

Fig. 12.38

c) No Sistema Inglês Comum

O uso do paquimetro é idêntico ao dos demais sistemas anteriorme

de polegadas.

Assim, por exemplo, teremos para a escala fixa e para o n fig. 12.39).

A escala fixa apresenta os valores de:

assim por diante.

do d n i o que coincidiu com

49"' &# AE'+LI- 16 1 128

Fig. 12.40


ERROS DE MEDIÇÃO

Estão classificados em erros de influências objetivas e de influências subjetivas:

a) DE INFLUENCIAS OBJETIVAS: São aqueles motivados pelo instrumento:

- erros de planicidade; - erros de paralelismo; - erros da divisão da régua; - erros da divisão do nônio; - erros da colocação em zero.

b) DE INFLUÊNCIAS SUBJETIVAS: São aqueles causados pelo operador (erros de leitura)

Observação: Os fabricantes de instrumentos de medição fornecem tabelas de erros admissíveis, obedecendo as normas existentes, de acordo com a precisão do instrumento.

- Não pressionar demasiadamente os encostos ou garras do paquímetro contra a superfície da peça medida, (pressão excessiva leva a erro de medição).

- Fazer a leitura da medida com o paquímetro aplicado a peça. - Manter o paquímetro sempre limpo e acondicionado em estojos próprios. - Antes do uso, com o paquímetro totalmente fechado, verificar se não há folga

entre os seus encostos ou garras. - Guardar o paquímetro com folga entre os bicos.

ERROS DE LEITURA DE PAQU~METRO: São causados por dois fatores:

c) paralaxe.

d) pressão de medição.

PARALAXE

O cursor onde é gravado o nônio, por razões técnicas, tem uma espessura mínima a. Assim, os traços do nônio TN são mais elevados que os traços da régua TM (fig. 12.41).

Fig. 12.41

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas fi, 7 FBTS

Fig. 12.45 - Paquímetro

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr, e Técnicas de Medidas c 7 FBTS

O goniômetro é um instrumento que serve para medir ou verificar ângulos. Em soldagem 6 utilizado para verificar ângulos de chanfros (ângulo do bizel).

Típos e Usos Para usos comuns em casos de medidas angulares que não exijam extremo rigor, o instrumento indicado é o goniômetro simples (transferidor de graus). A figura 12.48 mostra dois tipos de goniômetros simples bem como dá exemplos de diferentes medições de ângulos, mostrando várias posições da lâmina.

Divisão Angular Em todo tipo de goniômetro, o ângulo reto (90') apresenta 90 divisões de 1'.

Leitura do Goniômetro A precisão de leitura é sempre igual a metade da menor divisão da escala, nas figs. 12.46 e 12.47 a menor divisão e igual a 1°, portanto podemos fazer leituras com precisão de 0,5' (ou 30').

Lê-se os graus inteiros na graduação do disco fixo indicados pelo traço 0 de referência e aproxima-se a leitura para a posição mais próxima dentro da precisão de 0,5'.

Leitura = 1 ZD re = 2%,@

Fig. 12.46 Fig. 12.47

Note-se que não há sentido em fazer leituras com precisão superior a 0,5O (por exemplo, 24,6').

Precauções no Uso dos Goniômetros:

- Mantê-los sempre limpos e acondicionados em estojos próprios. - Fazer a leitura do ângulo sempre com o goniômetro aplicado a peça.

Fig. 12.48


E o aparelho usado para medir o ângulo entre um plano inclinado e o plano horizontal ou entre uma linha inclinada e o plano horizontal.

Eles indicam no mostrador, em relação ao "zero" da escala (referência), qual é o ângulo de inclinação da superfície em relação ao plano da base (plano horizontal), por exemplo: superfície externa de tubulações, soldagem de tubos ou chapas, elevação de encostas ou taludes e etc.

Os clinômetros portáteis possuem a escala de ângulos de 0° a 180°, operando em desníveis nos dois sentidos.

12. VOLT~METRO E AMPER~METROS PARA CORRENTES ALTERNADA E CONT~NUA

Amperímetro A intensidade de uma corrente elétrica é medida do número de elétrons que passam por uma seção de um condutor na unidade de tempo. A unidade de medida de intensidade da corrente é o ampère (A). O aparelho usado para medir a intensidade da corrente elétrica chama-se Amperímetro.

A escala de um amperímetro indica a corrente que o mesmo pode medir. Ela é normalmente dividida em intervalos iguais. Medidas de correntes maiores que o maior valor da escala poderão causar sérias avarias ao aparelho. Assim, se um amperímetro tem uma escala 0-500 ampères ele só é capaz de medir correntes que não excedam 500 ampères. Uma corrente maior danificará o instrumento.

Embora a escala de um amperímetro seja de 0-500A, sua escala utilizável (fig. 12.49) será de aproximadamente 20-480A. Isso porque quando o amperímetro indicar uma corrente de 500 ampères, a corrente poderá ser bem maior que 500A. Daí a leitura máxima utilizável deve ser um pouco menor que a graduação máxima da escala. Por outro lado, uma corrente muito pequena não deslocará o ponteiro de modo a permitir uma leitura precisa. As melhores leituras são aquelas feitas no centro da escala.

A leitura do medidor deve ser sempre feita frente a frente com o mostrador. Uma leitura feita de lado pode ocasionar um erro (erro de paralaxe), muitas vezes maior que uma divisão inteira da escala (figura 12.49). A adição do erro de paralaxe a imprecisão de construção do aparelho pode conduzir a resultados não satisfatórios.

Quando o ponteiro do medidor se localizar entre duas divisões da escala, normalmente torna- se a divisão mais próxima com leitura. Se desejarmos um resultado mais aproximado, estimamos a posição do ponteiro entre as duas divisões dentro de uma precisão igual a metade da divisão e somamos a deflexão adicional a leitura inferior. Esse processo de estimar a posição do ponteiro é chamado de interpolação.

No caso de amperímetros portáteis, não podemos usá-los indistintamente na posição horizontal ou vertical. A posição do aparelho afetará a precisão da medida devido a detalhes mecânicos de construção. Normalmente os amperímetros de painel - utilizados em máquinas de solda, são ajustados e calibrados para serem utilizados na posição vertical.

Voltímetro

suficiente. Itímetro. Sobre o

Em soldagem, a tensão (voltagem) e int importantes, tanto que fazem parte do tensão ou intensidade de corrente podem

Muitas máquinas de solda possue principalmente no caso de proces precisão, requer todos os cuidad são eles:

do medidor apresentar uma faixa osição tal que o ponteiro esteja

de leitura devido a má visualização.

e medem a pressão e podem ser divididos em três grupos: medem, equilibrando a pressão contra uma pressão

e medem a pressão por deformação elástica. on e Espiral (mais usados).

s que medem a pressão através de alteração de propriedades

o: Cristal piezo - elétrico.


Dos grupos citados acima, os de maior aplicação ma área de inspetor de soldagem são aqueles que medem a pressão por deformação elástica, mais notadamente dos manômetros tipo "Bourdon".

Operação O Bourdon, ou tubo de bourdon, é um tubo de parede delgada, que foi amoldado em dois lados diametralmente opostos, de modo que um corte transversal do mesmo apresenta uma forma elíptica ou oval.

Uma vez feito isso é dobrado de modo que forme em arco com uma das extremidades fechada.

Quando se aplica uma pressão, ao lado aberto do tubo, este tende a restabelecer sua forma da seção transversal circular original, fazendo com que o tubo tenda a endireitar-se, e ao fazê-lo, seu extremo livre se move o suficiente para atuar um came e um pinhão dentados, os quais, tem como objeto amplificado do tubo produz um deslocamento correspondente ao ponteiro.

Em alguns manômetros, o came e pinhão dentados são substituídos por um came de extremidade lisa que atua no ponteiro através de um pinhão de rosca helicoidal.

Aplicação Normalmente usado em coletores ("manifolds") ou conjugado com outros instrumentos, para controle de operações de oxi-corte e soldagem.

Precaução no uso dos manômetros - Para garantir a durabilidade, não ultrapassar a 2/3 da pressão total indicada na escala. Pressões acima da indicada para o instrumento causam deflexões do Bourbon, danificando o manômetro. Precisão: a I % da indicação máxima da escala.

CONTROLADOR DE PRESSÃO Os reguladores de pressão são instrumentos que atuam de forma a reduzir a pressão de saída de cilindros de gás, a níveis ótimos de trabalho, permitindo um controle preciso da operação de oxi-corte ou soldagem.

Os reguladores podem ser de um ou mais estágios, dependendo da precisão necessária na saída do regulador. Geralmente são usados os reguladores de um ou dois estágios.

Regulador de pressão de um estágio É composto basicamente de dois manômetros e um redutor de pressão. O primeiro manômetro indica a pressão da entrada do regulador e o segundo a pressão de saída.

Este tipo de regulador é geralmente aplicado no controle de operações de oxi-corte, que não são muito afetadas por flutuações na pressão de saída.

Regulador de pressão de dois estágios Este tipo de regulador difere do anterior pelo fato de proporcionar uma dupla redução da pressão. No primeiro estágio a entrada do regulador, a pressão é reduzida para nível intermediário, e no segundo estágio, a pressão ou vazão, é regulada manualmente pelo operador ao nível desejado.

É composto de dois redutores de pressão e dois manômetros, ou um manômetro e um medidor de vazão. (fig. 12.54).

Precauções no uso de reguladores: - As mesmas recomendadas para os manômetros.

ismo convencional de movimentação do ponteiro - Manômetro tipo Bourdon 41

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas Ir", 7 FBTS

Fig. 12.52 - Mecanismo com rosca helicoidal, de movimentação do ponteiro - Manômetro tipo Bourdon

Fig. 12.53 - Regulador de pressão de 1 estágio

pressão de 2 estágios

stá sempre associado a precisão requerida para a medida a mento a ser utilizado.


Por exemplo: Utilizando-se uma escalalrégua graduada em milímetros executa-se a medição abaixo:

Fig. 12.55

Analisando-se esta medição, obtém-se um valor absolutamente correto que é 49mm e mais outro valor duvidoso, que é obtido através de uma avaliação da escala.

Este segundo valor (decimal) é da ordem de 0,5, pois não há nenhum significado estabelecer- se outro valor com precisão superior a menor divisão da escala, que é de Imm. Como o valor da medição está entre dois valores exatos, e mais próximos da metade da divisão, pode--se afirmar que o resultado é 49,5mm. Com a análise acima, obtém-se uma nova definição para algarismos significativos.

"Algarismos significatívos de uma medida são aqueles que sabemos serem corretos mais o primeiro duvidoso. (Observando-se o erro máximo de meia unidade de sua ordem decimal)".

Quando se exprime o valor de uma medida, este deve ter um número de algarismos significativos tal, que traduza a sua precisão. Por exemplo, o valor de uma medida obtida através de um paquimetro é de 4mm. Este valor pode ser 4; 4,O; 4,OO; 4,000, dependendo da precisão do instrumento. Se este paquímetro possui uma precisão de 0,02mm, o valor da medida deve ser expresso com o mesmo número de algarismos significativos dados pela precisão do instrumento. No caso acima, 4,OO. Ver outros exemplos nas figuras 12.56, 12.57 e 12.58.

Observações:

a) Zeros a esquerda de um número, com a finalidade de fixar a posição da virgula, não são significativos.

Exemplo: 0,034 tem 2 algarismos significativos.

b) Zeros a direita, ou entre outros algarismos, são significativos. Exemplo:

3,26 = 3 algarismos significativos 3,O = 2 algarismos significativos 3,06 = 3 algarismos significativos

c) Algarismos significativos não dependem do número de casas decimais. Exemplo:

3,45m = 3 algarismos significativos 35,4 x 1 03m = 3 algarismos significativos

Curso de Inspetor de Soldagem - Instr. e Técnicas de Medidas f" 7 FBTS

Fig. 12.58 - Leitura de uma trena

15. OPERAÇÕES COM ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS - REGRAS

A norma ASTM E-380 estabelece as seguintes regras:

a) Adição e Subtração "Para somar ou subtrair com algarismos significativos, primeiramente arredonda-se os números de modo que fiquem com um algarismo significativo a mais, para a direita, do que aquele que exprime menor precisão, e executa-se normalmente a operação. O resultado deve então se arredondado de modo que fique com os algarismos significativos daquele que exprime a menor precisão".

Exemplo:

Adição: 30,OO + 21,5322 Subtração: 3,256 - 0,70

Resposta: 51,53 Resposta: 2,56

b) Multiplicação e Divisão "Na multiplicação e na divisão o produto ou quociente não deve conter mais

algarismos significativos do que aqueles contidos no número com menor quantidade de algarismos significativos entre os usados na multiplicação ou divisão". Se o cálculo inicial viola esta regra, ele deve ser arredondado para reduzir o número de algarismos significativos ao valor máximo permitido. Assim. se várias operações são realizadas em seqüência, é desejável manter todos os dígitos nos valores intermediários e arredondar somente o valor final.

Exemplo:

Multiplicação: Divisão:

Obs: Cuidado com o truncamento de cálculo: 4 + 3 = 1,333333! 46

"s. CONVERSÃO DE UNIDADES E ARREDONDAMENTO

Conversão de Unidades

Quando se converte unidades deve-se manter a correspondência dado numero de algarismos significativos. Ou seja, o resultado numero de algarismos significativos que represente a ordem de esta convertendo, sem que se altere a precisão original.

0,328 x 25,4 = 8,3312mm. Utilizar significativos teremos que 0,328 x 25,4 = 8,331q

O procedimento correto de se proceder a conversão, é a m@ se quer converter por um fator de conversão exato, e e resultado da multiplicação ou divisão, para o número conforme regras já estabelecidas.

Por exemplo.

Para converter 0,328 pol. para mm temos:

plicação com algarismos

NVERSÃO EIOU VALORES DE A REDUÇÃO DA PRECISÃO".

ração decimal ver norma ABNT NB-87

/ IMPORTANTE

'"AO SE DEVE NUNCA ARREDONQ4 MEDIDAS QUE SE QUER CONVER~@~

Para se obter as regras de ar (ANEXO 2).

Unidades de Medidas

I Btu - (British Th@

Curso de Inspetor de Soldagern - Instr. e Técnicas de Medidas L 7 FBTS

grau Celsius

grau Fahrenheit

grau Fahrenheit I I

('C + 273,3) grau Celsius

grau Celsius

polegada 1

grau kelvin

5 (OF x - 32) -

9

joule/segundo

libra força/polegada2

libra força/polegada2

litro

metro

metro

metro cúbico

milímetro

pascal

pascal

polegada 1

W

atmosfera

kgf/cm2

galão

pé polegada

pé cúbico

polegada

kgf/cm2

kgf/mm2

EXEMPLOS DE CONVERSAO DE UNIDADES

1,000 O00

6,412000 x 1

7,030600 x 1

2,641 700 x 1 O-'

3,280839

2,937 x 10

3,53147 x 10

3,937000 x 1

9,806500 x 1 o4 9,806500 x 1 o4

pé cúbico por minuto

quilograma

quilocaloria

quilowatt - hora

quilowatt - hora

quilowatt - hora

quilowatt - hora

Exercício 1 - Transforme 5 0 ' ~ em ' C Da tabela obtemos:

11s

libra

Btu

Btu

cal.

kcal

J

- - -

4,719475 x 1 O-'

2,204600

3,962500

3,41214 x l o 3 8,598450 x 1 o2 8568450 x 1 O-'

3,600000 x 1 o6

Exercício 2 - Transforme25kgf/cm2 para MPa De pascal para kgf/cm2 multiplicamos por 9,806500 x 1 co De kgf/cm2 para pascal dividimos 9,806500 x IO-~.

2 5 - 25 x 106 = 2,549329 x 1 o6

9,806500 x 1 9,806500

Como o prefixo mega significa 1 o6 25kgf/cm2 = 2,5 MPa

Exercício 3 - Transforme 3mm em metros 3mm = 3 x I O " ~ = 0,003m

Exercício 4 - Transforme 518" em mil De polegada para miiímetro

0,625 x 25,4 = 15,87

Arredondando par mos significativos = 15,9mm

, transformamo-lo em uma fração imprópria e, a seguir, operam

e a regra de arredondamento temos 44,4mm.

em polegadas fracionár~as. gada, dividimos a quantidade de milímetros por 25,4. Então

r, s~mplificamos a fração

- 0,375 x 128 48" - -

I 6a Edição 2009

OBJETIVOS

Através do estudo deste módulo o leitor deve tornar-se apto a.

r Espec~ficação de Procedrmento de Soldagem;

r Relação de SoldadoresIOperadores de Soldag

2. Preparar os seguintes documentos

r Registro de Qual~ficação de Soldad

r Instruções de Execução e lnsp

Relação de SoldadoresIOp

r Controle de Desempen

r Relatório de Inspeç

3 Organ~zar e mante a documentação técn~ca

Curso de Inspetor de Soldagem - Documentos Técnicos

SUMÁRIO

r"p, =;r FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Doc

1 - DEFINICOES

1 -1 - Procedimento de Soldagem

Conjunto de variáveis e condições necessárias para a execução de exigências do projeto.

'i .2 - Especificação de Procedimento de Soldagem

procedimento de soldagem, que devem ser seguidos na

1.3 - Registro da Qualificação do Procedimento d

execução da solda da peça de teste, além dos re

"1.4 - P e ~ a de Teste

Peça soldada e identificada para a quali e soldagem elou qualificação de pessoal.

1 .5 - Equipamento

Produto soldado de fabricaçã a ser inspecionado (Ex.: equipamento de caldeiraria, tubulação, trias, estruturas metálicas marítimas, oleodutos e gasodutos).

2 - DOCUMENTOS T

2.1 - Especificaçã

m (EPS) é um documento preparado para fornecer diretrizes para a produção de soldas.

da soldagem de produção, com o objetivo de verificar se os estão sendo seguidos.

cificação de Procedimento de Soldagem. Norma base: ASME IX.


ANEXO 1 fl EMPRESA: Aprovado por: Especificação de Procedimento de Soldagem No Data RQPS No Processo(s) de Soldagem Tipo

(Automátiw, Manual, Maquina ou Semi-Automátlw)

JUNTAS(QW- 402) DETALHES DETALHE DA JUNTA Projeto da Junta: Backing : Sim Não Material do Backing: M e t a Metal não fusível

Não metálico Outros - Croquis, desenhos de produção, símbolos de solda ou descrição escrita

devem mostrar o arranjo geral das partes a serem soldadas. Onde for aplicável. a abertura da raiz e os detalhes do chanfro podem ser especificados. (Como opção do fabricante, os croquis podem ser anexados para ilustra os

prqjetos de juntas, camadas de solda e seqüência de cordões, por exemplo, para procedimentos de tenacidade ao impacto, para procedimentos de processos múltiplos, etc.)

METAIS DE BASE(QW- 403) P-No -Group No com P-No G r o u p No

OU Tipo de Especif. e Grau- com Tipo de Especif. e Grau

OU Anál. Quim. e Prop. Mec.- com Anál. Quím. e Prop. Mec.- Espessura Qualificada: Metal de Base: Chanfio Filete

, Diâmetro Qualificado: Chanfio Filete I O~itrn.

POSIÇÕES(QW 405) Posição(s) do Chanfro: Progressão de Soldagem : Ascendente eiou Descendente Posição(s) do Filete:

PREAQUECIMENTO(QW-406) Temperatura de Preaquecimento(Mín.): Temperatura de Interpasse(Máx.): Manutenção do Preaquecimento : (Aquecimento continuo ou especial deve ser registrado)

Oscilação: (Tungstênio puro, 2% toriado, etc.) Distância entre o Tubo de Contato e a Peça(mm): Passe único ou Multipasse: Modo de Transferência Metálica para GMAW: Eletrodos Simples ou Múltiplos: (Spraq. Curto-Circuito, etc.) Velocidade de Soldagem: Martelamento:

METAIS DE A D I Ç Ã o ( Q w - ~ ~ ~ ) Especificação (SFA): F No A No Dimensão(mm): Espessura Qualificada: Metal de Solda: Chanfro: Filete; Combinação Eletrodo-Fluxo(Classificação): Marca Comercial do Fluxo: Inserte Consumivel: Outro:

GAS(QW-408) Percentual de Composição

Gás(es) Mistura(s) Fluxo(Limin) Proteção Adicional Purga TECNICA(Q W-4 10) Cordão Retilíneo ou Oscilante: Orificio ou dimensão do bico de cerâmica: Limpeza inicial e interpasse (escovamento, esmcrilhamento, etc.):-

Método de Goivagem:

TRATAMENTO TÉRMICO APÓs SOLDAGEM(QW-407)

Temperatura de Patamar: Tempo de Patamar: Velocidade de Aquecimento("C): Velocidade de Kesfriamento("C): Temperatura de tratamento InicialcC):

Final("C):

CARACTERISTICAS ELÉTRICAS(QW-~O~)

Corrente: AC ou DC: Polaridade: Intens. de Corrente(faixa) : Tensão(faixa):

(Intensidade de Corrente e Tensão deve ser registrado por cada dimensão de eletrodo, posição, espessura, etc. Esta informação deve ser listada numa forma tabular similar ao mostrado abaixo)

Dimensão e Tipo de eletrodo de Tungstênio:

c 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - Doc

Backing : 1 Sim X Não Material do Backing: 1 Metal 1 Metal não fusível

1 Não metálico 1 Outros - Croquis, desenhos de produção, símbolos de solda ou descrição escrita

devem mostrar o arranjo geral das partes a serem soldadas. Onde for

(Como opção do fabricante, os croquis podem ser anexados para

METAIS DE BASE(QW- 403) P-No 1 Group No 1 com P-No 1 Group No 1

Anál. Quim. e Prop. Mec.- Espessura Qualificada:

Corrente: AC ou DC: DC Polaridade: Positiva Intens. de Corrente(faixa): 80 a 130 Tensão(faixa): 22 a 28

(Intensidade de Corrente e Tensão deve ser registrado por cada dimensão de eletrodo, posição, espessura, etc. Esta informação deve ser listada numa forma tabular similar ao mostrado

Dimensão e Tipo de eletrodo de Tungstênio: NIA (Tungstênio puro, 2% toriado, etc.)

Modo de Transferência Metálica para GMAW: N/A (Spray; Curto-Circuito, etc.)

3


2.2 - Registro da Qualificação de Procedimento de Soldagem

A qualificação do procedimento de soldagem é feita observando todos os parâmetros e condições estabelecidas na EPS, seguida de ensaios e exame da chapa ou tubo de teste.

Os parâmetros principais da operação de soldagem e os resultados dos ensaios e exames são registrados em formulário denominado Registro da Qualificação de Procedimento de Soldagem (RQPS). Ver Anexos 3 e 4.

Observações:

- Diversas EP's podem ser preparadas com base em um RQPS, em função das variáveis essenciais;

- Podem ser necessários vários RQPS para dar suporte a um EP's (Ex.: Peça de teste soldada em mais de uma posição de teste).

ANEXOS:

3 - Modelo de Formulário de Registro da Qualificação de Procedimento de Soldagem. Norma base: ASME IX;

4 - Exemplo de Registro da Qualificação de Procedimento de Soldagem. Norma Base: ASME IX.


TIPO DE ENSAIO: ANALISE DO DEP~SITO:

NOME DO SOLDADOR: MATR~CUL.A:

TESTE CONDUZIDO POR: R E L A T ~ R I O DE EMAIO NO:

Curso de Inspetor de Soldagem

JUNTAS(QW- 402)

Especificação Tipo e Grau: A5 16 Gr.60

P-No 1 Group No 1 com P-No 1 Group No 1

Espessura da Chapa de Teste(rnm): 12,7

METAIS DE ADIÇÃO(QW-404) ENTO TÉRMICO APÓS SOLDAGEM(QW-407)

Classificação: E701 8 Dimensão(mm): 2,5 e 3,25

de Resfriamento("Cih): 200 a de tratamento Inicial("C): 300

Final("C): 300

Corrente: DC Polaridade: Positiva Intens. de Corrente(faixa1 : 80 a 130 Tensão(faixa): 22 a 28 Dimensão e Tipo de eletrodo de Tungstênio: NIA (Tungstênio puro, 2% toriado, etc.)

Modo de Transferência Metálica para GMAW: NIA (Spray, Curto-Circuito, etc.)

merilhamento, etc.): Faixa de Velocidade de Alimentação doArame(cmlmin): NIA

7

Curso de Inspetor de Soldagem - Documentos Técnicos 1í", 7 FBTS

ANEXO 4 REGISTRO DE QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM

( COM BASE NA NoF&L~ ASME SEÇÃO IX) pág. 212

I I I I I

ENSAIO DE DOBRAMENTO(QW 160) I

TIPO E No DO CP RESULTADO I

DOBRAMENTO LATERAL 1 APROVADO I

DOBRAMENTO LATERAL 2 APROVADO

DOBRAMENTO LATERAL 3 APROVADO I

ENSAIO DE SOLDA EM ANGULO(QW 180)

DOBRAMENTO LATERAL4 APROVADO

RESULTADO - SATISFATORIO 2 SIM N A 0 PENFTRAÇAO NO METAL DE BASE 1 - S I M _i NÃO

1

2

3

MACROGRAFIA - RESULTADO

OU1 ROS ENSAIOS TIPO DE ENSAIO ANALISE DO DEPOSITO OUTRO

NOME DO SOLD4DOR JOSE CARLOS CASTAkHADO VíATRICùL4 16249 S h E F E 032

TESTE CONDUZIDO POR: SERVljLO DA SILVA RELATÓRIO DE ENS.410 No: TBC 057i98

Metal de Base

Metal de Base

Metal de Base

" V

"V"

" V

NOS CERTIFICAMOS QUE OS RESULTADOS AQUI ESCRITOS ESTÁO CORRETOS E QUE AS PEÇAS DE TESTE FORAM PREPARADAS, SOLDADAS E TESTADAS EM ACORDO COM OS REQUISITOS DO CÓDIGO ASME SEÇAO IX EDIÇAO 98. Inspetor de Soldageni

- 20

- 20

- 20

Chefe Controle Qualidade

20

18

22

Fiscalização

N/ A M A

N/A N/ A

NiA N/A

NIA

NIA

N/A

NIA

NIA

N/ A

L"",, 7 FBTS Curso de Inspetor de Soldagem - D

2.3 - Instruções de Execução e Inspeção da Soldagem

Por suas caraderisticas, é um instrumento de uso diário do I e inspeção da soldagem.

Esk documento é elaborado a partir dos desenhos d procedimentos de soldagem qualificados e requisitos

Ele é composto basicamente de três partes:

a serem soldadas.

r Parte 2 - Parâmetros principais da oper os procedimentos de soldagem da executante qualificados, pa

preenchimento são obtidos na nor e fabricação e montagens do equipamento.

ANEXOS:

Norma base: Norma Pe

6 - Formulário de lnstr

7 - Exemplo do for e Inspeção da Soldagem, preenchido.

ções de Execução e Inspeção de Soldagem" é


ANEXO 5

INSTRUÇÕES DE PREENCHIMENTO DO FORMULARIO

INSTRUÇÕES DE EXECUÇÃO E INSPEÇAO DE SOLDAGEM

CONDIÇÃO GERAL:

Para preencher a legenda do formulário, obedecer a norma N-381

1. Para o preenchimento das colunas "PROCESSO DE SOLDAGEM" , "TECNICA E w ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Ã ~ DE SOLDAGEM" devem ser utilizados os códigos constantes deste formulário.

2. No caso de "DEPOSIÇÃO oscilante deve constar no formulário o valor máximo de oscilação.

3. A seqüência de execução da solda deve, sempre que necessário, ser indicada no "CROQUIS DA JUNTA''.

4. Nas colunas v ~ ~ ~ ~ ~ ç Ã ~ u devem ser indicados a extensão do exame aplicável, em percentagem, e o código, apresentado neste formulário, para a responsabilidade pela execução do exame e pela fiscalização, em cada caso.

5. No caso de ensaio de dureza, teste por pontos, etc, deve ser utilizada a coluna "OUTROS TESTES".


ANEXO 6 - Instruções de Execução e Inspeção de Soldagem


ANEXO 6 - Instruções de Execução e Inspeção de Soldagem (continuação)


ANEXO 7 - Instruções de Execução e Inspeção de Soldagem

I TOPO I I TOPO I TOPO I TOPO

Curso de inspetor de Soldagem - Documentos Técnicos

ANEXO 8 REGISTRO DE QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES/OPERADORES DE SOLDAGEM

( COM BASE NA NORMA ASME SEÇÃO IX)

EMPRESA: Nome do Soldador: Matricula: Sinete: Processo(s) de Soldagem: Tipo: EPS utilizada para qualificação No Material de Base: Espessura(mm):

I Variáveis Manual ou Semiautomático para cada Processo(QW - 350) Valores Reais Faixa Qualificada I Backing(Meta1, Metal de Solda, Soldagem em ambos os lados, Fluxos, etc.) (QW -402) No P(ASME) com No P(ASME) ( QW-403) ( ) Chapa ( ) Tubo (indicar diâmetro, se utilizado tubo) Especificação Material de Adição(SFA): Classificação( QW 404) No F do Metal de Adição: Inserto Consumível para TIG ou PAW: Espessura do depósito (mm): Posição de Soldagem(lG, 2G, 5G, etc.):(QW 405) Progressão( AscendenteDescendente): Gás de Purga para TIG, PAW ou MAG: Gás combustível para OX: (QW 408) Tipo de Transferência para MAG: (QW 409) Tipo de CorrentePolaridade para soldagem TIG:

Variáveis da Máquina de Soldagem para cada Processo utilizado:(QW 360) Valores Reais Faixa Qualificada

Controle visual remotoidireto: Controle automático de Tensão(T1G): Ajuste automático do Cursor: Posição de Soldagem(lG, 5G, etc.): Inserto Consumível: Backing (Metal, Metal de Solda, Soldagem em ambos os lados: Fluxos: etc.)

RESULTADO DO ENSAIO DE DOBRAMENTO Tipos de Ensaio de Dobramento

QW 462.2 (Lateral) QW 462.3(a) Tipo ( Transversal. Raiz & Face) ( ) QW 462.3(b) ( Longitudinal Raiz & Face) I

Resultado do Exame Visual (QW - 302.4):

Resultado do Ensaio Radiogáfico (QW - 304 e QW - 305): ( Alternativa para qualificação de juntas chanfradas por Radiografia)

Solda em Ângulo: Ensaio de Fratura: Comprimento e percentual de Defeitos: Macrografia (Fusão): Dimensões da Perna de Solda: ConcavidadelConvexidade:

Acompanhamentoi Exame Visual de Soldagem executado por : I Ensaios Mecânicos executador por: I Kós certificamos que os resultados aqui descritos estão corretos e que as peças de teste foram preparadas. soldadas e ensaiadas em acordo com os requisitos do Código ASME Seção IX Edição 1995.

Inspetor de Soldagem Chefe Controle Qualidade Fiscalização


2.5 - Relação de SoldadoreslOperadores de Soldagem Qualificados

É um documento técnico com informações resumidas de abrangência das qualificações dos soldadores e operadores de soldagem qualificados.

O resumo contido nesta relação fornece ao Inspetor de Soldagem os dados que possibilitam saber, de modo rápido, se os soldadores e operadores de soldagem estão trabalhando dentro dos limites da qualificação.

O preenchimento desta relação é feito com os dados dos Registros de Qualificaçáo de Soldadores e Operadores de Soldagem.

ANEXOS:

10 - Modelo de Formulário Relação de Soldadores/Operadores de Soldagem Qualificados. Norma base: Petrobras N - 2301 ;

I I - Exemplo do Formulário Relação de Soldadores/Operadores de Soldagem Qualificados. Norma base: Petrobras N-230 1.


ANEXO 11

RELAÇÃO DE SOLDADORESIOPERADORES DE SOLDAGEM QUALLFICADOS 1

LEGENDA:

ER - Eletrodo Revestido

TIG - Eletrodo de Tungstênio com Gás Inerte

I MIGAíAG - Eletrodo Nú com Gás Iiicrte ou Ativo

I AS - Arco Submerso

GAS - Oxiacetileno

I AT - Arame Tubular

OBSERVAÇÃO: 1 - Soldagem de F1. F2 e F3 somente com cobre-junta

2- Soldagem de F1. F2. F3 e F4

3 - Soldagem de Fl e F2 somente com cobre-junta

4- Transparência por curto circuíto

5- Argônio 99.9% - a supressão do gás de purga é permitida, desde que, a soldagem seja executa por ambos os lados dajunta ou utilizado uma chapa cobre-junta.

6- Controle \.isual/direro

7- Passes múltiplos

Curso de Inspetor de Soldagern - Documentos Técnicos

ANEXO 12

No do s~kladorf Operador

I

No

Data CONTROLE DE DESEMPENHO DE

SOLDADORES/OPERADORES DE SOLDAGEM RADIOGRAFIA EIOU ULTRA-SOM

Folha I

Semana a Acumulado

%

%

Radiog. Tiradas

Comprim. Inspecionado Ultra-som

(mm)

Radiog.Tiadas Comprim.

Inspecionado Ultra-

Som (mm)

Reprovadas Comprim.

Aberto (mm)

% Anterior

YO

Anterior

Reprovadas Comprim.

Aberto (mm)

% Atualizadas

YO

Atualizadas


2.7 - Relatório de Inspeção do Produto

O relatório de inspeção e um documento que deve conter informações técnicas, detalhadas, sobre resultados de inspeções em equipamentos ou peças.

As informações devem ser registradas de maneira clara e precisa e dentro da seguinte seqüência:

- Descrição do equipamento ou produto;

- Objetivo da inspeção;

- Comentário elou resultados da inspeção;

- Conclusões.

O formulário para relatório de inspeção pode ser padronizado para atividades específicas (Ex. inspeção de recebimento, exame visual, etc.) ou para uso geral.

ANEXOS:

14 - Modelo de formulário para Relatório de Inspeção do Produto;

15 - Exemplo de Relatório de Inspeção do Produto.


ANEXO 15

Exemplo

RELAT6RIO DE INSPEÇÃO CONTROLE DE QUALIDADE

EQUIPAMENTO 1 AREA 1 MONTAWRA \ 530 V A WTT ARC 530 000 003/80

LíL] - INSPEMO üE ROTINA

PRESS. PROJETO TEMP. PROJETO PRESS. TESTE D

PARA

Gorso de Inspetor de

3 - SISTEMAS DE ARQUIVAMENTO DE DOCUMENTAÇÃO

O Inspetor de Soldagem deve manter sob o seu controle o arquivo da sei

r Especificaçóes de Procedimentos de Soldagem;

e Registros da Qualificação de Procedimentos de Soldagem

r Registros de Qualificação de Soldadores/Operadores de 8

e Procedimentos de Tratamento Térmico;

Instruções de Execução e Inspeção da Soldage

Relação de SoldadoreslOperadores de Solda!

Controle de Desempenho de SoldadoreslO~

Relatórios de Inspeção;

Certificados de Qualidade de Mater

O arquivamento deve ser feito, mações possam recuperadas.

Está apresentando a seguir, organizado.

Os documentos podem ser

1 - Documentos de uso

Exemplo:

ser rapidamente

um sistema de arquivamento pode ser

da sua aplicação:

s equipamentos ou vários deles:

edimentos de Soldagem;

oldadoreslOperadores de Soldagem;

peradores de Soldagem Qualificados;

o de SoldadoreslOperadores de Soldagem.

específico, aplicáveis a determinados equipamentos:

e Execução e Inspeção de Soldagem;


Relatórios de Inspeção;

e Certificados de Qualidade de Materiais e Consumíveis;

e Procedimentos de Tratamento Térmico.

Esta classificação sugerida é variável em função das características específicas de cada serviço. Se a classificação sugerida é aplicável, o arquivo poderia ser construído das seguintes pastas:

Pasta no 1 .I - Procedimentos de Soldagern

Contendo as Especificações dos Procedimentos de Soldagem com os respectivos Registros da Qualificação.

Pasta no 1.2 - SoldadoreslOperadores de Soldagem

Contendo os Registros das Qualificações, a Relação dos SoldadoreslOperadores Qualificados e o Controle de Desempenho.

Pasta no 2.1 - Equipamento " X

Contendo as Instruções de Execução e Inspeção da Soldagem, Relatórios de Inspeção, Certificados de Qualidade de Materiais e consumíveis e Procedimento de Tratamento Térmico.

Pasta 2.2 - em diante: idem a pasta 2.1, sendo uma para cada equipamento.

Pode-se observar que um sistema assim organizado torna as informações facilmente recuperáveis, além de simplificar o arquivamento dos documentos técnicos.

16a Edição 2009

1. Reconhecer e identificar os fatores no

2 Adotar as med~das de segurança erações de corte e soldagem,

3 Conhecer os equipamentos

s de segurança a serem util~zados e sua corret

i - FATORES DE RISCO EM OPERAÇÕES DE SOLDA I . 1 - Radiação 1.2 - Calor 1 3 - Ruido I 4 - Fumos e gases 1 5 - Eletricidade

2 - AMBIENTE DE SOLDAGEM 2.1 - Lay-out 2.2 - Piso 2 3 - Pintura 2 4 - Iluminação 2 5 - Ventilação 2 6 - Exaustão 2 7 - Equipamentos de Soldage 05

06 ção Ocular e Fac 06

OSPROCESSOSDESOLDAGEM

1 - FATORES DE RISCO EM OPERACÕES DE SOLDAGEM E CORTE

agindo sobre a pele, provocam efeito de

como: conjuntivite, irritação das pálpebras, cegueira temporária ção prolongada ou repetida, os danos serão maiores, podendo o

trar a que melhor se adapte sem,

Os óculos de proteção se olhos de respingos e fragmentos de escória, projetados durante

Caso existam outras

erações de soldagem ou corte. Seu controle é fácil, açao do ambiente, que será igualmente útil em relação a do que se deve ter é em relação a projeção de centelhas ir distâncias consideráveis. Em contato com a pele do

nte uma queimadura. Portanto, as roupas devem ser e as calças não devem conter dobras para fora, para que o

elas. As luvas devem ser de raspa de couro com proteção para atenção a presença de materiais combustíveis ou líquidos

1

Curso de Inspetor de Soldagem - Proteção na Soldagem 7 L 1 ~ B ~ ~

de serem inseridos no canal auditivo, evitando-se, desta forma, infecções. Seu manuseio deve ser feito com as mãos limpas.

Muitas vezes o ruído é presença constante no ambiente de trabalho devido a outras operações. É sempre mais vantajoso procurar eliminar o problema na origem (por exemplo, isolando o agente causador em cabines), adotando-se uma atitude preventiva e evitando-se problemas decorrentes da utilização inadequada ou mesmo da não utilização de equipamentos individuais de proteção. A perda da audição é gradual, podendo não ser percebida no início, porém, sendo um processo cumulativo, torna-se um dano irrecuperável.

1.4 - FUMOS E GASES Os gases empregados nas operações de soldagem bem como os fumos emanados das peças ou consumíveis podem provocar riscos a saúde do soldador e de outros profissionais que trabalham na área, devido a presença de elementos químicos tais como carbono, cobre, cobalto, alumínio, níquel, fluoretos, zinco, manganês entre outros. Além disso, a fumaça desprendida durante a soldagem pode conter partículas sólidas também prejudiciais a saúde. Os efeitos da exposição aos fumos, ainda que temporários são: tonteiras, náuseas, irritação dos olhos e pele. Uma exposição constante, entretanto, pode conduzir a doenças crônicas tais como a siderose (acúmulo de ferro nos pulmões). A tabela 15.1 mostra os valores toleráveis e os efeitos de partículas, fumos e óxidos metálicos, recomendados pela American Welding Society.

Tabela 15.1 - Efeitos de partículas, fumos e óxidos metálicos, conforme a Ocupacional Safety

Elemento

Alumínio Cádmio Cromo Cobre fluoretos (fluxos) Ferro Chumbo Magnésio Manganês Níquel Vanadio Zinco Monóxido de carbono

I Óxidos nitrosos

and Health Administration.

ND - nã&determinado A. Inflamação do sistema respiratório e pulmão: dores de cabeça, letargia, irritaçáo dos olhos, fluido no

pulmão; B. Febre devido ao fumo: sabor de metal, calafrios, sede, febre, dor muscular, fadiga, dor de cabeça,

náuseas, após 3 dias desaparecimento dos sintomas. C. Bronquite crônica D. Distúrbios visuais E. Crise de asma (quando em presença de elementos alérgicos) F. Edema pulmonar G. Enfisema H. Intoxicação I. Gastrite (inflamação do estômago e intestino) J. Dispnéia (dificuldade de respiração, "falta de ar") K. Manganismo (efeitos neurológicos semelhantes ao "Mal de Parkinson") L. Anemia M. Nefrite crônica (inflamação dos rins) N. Possibilidade de câncer

Valores Limites Toleráveis (mglm3 18 horas)

Ozônio

10. Aumento da densidade dos ossos e ligamentos 1 nota: Dados obtidos de "Effects of Welding on Health", American Welding Society, 1979

Efeitos

0 2 A, E, F

ND A, F

*2500 mglm5 é FATAL

N maloria dos gases de proteção nao apresentam tox~dade, porém pode ocupar o lugar do oxigênio na atmosfera. cujos sintomas são tonteira, inc A radiação ultravioleta, muito intensa nos processos TIG e MIGIMAG desengraxantes utilizados na limpeza das peças, como o tricloroeti além de ser grande auxiliar na formação de ozônio e Óxidos nitrosos, nos olhos e inflamações no nariz e garganta.

Um cuidado especial deve ser tomado em relação ao nas brasagens com ligas de prata. Mesmo uma rápida letal, com inicio dos sintomas em uma hora, sobrevindo a m -

I .5 - ELETRICIDADE A eletricidade, hoje presente na imensa maioria dos processos de corte por fusão (corte a plasma), torna no

eletroencefalograma ou um eletrocardiograma. eletricidade for "conectada" ao nosso corp funcionamento. Essa interferência poderá s "formigamento" até a ocorrência de que provocando a morte. A Tabela 15.2 mostra o

15.1).

. -

o corpo humano é movido por impulsos elétri * . - .

fonte externa de interferir em seu

eletricidade que percorre o corpo humano,

umA ate s~

Esses efeitos são conseq ou seja, dependem da in função da tensão aplica

Obedecendo a Lei DE C

Iétrica, cuja unidade e o Ampère (A), e esta é

uanto maior a tensão, maior a corrente que fluirá pela

ra uma mesma tensão, a corrente aumentará se reduzirmos

com segurança, devemos possuir a MAIOR RESISTÊNCIA ar com a MENOR TENSÃO POSS~VEL.

seguida com a utilização de materiais chamados isolantes, que estão exão do equipamento a rede até o porta eletrodo, pistola ou tocha. roteger do contato com a peça-obra, que estará energizada durante a

Ira mais adequada e pela utilização de roupas isolantes, que deve estar em . Uma roupa úmida reduz acentuadamente as condições de segurança,

Curso de Inspetor de Soldagem - Proteção na Soldagem c 7 FeTt

Tabela 15.3 - Variação da resistência I Elemento Resistência oferecida (Ohm)

O choque da tensão primária do equipamento é muito mais perigoso, portanto, as tampas das máquinas não devem nunca ser removidas. Qualquer reparo deverá ser feito por pessoal especializado e a máquina deverá estar corretamente aterrada para, em caso de problema, oferecer a necessária proteção.

2 - AMBIENTE DE SOLDAGEM As operações de soldagem e corte, sempre que possível, devem ser realizadas em ambiente apropriado, especialmente projetado para oferecer a máxima condição de segurança, além de proporcionar conforto a pessoa que realiza a tarefa. Quando a operação for realizada "no campo" deve-se procurar reproduzir as condições ideais, tanto quanto possível. Os aspectos abaixo apresentados representam as condições mínimas para se ter um ambiente seguro e qualquer melhoramento será sempre bem recebido.

2.1 - LAY-OUT As passagens e rotas de fuga nos ambientes onde ocorrem as atividades de soldagem e corte, devem ser mantidas obrigatoriamente livres e desimpedidas. Equipamentos, cabos, mangueiras e demais anexos devem estar protegidos contra o calor intenso e salpicos. Para a proteção das demais pessoas que trabalham próximas a área de soldagem, deve ser providenciada a instalação de anteparos de madeira ou lona, em forma de cortina, biombo ou cabine. Qualquer material combustível ou inflamável deve ser removido das oficinas de soldagem e corte, que deve estar provida de um sistema de combate a incêndio. Em caso de impossibilidade de remoção, estes devem estar protegidos das chamas, centelhas e respingos de metal fundido.

2.2 - PISO Deve proporcionar um bom isolamento térmico. Deve ser de concreto antiderrapante ou com revestimento a prova de fogo.

2.3 - PINTURA Devem ser utilizadas cores frias e de baixa refletividade, como o cinza azulado que neutraliza a ação dos tons vermelhos resultantes das ações de soldagem e corte. Cores metálicas obviamente não são recomendadas.

2.4 - ILUMINAÇAO O tipo de iluminação depende do tamanho e do lay-out da oficina e a prática tem demonstrado a viabilidade de lâmpadas tubulares fluorescentes ou mistas. Quando houver boxes, estes devem estar providos de iluminação individual. A luz do dia, mais recomendada, ou artificial, devem incidir sobre a área de trabalho vinda do alto e por trás, reduzindo o ofuscamento e produzir uma luminosidade uniforme. O índice mínimo de iluminação é de 250 lux.

2.5 - VENTILAÇAO A ventilação natural é aceitável para operações em áreas não confinadas. Em oficinas de soldagem, para que ela ocorra de maneira efetiva, alguns pré-requisitos são necessários:

A ventilação transversal deve ser livre, sem bloqueios por paredes, divisórias ou outras barreiras;

r A altura do teto deve ser superior a 6 metros, necessária a criação de por convecção;

Se a ventilação natural for insuficiente, deverá ser adotado u renovar, no mínimo, 57 m3 de ar, por minuto. Sua instalação impedir a concentração de fumos em "zonas mortas" e o fluxo soldador, conforme tabela 15.4.

A concentração de substâncias tóxicas, gase local e tipo de material envolvido na oper Amostras de ar devem ser coletadas para refletir a qualidade do I envolvido. Quando um

Ia soldagem ou corte, não

2.6 - EXAUSTÃO

elementos contaminantes a tabela 15.5 mostra os valor

mpregados, pois alia vantagens econômicas a eficiência

ravés de filtros e devolvendo o ar filtrado para o interior da

elétricos devem estar com seu isolamento em boas condições, sem tegidas, e dimensionados corretamente para as condições de trabalho

5

Curso de inspetor de Soldagem - Proteção na Soldagem r 7 FBTS

As barras de cobre para proteção lateral na soldagem eletrogás devem ter espessura suficiente e refrigeração adequada para evitar sua fusão durante a soldagem.

3 - EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL Os equipamentos de proteção individual (EPI) são projetados com a finalidade de evitar ou amenizar lesões ou ainda doenças que possam ocorrer nas operações de corte e soldagem ou outras inerentes ao ambiente em que a tarefa for desenvolvida.

NOTA: Para este módulo será usado o termo "soldador" para designar tanto os soldadores quanto os operadores de soldagem e os operadores de corte.

3.1 - PROTEÇÃO OCULAR E FACIAL. Máscaras de soldador devem ser usadas pelos soldadores durante as operações de corte e soldagem a arco elétrico, exceto para a soldagem a arco submerso. Exemplos de máscaras de soldador podem ser vistas nas figuras 15.1, 15.2 e 15.3. Os óculos são também indispensáveis ao equipamento do soldador, como também para todos aqueles que devem trabalhar próximos aos locais em que se esteja realizando os serviços, como aprendizes, mestres, inspetores, a fim de proporcionar segurança contra os danos causados pelas radiações e por objetos projetados por operações de corte ou soldagem adjacentes. Nas operações de corte e soldagem a gás, deve-se também usar óculos com lentes e filtros adequados para proteção.

Figura Máscara Soldador com Empunhadura Manual Elmo Portátil.

Figura 15.2 - Máscara de Soldador com Fixação por Carneira e Visor Fixo,

Figura 15.3 - Máscara de Soldador com Fixa

3.1 .I - Área Protegida Pelos Equipamentos As mascaras de soldador protegem a face, tes radiações de energia emitidas diretamente pelo arco e contra salpic

3.1.2 - Materiais Utilizados na Fabricaçã leves, isolantes térmicos e

elétricos, não-combustíveis ou auto-ext apacetes e máscaras, como também os óculos, devem ter a possibi

Na altura dos olhos do sol uma abertura ou visor do qual o soldador observa o arco a fixação dos filtros e lentes de

o e substituição destes elementos. A por carneira e visor articulado sobre a

e deixar o soldador com as mãos livres, pois não requer suporte

3.1.4 - Ventilação Os óculos devem

rotetores têm a função de absorver os raios infravermelhos e de lesões que poderiam ser ocasionadas por estes raios. A ões também diminui a intensidade da luz, o que faz com que o

Curso de Inspetor de Soldagem - Proteção na Soldagem LI, 7 FBTS

Lente Filtrante 'e Lente de Cobertura

ulmv~olstr inVirív.1$,

Figura 15.4 - Ação da Lente Filtrante

(a) Identificação As lentes fíltrantes são marcadas pelo fabricante, a fim de que possam, por meio de leitura, ser facilmente identificadas. Em adição, quando elas são tratadas para ter resistência ao impacto, são marcadas com a letra "H", para designar tal resistência.

(b) Guia para seleção das lentes filtrantes A Tabela 15.6 a seguir, sugere os tipos de lentes filtrantes a serem utilizados em função dos vários processos de soldagem e de corte.

Observar que o no da lente filtrante - a numeração é padronizada - é tanto maior quanto maior for a proteção conferida pelo mesmo.

O uso de proteção em excesso, ou seja, o uso da lente filtrante com número acima do necessário, embora confira excelente proteção aos olhos, dificulta a execução da soldagem ou corte, pois a visualização do local a soldar fica dificultada.

Tabela 15.6 - Seleção de Lentes Filtrantes de Proteção

3.1.7 - Manutenção As máscaras de solda, óculos de proteção, assim como todos os EPI necessários para um trabalho seguro são de uso pessoal e intransferível para outras pessoas, a menos que sejam submetidos a rigorosos critérios de limpeza, manutenção e desinfecção.

PROCESSOIOPERAÇÃO DE SOLDAGEM

Eletrodo revestido - diâmetro até 4mm

Eletrodo revestido - diâmetro de 4,8 até 6,4mm Eletrodo revestido - diâmetro acima de 6,4mm TI G MIGIMAG Soldagem a gás - espessuras até 3,2mm Soldagem a gás - espessuras de 3,2mm até 12,7mm Soldagem a gás - espessuras acima de 12,7mm Corte (leve) - espessuras até 25mm Corte (médio) - espessuras de 25 até 150mm Corte (pesado) - espessuras acima de 150mm

SUGESTAO PARA O No

DE LENTE FILTRANTE

10 12 14 12 12

4 ou 5 5 ou 6 6 0 u 8 3 ou 4 4 ou 5 5 ou 6

3.2 - VESTUARIO DE PROTEÇÃO

Figura 15.5 - Soldador com o áscara do Soldador

3.2.1 - Luvas

de couro, luvas de vaqueta ou luvas de couro de porco. Para r usadas luvas de couro ou outro material

3.2.2 - Macacões, Devem ser usados

e todos os bolsos eliminados. As roupas devem ser escuras para para o rosto sob a máscara;

pas feitas a partir de nylon ou poliéster, apesar de não queimarem tão e algodão, queimam-se e derretem formando uma massa plástica quente

Curso de Inspetor de Soldagem - Proteção na Soldagem

3.2.3 - Vestuário Tratado Quimicamente São também utilizadas vestimentas de materiais tratados com retardadores de fogo. Esta característica não é permanente e, após cada lavagem ou limpeza, as vestimentas devem sofrer um novo tratamento. É comum o tratamento químico do amianto a fim de reduzir a sua combustibilidade.

3.2.4 - Capuz ou Gorro Para a Cabeça Durante as operações de corte ou soldagem, aumenta-se a probabilidade de ocorrerem lesões e queimaduras na cabeça do soldador. Capuzes ou Gorros devem ser fabricados em couro ou outro material resistente ao fogo.

3.2.5 - Botina Todos os soldadores, operadores de solda e corte devem proteger seus pés, através do uso de botinas de segurança com biqueira de aço, solado injetado e sem cadarços (fixação por elásticos laterais) como um EPI de uso obrigatório.

3.2.6 - Protetores Auriculares Os protetores auriculares devem ser utilizados pelos soldadores nos lugares determinados pelo setor de segurança no interior da fábrica. Tais protetores podem ser do tipo "plugue de inserção" ou tipo "fone de ouvido"(concha).

3.3 - EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÁO RESPIRATÓRIA A utilização destes equipamentos se faz necessária quando ocorrem operações de soldagem e corte em áreas confinadas, ou quando são usados processos elou materiais com alto teor tóxico, portanto, sempre nas ocasiões em que o oxigênio for deficiente ou houver acumulaçáo de gases tóxicos. Um equipamento de respiração individual deve sempre ter uma boa manutenção e quando for transferido de um trabalhador para outro, deve ser devidamente desinfectado. Em áreas grandes e bem ventiladas (ao ar livre), onde se corta ou solda o aço carbono limpo (sem pintura ou produtos químicos de cobertura), com ou sem proteção de gás inerte, existem riscos mínimos a saúde.

Em áreas confinadas, tais como: tanques, flares, esferas, silos, vasos em geral, dutos, pernas de jaqueta (plataformas de petróleo), etc., deve-se providenciar, obrigatoriamente, exaustão local e ventilação geral para manter a concentração de gases tóxicos, fumos e poeiras abaixo das concentrações consideradas nocivas.

Se os poluentes atmosféricos estiverem dentro dos limites de tolerância, ou porque o trabalho é intermitente, ou por outras razões, os soldadores não precisam usar equipamentos de proteção respiratória. Se, por outro lado, houver superação dos limites de tolerância estabelecidos, ou se houver deficiência de oxigênio, deverá ser previsto, obrigatoriamente, um sistema de "ar mandado", com máscaras (respiradores) tipo queixo (especialmente fabricado em conjugação com a máscara de solda) ou um equipamento autônomo de proteção respiratória.

O "ar mandado" deverá ser limpo, sem contaminação (inclusive de óleo do compressor de ar), dando-se preferência a um ventilador externo que canalize o ar por mangueiras adequadas.

Sob nenhuma hipótese poderá ser utilizado oxigênio para ventilar ou purificar qualquer ambiente, sob risco de uma explosão ambienta1 (utilizar ar comprimido).

Quando o corte ou solda envolver metais de base com cobertura contendo elementos como zinco, berílio, chumbo, cádmio e seus compostos, deverá haver uma ventilação geral e exaustão local para manter os poluentes atmosféricos em concentração abaixo dos limites de tolerância estabelecidos.

Trabalhos de corte e soldagem ao ar livre envolvendo chumbo, mercúrio e cádmio devem ser feitos obrigatoriamente com sistemas de proteção (respiradores com filtro).

4 - CUIDADOS PARTICUMRES AOS PROCESSOS DE SOLDAGEM

4.1 - SOLDACEM A ARCO ELÉTRICO Para operações seguras dos equipamentos, devem ser seguid fabricantes destes, e o soldador deve ser instruído de acordo com as

Antes de iniciar uma operação, todos os cabos e co

para verificar se os cabos se encontram secos e livres

má qualidade do isolamento e da condutividade. I

choques elétricos.

Um bom cabo terra deve ser utilizado para se eças metálicas sobre as quais o soldador realiza a soldagem. N para aterramento em correntes, arames, guindastes, guinchos e

I, deve desconectar o alicate de eletrodo da fonte de energia O soldador nunca deve enrolar m volta de partes do seu corpo.

em água. Devem porém ser bem

Quando uma máquina de entação elétrica do equipamento deve ser desconectada.

elétricos, pois é do Por mais alta que causado se todas

sso uma ventilação adequada é imprescindível para tais

estar bem familiarizados com as instruções fornecidas pelo

I I

Curso de Inspetor de Soldagem - Proteção na Soldagem r 7 FeTs

As precauções com os cabos e conexões, citadas no item 4.1, aplicam-se, também, a este processo de soldagem .

4.3 - SOLDAGEM TIG Na soldagem por este processo, devem ser observadas as mesmas precauções que são aplicáveis para qualquer outra operação de soldagem elétrica. O soldador deve usar uma máscara de soldador com uma lente filtrante, que será escolhida em função da intensidade do arco. Nesta soldagem, a quantidade de radiação ultravioleta liberada é bastante grande. A Tabela 15.7 lista as lentes filtrantes recomendadas para diferentes faixas de corrente. Partes da pele diretamente expostas a tais radiações queimam-se rapidamente, o que exige maiores precauções. Estas radiações têm a capacidade de decompor solventes, liberando gases bastante tóxicos. Portanto, em ambientes confinados, deve-se ter cuidado para que não haja solventes nas imediações. As máquinas que fornecem energia para o arco devem ser desconectadas eletricamente quando das trocas de eletrodos da tocha.

Tabela 15.4 - Lentes Filtrantes para soldagem TIG

FILTRO No

6 8 10 12 14

4.4 - SOLDAGEM E CORTE A GÁS O oxigênio sob alta pressão pode reagir violentamente com óleo ou graxa. Logo, as válvulas que fazem a sua regulagem devem ser isentas destes materiais. Os cilindros nunca devem ser estocados próximos a materiais combustíveis, pois embora não se incendeiem ou explodam sozinhos, ajudam a manter a combustão dos materiais combustíveis.

INTENSIDADE DE CORRENTE DE SOLDAGEM(A)

até 30 de 30 até 75

de 75 até 200 de 200 até 400 acima de 400

O oxigênio nunca deve ser usado para limpar roupas ou para ventilar espaços confinados. O acetileno é um gás altamente combustível e é preciso, portanto, que seja guardado longe do fogo, em locais limpos e secos, com boa ventilação e protegido contra aumentos excessivos de temperatura. Os cilindros precisam ser estocados e utilizados com válvulas de segurança, em local livre de outros combustíveis. Cilindros de outros gases combustíveis devem ser manuseados com estes mesmos cuidados.

Os cilindros de gases liquefeitos são construidos com paredes duplas, existindo um vácuo entre a parede interna e parede externa. Por isso eles devem ser manuseados com extremo cuidado para prevenir danos na tubulação interna, que poderia provocar a perda do vácuo. Tais cilindros devem sempre ser transportados e utilizados na posição vertical, pois podem tornar-se perigosos se virados de cabeça para baixo; todos os cuidados devem ser tomados para se evitar tal possibilidade. Cilindros de acetíleno, em particular, devem ser usados na posição vertical. Como prática padrão, deve-se prender o cilindro em um suporte rígido, o qual pode ter rodas para facilitar a locomoção e posicionamento.

Somente reguladores, válvulas e mangueiras projetadas especialmente para servirem a equipamentos de soldagem devem ser utilizados. Todas as conexões e mangueiras devem ser firmes, bem apertadas e livres de furos e rasgos. O regulador de oxigênio deve sempre estar limpo e o regulador de pressão deve estar completamente fechado antes da abertura do cilindro ou da válvula da tubulação interna. Combustão interna ou retrocesso de chama pode ocorrer se for falho o purgamento das mangueiras antes do acendimento da tocha, ou devido ao superaquecimento da extremidade da tocha. Retrocessos são as queimas dentro ou além da câmara de mistura da tocha. É uma condição grave, e pode ser realizada uma ação corretiva para

apostila fbtsvol2.pdf

Documents