Qualificação de Procedimento

INSPEÇÃO DE SOLDAGEM Qualificação de Procedimentos de Soldagem e de Soldadores

Qualificação de Procedimentos de Soldagem e Soldadores
Definições
Peça de Teste
Chapa ou tubo de teste
Chapa ou Tubo de Teste
Peça soldada para a qualificação de procedimento de soldagem da executante ou de soldadores ou operadores de soldagem
Chapa de Teste de Produção
Chapa soldada nas mesmas condições de uma junta soldada do equipamento, com a finalidade de executar ensaios mecânicos, químicos, metalográficos, ou não destrutivos.
Equipamento
Produto da fabricação, construção e/ou montagem soldada tais como: equipamento de caldeiraria, tubulação, estruturas metálicas industriais, estruturas metálicas marítimas, oleodutos e gasodutos.

Definições
Variáveis essenciais : se alteradas requerem a requalificação.
Variáveis essenciais suplementares : se alteradas requerem a requalificação, mas somente passam a ser essenciais se o ensaio de impacto é requerido na qualificação.
Variáveis não-essenciais : Se alteradas não requerem a requalificação (se alteradas requerem a revisão do procedimento)

Procedimento de Soldagem
Documento que estabelece todos os itens importantes, que devem ser considerados na união de juntas por soldagem.
Contém limites ou faixas de parâmetros tais como:
Tipo de corrente
Espessura do metal base
Tipo de metal base
Tipo de consumível
Um procedimento de soldagem é válido somente dentro dos limites nele estabelecidos.
Se um procedimento de soldagem não pode produzir soldas de boa qualidade, sem que os limites sejam ultrapassados, então um outro procedimento de soldagem deve ser utilizado.
Em geral as normas requerem que o procedimento de soldagem seja qualificado.

Qualificação de Procedimentos de Soldagem

Qualificação do Procedimento de Soldagem
Materiais utilizados na fabricação de equipamentos têm propriedades mecânicas conhecidas.
Projeto é feito com base nas propriedades mecânicas dos materiais.
Fabricação por soldagem é necessário garantir que a união dos materiais resista da mesma forma que os materiais empregados.
Não é suficiente conhecer as propriedades individuais dos metais de base e dos consumíveis. É necessário conhecer as propriedades da junta soldada.

Método através do qual um procedimento é provado adequado para produzir juntas soldadas com qualidade satisfatória.
Feita através da soldagem de peças de teste, de acordo com um procedimento de soldagem previamente estabelecido, e pela avaliação dos resultados dos ensaios em corpos de prova extraídos da peça de teste.
A avaliação dos resultados dos ensaios mecânicos é feita por comparação dos resultados com o critério estabelecido pela norma de qualificação.

Em alguns casos é permitido o uso de procedimentos pré-qualificados.
Procedimentos pré qualificados
Experiência e familiarização com certos materiais e consumíveis, tenha provado a adequação de um procedimento específico, através de serviços executados há um longo período de tempo.
Não é necessária a execução dos testes de qualificação.
Uso somente quando permitido pela norma de qualificação, especificações, norma de fabricação, etc.

Normas de Qualificação
ASME Section IX – Welding and Brazing Qualifications
Aplicável a equipamentos como: caldeiras, vasos e pressão, componentes nucleares. Todas as seções da norma ASME Boiler and Pressure Vessels, chamam a Section IX para as qualificações de soldagem.
API Std 1104 – Standart for Welding Pipelines and Related Facilities
Utilização exclusiva para soldagem de oleodutos e gasodutos.
AWS D1.1 – AWS Strucutural Welding Code – Steel
Requisitos de qualificação para equipamentos projetados e construídos conforme a norma AWS D1.1.

Normas de Qualificação
NORMAS DE PROJETO NORMAS DE QUALIFICAÇÃO ASME I Caldeiras ASME IX ASME III Componentes nucleares ASME IX ASME VIII Vasos de pressão ASME IX ASME B31.1 Tubulação de vapor ASME IX ASME B31.3 Tubulação química ASME IX ASME B31.4 Tubulação de transporte de petróleo ASME IX ou API 1104 ASME B31.8 Tubulação de transmissão e distribuição de gás ASME IX ou API 1104 API 620 Tanque de armazenamento ASME IX API 650 Tanque de armazenamento de óleo ASME IX AWS D1.1 Estrutura metálica AWS D1.1

Preparação das peças de teste
Conforme requisitos da norma de qualificação
Tipo de peça de teste
Tubo, chapa ou combinação
O tipo nem sempre é variável essencial
Em geral é representativa do trabalho a ser executado
Material da peça de teste
De modo geral deve ser do mesmo material do equipamento a soldar
Para diminuir o número de qualificações as normas definem exceções
Norma ASME IX = “P” number (semelhança em propriedades mecânicas, composição química e soldabilidade)
Norma API 1104 = Agrupamento por limite de escoamento

Dimensões da peça de teste
Devem permitir a retirada de todos os corpos de prova previstos
Devem possibilitar a execução dos ensaios (Ex. corpo de prova ensaio de tração)
Norma ASME = não determina as dimensões mas mostra a distribuição dos CPs. As dimensões da peça de teste são obtidas pela soma das dimensões dos CPS.
Norma AWS = estabelece as dimensões mínimas

Espessura da peça de teste
Um dos parâmetros mais importantes
Espessura da peça de teste determina a faixa de espessuras do procedimento qualificado.
Em geral deve ser (no mínimo) a metade da espessura máxima a ser soldada

Diâmetro da peça de teste
Quando a peça de teste for um tubo deve ser analisada a influência do diâmetro na validade da qualificação.
Norma ASME IX = Diâmetro só é variável essencial para qualificação de soldadores
Norma AWS D1.1 = É variável essencial para procedimento e para soldadores.

Posição de soldagem
Tem influência na energia de soldagem na dificuldade de execução das soldas.
Norma ASME IX – Para procedimento só é variável essencial se tem ensaio de impacto. Para soldador é variável essencial.
Norma AWS D1.1 – É variável essencial para procedimento e para soldador
Norma API 1104 – É variável essencial para procedimento e para soldador.
Na escolha da posição de soldagem se busca verificar se por exemplo uma posição qualifica outras (Ex. ASME posição 6G qualifica todas posições para soldador)

Consumível de soldagem
É sempre variável essencial
Escolha correta garante as propriedades mecânicas da junta soldada.
Para reduzir a quantidade de qualificações as normas estabelecem grupos:
ASME IX – “F” number
AWS D1.1 – correlacionados com os grupos de metais de base
API 1104 – 11 grupos de consumíveis

Consumível de soldagem (ASME – Número “F” )
F nº ESPECIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO OBSERVAÇÕES 1 SFA-5.1 e 5.5 EXX20/22/24/27/28 Eletrodos diversos revestimentos posição plana e horizontal 2 SFA-5.1 e 5.5 EXX12/13/14 Eletrodos revestimento rutílico 3 SFA-5.1 e 5.5 EXX10/11 Eletrodos revestimento celulósico 4 SFA-5.1 e 5.5 EXX15/16/18/48 Eletrodos revestimento básico 4 SFA-5.4 EXXX-15/16/17/25/26 Todos eletrodos exceto austeníticos 5 SFA-5.4 EXXX-15/16/17/25/26 Só eletrodos austeníticos 6 Várias Várias Varetas e arames TIG/MIG/MAG/AT

Preparação da junta a ser soldada
Representativa das condições reais do equipamento a ser soldado.
Tipo e dimensões do chanfro, limpeza, dispositivos auxiliares de montagem devem ser equivalentes às condições reais.
Norma AWS D1.1 – Tipo de chanfro é variável essencial

Remoção dos corpos de prova
ASME IX

Qualificação de Procedimentos de Soldagem API 1104

Preparação dos corpos de prova
ASME IX

Preparação dos corpos de prova
API 1104

Chapa de teste de produção
Propriedade mecânica de resistência ao impacto é alterada em função da energia de soldagem, que depende diâmetro do eletrodo, posição de soldagem, fonte de energia, etc.
Alteração pode afetar comportamento do equipamento em baixas temperaturas.
Dependendo do tipo de material e temperatura de projeto a norma requer ensaio de impacto para a qualificação do procedimento de soldagem e em chapas de teste de produção.
Chapas de teste de produção são, se possível, colocadas como apêndice na junta a ser soldada (juntas longitudinais).
Chapas de teste de produção são soldadas simultaneamente Às juntas do equipamento.
São requeridas para cada posição de soldagem.
Podem ser requeridos outros ensaios além do ensaio de impacto.

Validade da qualificação
Depende dos requisitos das normas
Atividade importante do inspetor de soldagem é controlar para que os procedimentos somente sejam utilizados dentro da faixa de validade da qualificação.
Limites da qualificação são estabelecidos primeiramente pelas variáveis de soldagem.
Variáveis são condições de soldagem que, se mudadas, afetarão a qualidade das soldas.
Algumas norma diferenciam em importâncias as variáveis de soldagem (Ex. ASME IX)
Variáveis essenciais : se alteradas requerem a requalificação.
Variáveis essenciais suplementares : se alteradas requerem a requalificação, mas somente passam a ser essenciais se o ensaio de impacto é requerido na qualificação.
Variáveis não-essenciais : Se alteradas não requerem a requalificação (se alteradas requerem a revisão do procedimento)

Qualificação de Soldadores e Operadores de soldagem

Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem
Definição
Qualidade da solda depende da habilidade do elemento humano que executa a soldagem.
Testes de qualificação de soldadores e operadores de soldagem auxiliam o empregador a determinar o nível de competência que ele pode esperar do soldador ou operador de soldagem.
A qualificação demonstra a habilidade do profissional de produzir soldas aceitáveis, de acordo com um procedimento de soldagem.
A execução de ensaios na peça de teste determinarão se a peça atende aos requisitos previstos pela norma de qualificação.

Normas de qualificação
Mesmas normas que as indicadas para a qualificação de procedimentos.
Tipo de peça de teste
Pode ser tubo ou chapa ou combinação
Em geral representativa do trabalho a ser executado
Material da peça de teste
Se possível do mesmo material que a junta a ser soldada
Em geral a escolha do material da peça é mais abrangente que para a qualificação de procedimento de soldagem
Ex. ASME IX
Procedimento: Mesmo “P” number
Soldador: “P” number P1 a P11 e P4x

Dimensões conforme a norma de qualificação
Deve permitir a retirada dos CPS
Se permitido ensaio radiográfico o comprimento mínimo deve ser 152 mm

Deve ser escolhida de forma a não haver necessidade de outros testes.
Norma ASME IX somente limita a espessura máxima

Diâmetro da peça de teste
Tem influência na dificuldade de execução da soldagem
Quanto menor o diâmetro maior a dificuldade

Posição de soldagem

Consumível de soldagem

Validade da qualificação
Prazo
Somente perde a validade se:
Interromper atividades por determinado período (geralmente mais que 6 meses)
Variáveis essenciais
O profissional somente está qualificado dentro dos limites das variáveis essenciais
Falta de habilidade
O profissional perde a qualificação se for comprovada a falta de habilidade.
Nas áreas Petrobrás é controlado o desempenho do soldador através de ensaio radiográfico e/ou ultra-som

Ensaios usuais
Qualificação de Procedimento de soldagem
Ensaios visam verificar as propriedades mecânicas da junta soldada
Qualificação de soldadores
Ensaios visam determinar a existência ou não de descontinuidades reprovadas (defeitos)
Inspetor nível 2 determina quais ensaios a serem executados.
As normas definem o método de execução dos ensaios. Em geral executados conforme ASTM A370
As normas determinam dimensões para a máquina de ensaio de dobramento.

Ensaios usuais

Avaliação dos resultados
As normas estabelecem os critérios de aceitação para os ensaios requeridos.
O inspetor nível 1 acompanha a confecção do corpo de prova e os ensaios do mesmo.
O laudo e aprovação dos ensaios é dado pelo inspetor de soldagem nível 2.

Qualificação de Procedimento

by Anderson Santana

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