TCC - Vantagens da inspeção por END na fabricação de estruturas metálicas

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<p>Faculdade Anhanguera de Juiz de Fora</p><p>Marco Aurélio Rodrigues Segantini</p><p>Vantagens da inspeção por END na fabricação de estruturas metálicas para</p><p>uso de edificações, pontes, viadutos, mineração e polo petroquímico</p><p>Juiz de Fora</p><p>2024</p><p>Marco Aurélio Rodrigues Segantini</p><p>Vantagens da inspeção por END na fabricação de estruturas metálicas para</p><p>uso de edificações, pontes, viadutos, mineração e polo petroquímico</p><p>Pré-projeto de Pesquisa apresentado a</p><p>Faculdade Anhanguera de Juiz de Fora, como</p><p>parte dos requisitos obrigatórios para TCC1,</p><p>para aprovação do 9º período de engenharia</p><p>mecânica.</p><p>Professora: Camille Vicente</p><p>Juiz de Fora</p><p>2024</p><p>RESUMO</p><p>Garantir que a fabricação cumprirá o projeto é o principal objetivo da inspeção na</p><p>fase de fabricação de cada etapa dos equipamentos. Existe um corpo técnico</p><p>qualificado para cada etapa do processo, sendo esses inspetores regidos pelos</p><p>órgãos responsáveis: FBTS (Fundação Brasileira de Tecnologia da Soldagem),</p><p>ABEND (Associação Brasileira de Ensaio Não Destrutivo), onde cumprem rigorosos</p><p>requisitos para serem habilitados à função em questão. Partindo desse ponto, os</p><p>ensaios são destinados a comprovar a qualidade das amostras colhidas, do</p><p>percentual exigido pelo cliente e ou pela norma em vigor, atendendo as normas da</p><p>Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), as Normas Brasileiras (NBRs),</p><p>Petrobras (N – 0133 – Norma de Soldagem), American Welding Society (AWS),</p><p>American Society of Mechanical Engineers (ASME), etc. Para cada etapa do</p><p>processo é requerida a aplicação da norma pertinente ao ensaio. Faz-se necessária,</p><p>por exemplo, a utilização da norma AWS para confecção de estrutura em aço A36,</p><p>carbono e afins. Esta norma agrupa todos os requisitos necessários para fabricação</p><p>das peças de um prédio comercial de múltiplos andares, por exemplo. A matéria-</p><p>prima, corte, furação, consumíveis, montagem, soldagem e pintura são alguns dos</p><p>processos que possui a norma AWS como seus critérios de aceitação. Como a</p><p>norma AWS é internacional, isso nos traz uma grande vantagem, aumenta a</p><p>possibilidade de se fabricar um equipamento em qualquer parte do mundo com os</p><p>mesmos critérios normativos. A fabricação de estruturas metálicas utilizando o</p><p>processo de soldagem MIG/MAG aumentou a velocidade de soldagem com relação</p><p>ao processo eletrodo revestido e padronizando o aspecto visual dos cordões de</p><p>solda. Outra grande vantagem do processo é com relação aos cuidados com o</p><p>armazenamento dos consumíveis. Não há a necessidade de estufas para</p><p>acondicionamento dos arames de soldagem.</p><p>Palavras-chave: Soldagem. Ensaiada. Norma.</p><p>SUMÁRIO</p><p>1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 04</p><p>2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................ 05</p><p>2.1 O QUE SÃO ESTRUTURAS METÁLICAS E SEU EMPREGO ......................... 05</p><p>2.2 VANTAGENS DA INSPEÇÃO NA CONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS</p><p>METÁLICAS ....................................................................................................... 06</p><p>2.3 PROCESSO DE SOLDAGEM MANUAL MAIS PRODUTIVO MIG/MAG ........... 08</p><p>3 OBJETIVOS ...................................................................................................... 10</p><p>3.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................ 10</p><p>3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 10</p><p>4 JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 11</p><p>5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS .......................................................... 12</p><p>6 RESULTADOS ESPERADOS ........................................................................... 13</p><p>REFERÊNCIAS ................................................................................................. 14</p><p>4</p><p>1 INTRODUÇÃO</p><p>Antes da Revolução Industrial, era tudo sem padrão, tudo era produzido</p><p>conforme se aprendia com os pais. Após essa Revolução, houve a necessidade da</p><p>implantação de padronização dos produtos ditados pelos próprios fabricantes e a</p><p>criação de etapas de eliminação de defeitos. Personagens importantes dessa época</p><p>foram Taylor e Henry Ford. Entre 1930–1940, neste período consolidou a técnica da</p><p>estatística. Ainda, destacam-se os trabalhos do Joint Committee for Development of</p><p>Statistical Applications in Engineering and Manufacturing. Foram criados a partir</p><p>dessa conferência: American Society for Testing Material (ASTM), American Society</p><p>of Mechanical Engineers (ASME), entre outras (LOPES, 2007).</p><p>Devido ao modo de elasticidade do aço, gerando seções mais esbeltas nas</p><p>edificações, pode se obter melhores aproveitamentos dos espaços, incidindo sobre</p><p>as fundações menores pesos. Os perfis são construídos de forma padronizada, de</p><p>modo a garantir melhor acabamento e maior economia de material, devido à boa</p><p>aparência estética dos componentes, inclusive podendo os mesmos permanecer</p><p>expostos (PEREIRA, 2018).</p><p>2 REFERENCIAL TEÓRICO</p><p>2.1 O QUE SÃO ESTRUTURAS METÁLICAS E SEU EMPREGO</p><p>Estrutura metálica é um elemento cuja seção é completamente produzida em</p><p>aço, principalmente em aço carbono. A quantidade de carbono é importantíssima</p><p>para aumentar a resistência, mas em grandes quantidades fragiliza os mesmos. Por</p><p>isso é de grande relevância que o projeto seja realizado por profissionais</p><p>qualificados e que tenham sucesso na escolha do aço apropriado. São estruturas de</p><p>aço divididas em primárias e secundárias, classificadas de acordo com seu</p><p>emprego, por exemplo, colunas, vigas, treliças, tesouras, etc. Ganhou grande</p><p>destaque depois da 2ª Guerra Mundial e, devido a sua grande versatilidade, vem</p><p>dominando o mercado da construção civil (PEREIRA, 2018).</p><p>Qualquer grande projeto de construção usa aço como base, seja em</p><p>pequenos componentes ou em perfis beneficiados de grande porte. Aços como steel</p><p>frame, steel deck, pipe rack, seja com perfis laminados, soldados, tubos com ou sem</p><p>5</p><p>costuras, o fato é que o aço está sempre presente em todos os projetos de</p><p>construção civil e metalomecânico (FONSECA, 2014).</p><p>Figura 1 – Plataforma de petróleo Figura 2 – Ponte de estrutura metálica</p><p>Fonte: Freitas (c2019). Fonte: CBCA... (2014).</p><p>Como mostram as Figuras 1 e 2, são algumas utilizações das estruturas</p><p>metálicas em seu maior nível de utilização.</p><p>2.2 VANTAGENS DA INSPEÇÃO NA CONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS</p><p>METÁLICAS</p><p>Este trabalho tem como objetivo comprovar, através de amostras práticas e</p><p>laboratoriais, que a inspeção prévia e durante a fabricação pode garantir ao cliente</p><p>maior satisfação e segurança com relação ao produto entregue.</p><p>Os processos empregados na fabricação, como recebimento de matéria-</p><p>prima, soldagem, consumíveis, ensaios e qualificação de soldadores são cruciais</p><p>para uma boa qualidade no produto final (SACCHI; SOUZA, 2017).</p><p>Exemplo de solda ruim (Figura 3) e solda com defeitos (Figura 4), trazendo</p><p>insatisfação do cliente e risco de acidentes fatais:</p><p>6</p><p>Figura 3 – Solda ruim</p><p>Fonte: GDM (2017).</p><p>Figura 4 – Defeitos na soldagem</p><p>Fonte: Malta (2016).</p><p>O líquido penetrante é um método de ensaio não destrutivo muito utilizado</p><p>nas estruturas soldadas, devido à simplicidade, versatilidade e baixo custo. Esse</p><p>método é utilizado na detecção de trincas e poro que estiverem abertos para a</p><p>superfície dos cordões de solda. Existem dois tipos de líquido: penetrante colorido</p><p>(Figura 5) e fluorescente (Figura 6). O colorido detecta defeitos</p><p>maiores com um</p><p>grau de rigorosidade menor, já o fluorescente é usado para detecção de defeitos</p><p>menores, como por exemplo, fissuras em paletas de helicóptero. (PETROBRAS,</p><p>2011).</p><p>7</p><p>Figura 5 – Líquido penetrante colorido</p><p>Fonte: KOT ([20--?]).</p><p>Figura 6 – Líquido penetrante fluorescente</p><p>Fonte: Líquidos ([2000?]).</p><p>2.3 PROCESSO DE SOLDAGEM MANUAL MAIS PRODUTIVO MIG/MAG</p><p>Este trabalho abrange o estudo de efeito da polaridade sobre alguns aspectos</p><p>da soldagem com os processos MIG/MAG (MIG – Metal Inert Gas / MAG – Metal</p><p>Active Gas) e TIG (Tungsten Inert Gas). Os experimentos foram agrupados</p><p>conforme os aspectos a serem estudados, bem como procedimentos experimentais</p><p>empregados. O primeiro grupo de experimento visou analisar o efeito do tempo de</p><p>derivação da polaridade positiva sob as dimensões de solda, limpeza catódica e</p><p>comportamento da tensão. No processo TIG CA (Corrente Alternada) o formato se</p><p>desprende no formato retangular aplicado ao alumínio (ALMEIDA; MOTA; SCOTTI,</p><p>2012).</p><p>8</p><p>Figura 7 – Influência da polaridade no processo MIG/MAG</p><p>Fonte: Souza, Resende, Scotti (2009).</p><p>Figura 8 – Influência da polaridade no processo TIG</p><p>Fonte: SUMIG (2014).</p><p>Os equipamentos básicos para soldagem MIG/MIG são o reservatório de gás,</p><p>a fonte de energia, o controle de alimentação do eletrodo nu, a bobina de</p><p>alimentação do eletrodo nu, a refrigeração da tocha e pistola. As variáveis do</p><p>processo, segundo a norma ASME IX, edição 1983, são as seguintes: matéria-</p><p>prima, qualificação de pessoal, posição de soldagem, tipo de gás e características</p><p>elétricas (WAINER; BRANDI; MELLO, 1992).</p><p>9</p><p>Figura 9 – Equipamentos básicos do processo MIG/MAG</p><p>Fonte: EQUIPAMENTOS... (c2019).</p><p>3 OBJETIVOS</p><p>3.1 OBJETIVO GERAL</p><p>Demonstrar vantagens da inspeção na fabricação de estruturas metálicas</p><p>para edificações, pontes, viadutos, mineração e polo petroquímico.</p><p>3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS</p><p> Qualificar a inspeção dimensional de montagem na fabricação;</p><p> Relatar os procedimentos de ensaios não destrutivos;</p><p> Avaliar a autorização para saída do produto final antes do embarque da</p><p>peça.</p><p>4 JUSTIFICATIVA</p><p>Com a evolução industrial, o progresso fabril ocorreu rapidamente, havendo</p><p>uma preocupação quanto à qualidade dos produtos lançados no mercado. Este</p><p>trabalho tem grande importância para a sociedade, tendo em vista que a todo</p><p>10</p><p>momento nos deparamos em nosso dia a dia com equipamentos ou construções que</p><p>não imaginamos como foram fabricados.</p><p>Nos últimos 20 anos, infelizmente registramos grandes desastres devido à</p><p>falta de seriedade na inspeção. Já passados dez anos do acidente da Linha 4</p><p>(Amarela) do metrô de São Paulo, providências ainda não foram tomadas quanto ao</p><p>acidente que vitimou sete pessoas. Fato que comprova a necessidade das</p><p>inspeções mais rigorosas em todas as fases do projeto.</p><p>A importância das inspeções e dos ensaios destrutivos e não destrutivos na</p><p>fabricação e montagem da obra é assegurar a qualidade dos serviços executados e</p><p>garantir a segurança dos trabalhadores envolvidos e da população local. Laudos</p><p>técnicos afirmam que, se tivesse sido realizados ensaios não destrutivos por</p><p>partículas magnéticas ou por ultrassom, o risco da solda se romper cairia 98%.</p><p>Projetos que possuem inspeção, integralmente ligados às linhas de produção, são</p><p>comprovadamente mais seguros e econômicos para as empresas por haverem</p><p>testes prévios e os retrabalhos serem quase nulos nos produtos fabricados.</p><p>5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS</p><p>No que diz respeito às pesquisas, elas podem ser classificadas com base em</p><p>diversos critérios, como por exemplo, quanto à natureza do objeto, à forma de</p><p>abordagem, aos objetivos e aos procedimentos técnicos (delineamento) (SOUZA et</p><p>al, 2013).</p><p>Tratando da natureza do objeto, é uma pesquisa científica, pois é feito um</p><p>estudo teórico e há demonstração científica através de fotos e relatos bibliográficos</p><p>que comprovam a eficácia da inspeção em fases dos processos.</p><p>Quanto à forma de abordagem, que diz respeito ao tipo de análise e</p><p>tratamento dos dados, e quanto aos objetivos, que se relaciona àquilo que se deseja</p><p>atingir com a pesquisa, é pesquisa qualitativa e pesquisa descritiva,</p><p>respectivamente, pois se utiliza de subjetividade para demonstrar e descrever as</p><p>vantagens da inspeção na fabricação de estruturas metálicas para edificações,</p><p>pontes, viadutos, mineração e polo petroquímico (SOUZA et al, 2013).</p><p>Sobre o fato de ser uma pesquisa descritiva, embora assim definida com base</p><p>nos objetivos expostos, pode acabar servindo também para possibilitar uma visão</p><p>11</p><p>atualizada, o que a aproxima da pesquisa exploratória, que tende a aprimorar o</p><p>assunto, envolvendo levantamento bibliográfico (GIL, 2002).</p><p>Já com relação aos procedimentos técnicos, que diz respeito ao seu</p><p>delineamento, este trata do planejamento da pesquisa em sua dimensão mais</p><p>ampla, expressa o seu desenvolvimento. A presente pesquisa será bibliográfica, pois</p><p>será desenvolvida com base em materiais já elaborados e publicados, tais como</p><p>livros de inspeção e controle de qualidade, artigos científicos e demais trabalhos</p><p>acadêmicos. Será também documental, que segue os mesmos passos da pesquisa</p><p>bibliográfica, diferenciando-se desta pelo fato de suas fontes serem diversificadas,</p><p>encontrando nesta categoria documentos de “primeira mão”, conservados em</p><p>órgãos públicos e instituições privadas, e os documentos de “segunda mão”, estes</p><p>os relatórios de pesquisa, de empresas, tabelas estatísticas, etc. (GIL, 2002). E</p><p>também se fundamenta em ensaios não destrutivos, com o intuito de reduzir ao</p><p>máximo as chances de ruptura das estruturas devido à má qualidade.</p><p>6 RESULTADOS ESPERADOS</p><p>A dedicação a este trabalho é demonstrar através de bibliografias científicas,</p><p>que estamos o tempo todo envolto e expostos a equipamentos que acreditamos</p><p>estarem devidamente inspecionados e prontos para uso ou, simplesmente, com sua</p><p>manutenção em dia.</p><p>Venho demonstrar a seriedade e comprometimento na inspeção fabril para</p><p>que alcancemos a excelência contínua dos produtos, satisfazendo clientes e</p><p>garantindo a integridade física e moral da sociedade.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ALMEIDA, Hélio Antônio Lameira de; MOTA, Carlos Alberto M. da; SCOTTI,</p><p>Américo. Efeitos do comprimento de reversão e do ângulo de ataque sobre a</p><p>estrutura de solidificação do cordão em soldagem MIG/MAG com "Switch</p><p>Back". Soldag. insp., São Paulo, v. 17, n. 2, p. 123-137, jun. 2012. Disponível em:</p><p><http://twixar.me/6C9n>. Acesso em: 26 mai. 2019.</p><p>CBCA organiza curso de Projeto de Pontes em Aço no Rio de Janeiro. Portal</p><p>Engenharia Civil.com, [S.l.], 16 mai. 2014. Disponível em:</p><p>12</p><p><https://www.engenhariacivil.com/projeto-pontes-em-aco-rio-janeiro-2014>. Acesso</p><p>em: 27 mai. 2019.</p><p>EQUIPAMENTOS utilizados no processo MIG/MAG e ilustrações (arco, transferência</p><p>metálica, poça de fusão, bico de contato, distância bico de contado – peça (DBCP).</p><p>ResearchGate, [S.l.], c2019. Disponível em: <http://twixar.me/D4yn>. Acesso em: 27</p><p>mai. 2019.</p><p>FONSECA, Carolina. Estruturas metálicas reduzem o tempo de construção em até</p><p>40%. Portal eletrônico do CBCA – Centro Brasileiro da Construção em Aço,</p><p>[S.l.], 06 nov. 2014. Disponível em: <http://www.cbca-acobrasil.org.br/noticias-</p><p>detalhes.php?cod=6421>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>FREITAS, Eduardo de. Petróleo no Brasil. Brasil Escola, [S.l.], c2019. Disponível</p><p>em <https://brasilescola.uol.com.br/brasil/o-petroleo-no-brasil.htm>. Acesso em: 26</p><p>mai. 2019.</p><p>GDM. Solda boa x Solda ruim. Portal eletrônico Guia do Marceneiro - GDM</p><p>Fóruns, [S.l.], 23 jun. 2017. Disponível em: <http://twixar.me/zZyn>. Acesso em: 27</p><p>mai. 2019.</p><p>GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas,</p><p>2002.</p><p>KOT. Líquido Penetrante (LP). Portal eletrônico da Kot Engenharia, Belo</p><p>Horizonte,</p><p>MG, [20--?]. Disponível em: <https://www.kotengenharia.com.br/liquido-</p><p>penetrante#>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>LÍQUIDOS Penetrantes. Portal Cola da Web, [S.l.], [2000?]. Disponível em:</p><p><https://www.coladaweb.com/quimica/quimica-geral/liquidos-penetrantes>. Acesso</p><p>em: 27 mai. 2019.</p><p>LOPES, Luis Felipe D. CEP - Controle Estatístico de Processo. Ebah, Santa Maria,</p><p>RS, 2007, 68 p. Disponível em: <http://twixar.me/pWyn>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>MALTA, Isaias. Galeria de defeitos em soldas MIG sem gás – sintomas e causas.</p><p>Portal eletrônico iFerramenta, [S.l.], 31 jan. 2016. Disponível em:</p><p><http://twixar.me/NZyn>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>https://www.engenhariacivil.com/projeto-pontes-em-aco-rio-janeiro-2014</p><p>http://www.cbca-acobrasil.org.br/noticias-detalhes.php?cod=6421</p><p>http://www.cbca-acobrasil.org.br/noticias-detalhes.php?cod=6421</p><p>https://brasilescola.uol.com.br/brasil/o-petroleo-no-brasil.htm</p><p>https://www.kotengenharia.com.br/liquido-penetrante</p><p>https://www.kotengenharia.com.br/liquido-penetrante</p><p>https://www.coladaweb.com/quimica/quimica-geral/liquidos-penetrantes</p><p>13</p><p>PEREIRA, Caio. Estrutura Metálica: processo executivo, vantagens e</p><p>desvantagens. Escola Engenharia, [S.l.], 2018. Disponível em:</p><p><https://www.escolaengenharia.com.br/estrutura-metalica/>. Acesso em: 26 mai.</p><p>2019.</p><p>PETROBRAS. Norma Petrobras 1595. Revisão F. Ensaio Não Destrutivo –</p><p>Radiografia. Rio de Janeiro, RJ, Petrobras, 2011.</p><p>SACCHI, Caio César; SOUZA, Alex Sander Clemente de. Manifestações patológicas</p><p>e controle de qualidade na montagem e fabricação de estruturas metálicas. REEC –</p><p>Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 13, n. 1, 2017. Disponível em:</p><p><https://www.revistas.ufg.br/reec/article/view/41214/pdf>. Acesso em: 26 mai. 2019.</p><p>SOUZA, Dalva Inês de et al. Manual de orientações para projetos de pesquisa.</p><p>Novo Hamburgo: FESLSVC, 2013. Disponível em:</p><p><https://www.liberato.com.br/sites/default/files/manual_de_orientacoes_para_projeto</p><p>s_de_pesquisa.pdf>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>SOUZA, Daniel; RESENDE, André Alves de; SCOTTI, Américo. Um modelo</p><p>qualitativo para explicar a influência da polaridade na taxa de fusão no processo</p><p>MIG/MAG. Soldag. insp. (Impr.), São Paulo, v. 14, n. 3, p. 192-198, set. 2009.</p><p>Disponível em: <http://twixar.me/Lvyn>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>SUMIG. Processo TIG. Portal eletrônico SUMIG, Caxias do Sul, RS, ago. 2014.</p><p>Disponível em: <http://twixar.me/Yvyn>. Acesso em: 27 mai. 2019.</p><p>WAINER, Emílio; BRANDI, Sérgio Duarte; MELLO, Fábio Décourt Homem de.</p><p>Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: Editora Blucher, 1992.</p><p>https://www.escolaengenharia.com.br/estrutura-metalica/</p><p>https://www.revistas.ufg.br/reec/article/view/41214/pdf</p><p>https://www.liberato.com.br/sites/default/files/manual_de_orientacoes_para_projetos_de_pesquisa.pdf</p><p>https://www.liberato.com.br/sites/default/files/manual_de_orientacoes_para_projetos_de_pesquisa.pdf</p>