4 - Documentação tecnica (1)

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<p>NORMAS TÉCNICAS</p><p>DOCUMENTAÇÃO TÉCNICA</p><p>Noções Gerais</p><p>Procedimento de soldagem da Executante</p><p>O procedimento de soldagem da executante (PSE) é um documento, que</p><p>estabelece todos os itens importantes, que devem ser considerados na união de</p><p>partes por soldagem.</p><p>O procedimento de soldagem da executante contém limites ou faixas de</p><p>parâmetros tais como tipo de corrente, espessura do metal de base, etc. Um</p><p>procedimento de soldagem é válido somente dentro dos limites nele especificados.</p><p>Se um procedimento não pode produzir soldas de boa qualidade, sem que os</p><p>limites estabelecidos sejam ultrapassados, então um novo procedimento de</p><p>soldagem deve ser utilizado em lugar do primeiro. Muitas normas de qualificação</p><p>requerem que o procedimento de soldagem, além de ser o documento que contém</p><p>os métodos e a tecnologia requerida, seja também qualificado antes de ser</p><p>colocado em prática/uso na produção de soldas.</p><p>Qualificação do Procedimento de Soldagem da Executante</p><p>Os materiais utilizados na fabricação dos equipamentos possuem</p><p>propriedades mecânicas conhecidas. O projeto dos equipamentos é feito com base</p><p>nestas propriedades. Quando a fabricação dos equipamentos é feita pela soldagem de</p><p>dois ou mais materiais, é necessário garantir que esta união, resista da mesma forma</p><p>que os materiais empregados. Para tanto, o projetista necessita conhecer, quais as</p><p>propriedades que a junta soldada terá. Na soldagem, em razão dos efeitos da</p><p>temperatura, não é suficiente conhecer somente as propriedades do metal de base e do</p><p>metal de solda, individualmente. É necessário também, conhecer as propriedades</p><p>mecânicas de toda a junta soldada, ou seja: do metal de base, da zona afetada</p><p>termicamente e do metal de solda, em conjunto. Isto é feito, através da qualificação do</p><p>procedimento de soldagem.</p><p>A qualificação do procedimento de soldagem é o método através do</p><p>qual, um procedimento particular é provado ser adequado, para produzir juntas</p><p>soldadas de qualidade satisfatória. A qualificação é feita pela soldagem de peças</p><p>de teste, de acordo com o procedimento previamente estabelecido, e pela</p><p>avaliação dos resultados dos ensaios em corpos de prova extraídos da peça de</p><p>teste. A avaliação dos resultados é feita em comparação com o critério de</p><p>aceitação, estabelecido pela norma de qualificação aplicável.</p><p>Em alguns casos, é permitido o uso de procedimentos pré-qualificados.</p><p>Estes, são procedimentos de soldagem que podem ser utilizados, quando a</p><p>experiência e familiarização com certos metais de base e consumíveis de</p><p>soldagem, tenham provado a adequação de um procedimento específico, através</p><p>de serviços executados há um longo período de tempo. O uso de procedimento</p><p>pré-qualificado só é feito quando houver um acordo entre o fornecedor e o</p><p>contratante.</p><p>Quando o uso de procedimentos pré-qualificados não é permitido (ou, por</p><p>exemplo , quando o procedimento não atende aos requisitos para se enquadrar</p><p>como procedimento pré-qualificado), o procedimento de soldagem deve ser</p><p>provado adequado, através dos ensaios e/ou exames de validação dos resultados,</p><p>conforme requerido pela norma ou especificação adotada.</p><p>Os requisitos para a qualificação dos procedimentos de soldagem variam</p><p>largamente de uma norma para a outra. Uma qualificação feita segundo uma</p><p>norma, geralmente não tem validade para outra norma. É necessário, portanto, que</p><p>o inspetor de soldagem esteja consciente de que os requisitos da norma aplicável</p><p>estejam sendo seguidos, na qualificação dos procedimentos.</p><p>Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem</p><p>Os requisitos de resistência mecânica, estabelecidos pelos projetistas</p><p>para as juntas soldadas, baseiam-se na inexistência de defeitos ou na existência</p><p>de descontinuidades em quantidade, tipo e dimensões aceitáveis nestas juntas.</p><p>Ocorre que a qualidade das soldas depende, dentre outros fatores, da</p><p>habilidade do elemento humano que executa a soldagem. Antes que o soldador</p><p>ou operador de soldagem execute soldas de produção, é necessário que seu</p><p>empregador tenha a ser certeza de sua habilidade.</p><p>Para auxiliar o empregador na determinação do nível de competência que</p><p>ele pode esperar que um soldador ou operador de soldagem tenha na produção de</p><p>soldas, vários testes foram desenvolvidos. Estes testes são chamados de testes de</p><p>qualificação de soldadores e operadores de soldagem. A qualificação do soldador</p><p>demonstra a sua habilidade para produzir soldas aceitáveis de acordo com um</p><p>procedimento de soldagem. A qualificação do operador de soldagem demonstra a</p><p>sua habilidade para operar um equipamento de soldagem de acordo com um</p><p>procedimento de soldagem.</p><p>Independente da norma utilizada é sempre requerido que o soldador ou</p><p>operador de soldagem execute a soldagem em peças de teste. Durante a soldagem</p><p>da peça de teste, o soldador ou operador de soldagem deve ser acompanhado pelo</p><p>inspetor de soldagem, que verifica se a soldagem está sendo executado de acordo</p><p>com o procedimento de soldagem estabelecido e de acordo com os requisitos da</p><p>norma aplicável.</p><p>Uma vez completada a soldagem, a peça de teste é submetida a</p><p>ensaios, que determinarão se a peça atende aos requisitos de qualidade previstos</p><p>pela norma aplicável.</p><p>O tipo de peça de teste, o material da peça da peça de teste, os</p><p>ensaios, o critério de avaliação, etc, são determinados pela norma de qualificação</p><p>aplicável.</p><p>Chapa de Teste de Produção</p><p>A propriedade mecânica de resistência ao impacto de uma junta soldada é</p><p>alterada em função da energia de soldagem, que é variável dependendo do diâmetro</p><p>do eletrodo, da posição de soldagem, da velocidade de resfriamento, etc. Para certos</p><p>materiais (por exemplo, materiais para baixas temperaturas) esta alteração é de</p><p>grande importância, porque pode aumentar o risco de fratura frágil do equipamento.</p><p>Tendo em vista estes fatores, algumas normas requerem, para certos</p><p>materiais, que seja executado ensaio de impacto nas juntas soldadas das peças de</p><p>teste de qualificação do procedimento de soldagem e nas juntas soldadas das</p><p>chapas de teste de produção.</p><p>As chapas de teste de produção, sempre que possível são colocadas como</p><p>apêndice, nas juntas a serem soldadas o que normalmente ocorre quando se trata de</p><p>juntas longitudinais. Para juntas circunferências, isto não é possível, e então as</p><p>chapas de teste de produção são colocadas próximas às juntas a serem soldadas.</p><p>Assim, durante a soldagem do equipamento, as chapas de teste de produção são</p><p>também soldadas nas mesmas condições das soldas do equipamento.</p><p>São retirados destas chapas, depois, corpos de prova que são submetidos a ensaio</p><p>de impacto.</p><p>Em geral, as chapas de teste de produção são requeridas para cada tipo de junta e</p><p>para cada posição de soldagem.</p><p>As normas empregadas para qualificação do procedimento de soldagem e dos</p><p>soldadores e operadores de soldagem definiram:</p><p> Quantidade de chapas</p><p> Quantidade e posição de retirada dos corpos de prova</p><p> Critérios de avaliação dos resultados.</p><p>Além de ensaio de impacto, podem ser requeridos outros ensaios, dependendo da</p><p>norma aplicável, como ensaios de tração, dobramento, macrográfico ou micrográf co e</p><p>dureza.</p><p>Validade das Qualificações</p><p>Tanto na qualificação de procedimentos de soldagem quanto na qualificação de</p><p>soldadores e operadores de soldagem, as normas diferenciam entre si na validade das</p><p>qualificações, ou seja, quando que um procedimento passa a ser impróprio para o uso</p><p>ou quando que um operador de soldagem deve ser requalificado.</p><p>É atividade do inspetor de soldagem controlar que somente procedimentos</p><p>qualificados sejam utilizados, que os soldadores e operadores de soldagem só</p><p>trabalhem nos serviços para os quais eles estiverem qualificados e que eles sejam</p><p>requalificados quando necessário.</p><p>Os limites das qualificações são estabelecidos em primeiro lugar através das variáveis</p><p>de soldagem.</p><p>Variáveis, são condições de soldagem que, se mudadas, afetarão a</p><p>qualidade das soldas. Para o processo de soldagem com o eletrodo revestido, por</p><p>exemplo, a mudança de uma fonte de energia de retificador para gerador, não tem,</p><p>normalmente, nenhuma influência na probabilidade de se alterar a qualidade das</p><p>soldas e, portanto, não é considerada como uma variável para este processo. De</p><p>qualquer maneira, pode ser uma variável para outro processo de soldagem.</p><p>Algumas normas de qualificação dão a todas as variáveis a mesma importância.</p><p>Outras dão níveis diferentes de importância a elas, classificando-as em</p><p>variáveis essenciais e não-essenciais.</p><p>Cada norma determina variáveis específicas, aplicáveis a cada um dos</p><p>processos de soldagem. Com o conhecimento das variáveis aplicáveis, o inspetor de</p><p>soldagem pode determinar se a soldagem é executada de maneira apropriada.</p><p>Pelo uso de procedimentos qualificados e dentro dos limites das</p><p>variáveis, resultarão soldas aceitáveis, se o soldador não introduzir defeitos.</p><p>Entretanto, uma mudança além dos limites estabelecidos no procedimento, pode</p><p>afetar as propriedades mecânicas das soldas, mesmo que o soldador execute a</p><p>solda sem defeitos.</p><p>Quando um soldador ou operador de soldagem é considerado</p><p>qualificado, a sua qualificação permanece válida pelo período de tempo, que ele</p><p>trabalhar para o mesmo empregador, usando o processo de soldagem pelo qual ele</p><p>foi qualificado.</p><p>Se, porém, ele permanecer por um determinado período de tempo sem</p><p>soldar, haverá a necessidade de ele novamente demonstrar a sua habilidade,</p><p>através de novo teste de qualificação. O tempo máximo após o qual será necessária</p><p>a requalificação é diferente de uma forma para a outra.</p><p>Normas de Qualificação</p><p>Diferentes normas, códigos e especificações determinam os trabalhos de soldagem</p><p>em todo o mundo. Requisitos obrigatórios relativos a qualificação de procedimentos</p><p>de soldagem, soldadores e operadores de soldagem são incluídos ou referenciados</p><p>nestes documentos.</p><p>É responsabilidade do inspetor de soldagem nível II (para obras da PETROBRÁS,</p><p>ou quando assim solicitado), ou o Engenheiro de soldagem determinar, através das</p><p>especificações de projetos, ou documentos de compra, a norma que regulamenta a</p><p>soldagem e quais os requisitos de qualificação determinados nestes documentos.</p><p>Para ilustrar a variedade de normas de qualificação existentes, a seguir relacionamos</p><p>as mais utilizadas:</p><p> ASME Section IX – Welding and Brazing Qualifications É uma norma aplicada a</p><p>equipamentos como caldeiras, tubulôes, vasos de pressão e é adotada como</p><p>referência pela norma “ASME Boiler and Pressure Vessels”.</p><p> API Std 1104 – Standard for Welding Pipelines and Related Facilities É uma norma</p><p>de qualificação exclusiva para soldagem de oleodutos.</p><p> AWS D1.1 – AWS Structural Welding Code – Steel Este documento contém seus</p><p>próprios requisitos para as qualificações, os quais são obrigatórios, quando os</p><p>trabalhos de soldagem devem ser de acordo com a norma</p><p> AWS D1.1. É também utilizado como um código apropriado, quando nenhum outro</p><p>é especificado</p><p>A norma Petrobrás N-133 a – Soldagem, determina quais as normas de</p><p>qualificação que devem ser adotadas, em função do tipo de equipamento. Sempre</p><p>que esta norma for aplicável, deve prevalecer o nela disposto.</p><p>Uma vez determinada a norma de qualificação, podem ser estabelecidos os</p><p>requisitos, específicos para cada caso, para a qualificação dos procedimentos e</p><p>dos soldadores e operadores de soldagem.</p><p>Conforme mencionado anteriormente, as qualificações são feitas, pela</p><p>avaliação dos resultados dos ensaios efetuados nos corpos de prova extraídos</p><p>das peças de teste, soldados de acordo com um procedimento previamente</p><p>estabelecido. É responsabilidade do inspetor de soldagem testemunhar a</p><p>preparação das peças de teste, a remoção e a preparação dos corpos de prova e</p><p>os ensaios mecânicos de tração, dobramento e de dureza dos corpos de prova.</p><p>Cabe ainda ao inspetor de soldagem nível II, testemunhar o ensaio de impacto,</p><p>além de orientar os serviços anteriormente descritos e avaliar os resultados dos</p><p>ensaios efetuados.</p><p>Nas tabelas a seguir iremos encontrar modelos sugeridos para impressos de;</p><p>EPS – Especificação do procedimento de soldagem (anexo 1 e 2)</p><p>RQPS – Registro da Qualificação do Procedimento de Soldagem (anexo 3 e 4);</p><p>RQS – Registro de Qualificação de Soldador e Operador de Soldagem (anexo 5).</p><p>IEIS - Instruções de Execução e Inspeção da Soldagem</p><p>RSQ – Relação dos Soldadores Qualificados</p><p>A Especificação de Procedimento de Soldagem (EPS) é um documento no</p><p>qual os valores permitidos de diversas variáveis do processo estão registrados</p><p>para serem adotados, pelo soldador ou operador de soldagem, durante a</p><p>fabricação de uma dada junta soldada. Variáveis importantes de um procedimento</p><p>de soldagem e que, portanto, podem fazer parte de uma EPS incluem, por</p><p>exemplo, a composição, classe e espessura do(s) metal (is) de base, processo(s)</p><p>de soldagem, tipos de consumíveis e suas características, projeto da junta, posição</p><p>de soldagem, temperatura de pré-aquecimento e entre passes, corrente, tensão e</p><p>velocidade de soldagem, aporte térmico, número aproximado de passes e técnica</p><p>operatória.</p><p>Naturalmente, a forma exata de uma dada Especificação de Procedimento</p><p>de Soldagem e as variáveis por ela consideradas dependem da norma técnica que</p><p>está sendo aplicada. Para que possa ser utilizada na produção, uma EPS deve ser</p><p>antes qualificada. Para isto, amostras adequadas devem ser preparadas e</p><p>soldadas de acordo com a EPS. Corpos de prova devem ser retirados destas</p><p>amostras e testados ou examinados, os resultados destes devem avaliados e, com</p><p>base nos requerimentos estabelecidos pela norma, projeto ou contrato, o</p><p>procedimento deve ser aprovado ou rejeitado (neste caso podendo ser</p><p>convenientemente modificado e testado novamente).</p><p>Os testes que serão realizados na qualificação de uma EPS, assim como o</p><p>seu número, dimensões e posição no corpo de prova dependem da aplicação e da</p><p>norma considerada.</p><p>Como testes, que podem ser requeridos, pode-se citar:</p><p>• Ensaio de dobramento,</p><p>• Ensaio de tração,</p><p>• Ensaio de impacto (ou outro ensaio para determinação de tenacidade),</p><p>• Ensaio de dureza,</p><p>• Macrografia,</p><p>• Ensaios não destrutivos (por exemplo, radiografia), e</p><p>• Testes de corrosão.</p><p>Os resultados dos testes devem ser colocados em um Registro de</p><p>Qualificação de Procedimento (RQP) o qual deve ser referido pela EPS, servindo</p><p>como um atestado de sua adequação aos critérios de aceitação estabelecidos.</p><p>Enquanto os originais da EPS e RQP devem permanecer guardados, cópias da</p><p>EPS já qualificada devem ser encaminhadas para o setor de produção e colocadas</p><p>próximas das juntas que serão fabricadas de acordo com a EPS. Durante a</p><p>fabricação, os valores indicados na EPS deverão ser seguidos.</p><p>Inspeções periódicas são realizadas para verificar que o mesmo está</p><p>ocorrendo.</p><p>Dependendo do serviço a ser executado, um grande número de juntas</p><p>soldadas pode vir a exigir qualificação. Nestas condições, o processo de qualificação</p><p>poderá ter um custo relativamente elevado e demandar um longo tempo para a sua</p><p>execução. Assim, a utilização, quando possível, de procedimentos de soldagem</p><p>previamente qualificados, juntamente com a facilidade de acessar estes procedimentos</p><p>(em um banco de dados)</p><p>e selecioná-los de acordo com os critérios dos códigos que</p><p>estão sendo usados, é uma importante estratégia para manter a própria</p><p>competitividade da empresa. Existem disponíveis atualmente programas de</p><p>computador específicos para o armazenamento e seleção de procedimento de</p><p>soldagem.</p><p>Para diversas aplicações, o soldador (ou operador) precisa demonstrar,</p><p>antes de poder realizar um dado tipo de soldagem na produção, que possui a</p><p>habilidade necessária para executar aquele serviço, isto é, ele precisa ser</p><p>qualificado de acordo com os requisitos de um dado código. Para isto, ele deverá</p><p>soldar corpos de prova específicos, sob condições preestabelecidas e baseadas em</p><p>uma EPS qualificada ou em dados de produção. Estes corpos de prova serão</p><p>examinados para se determinar sua integridade e, desta forma, a habilidade de</p><p>quem o soldou. Como é impossível avaliar o soldador em todas as situações</p><p>possíveis de ser encontrado na produção, o exame de qualificação geralmente</p><p>engloba uma determinada condição de soldagem e não uma situação específica (tal</p><p>como a qualificação para a soldagem em uma determinada posição com um dado</p><p>processo).</p><p>• Processo de soldagem,</p><p>• Tipo de junta,</p><p>• Posição de soldagem,</p><p>• Tipo de eletrodo,</p><p>• Espessura da junta, e</p><p>• Situação da raiz.</p><p>Ensaios comumente usados na qualificação de soldador (ou operador) incluem,</p><p>por exemplo, a inspeção visual da junta, ensaio de dobramento, macrografia,</p><p>radiografia e ensaios práticos de fratura. Os resultados dos testes de qualificação</p><p>são colocados em um documento chamado Registro de Teste de Qualificação</p><p>de Soldador.</p><p>Segundo o código ASME, as variáveis que determinam a qualificação de um</p><p>soldador são:</p><p>Instruções de Execução e Inspeção da Soldagem (IEIS)</p><p>Este documento técnico é elaborado para cada um dos equipamentos. Deve</p><p>conter, para cada junta a ser soldada, os parâmetros principais dos procedimentos de</p><p>soldagem qualificados e a indicação dos exames e ensaios exigidos.</p><p>Por suas características, é um instrumento de uso diário do Inspetor de</p><p>soldagem, para o controle da execução e inspeção da soldagem. Ele é elaborado a</p><p>partir dos desenhos de fabricação e montagem dos equipamentos, procedimentos de</p><p>soldagem qualificados e requisitos das normas técnicas aplicáveis. Ele é composto</p><p>basicamente de três partes:</p><p>• Parte 1 - Desenho do equipamento com a identificação de todas as juntas a serem</p><p>soldadas.</p><p>• Parte 2 - Parâmetros principais da operação de soldagem, obtidos nos</p><p>procedimentos de soldagem da executante qualificados, para cada junta a ser</p><p>soldada.</p><p>• Parte 3 - Exames e testes a serem executados, para cada junta a ser soldada. Os</p><p>dados para preenchimento são obtidos na norma de projeto e nas normas de</p><p>fabricação e montagens do equipamento.</p><p>Relação de Soldadores/Operadores de Soldagem Qualificados</p><p>É um documento técnico com informações resumidas de abrangência</p><p>das qualificações dos soldadores e operadores de soldagem qualificados.</p><p>O resumo contido nesta relação fornece ao Inspetor de Soldagem os</p><p>dados que possibilitam saber, de modo rápido, se os soldadores e operadores de</p><p>soldagem estão trabalhando dentro dos limites da qualificação.</p><p>O preenchimento desta relação é feito com os dados dos Registros de</p><p>Qualificação de Soldadores e Operadores de Soldagem</p>