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Soldagem de Tubulações • Técnicas de soldagem • Consumíveis de soldagem • Defeitos e soluções Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 1 INTRODUÇÃO Detalhes da junta Tipos de junta Ângulos de posicionamento de eletrodos Classificação dos tubos Consumo de eletrodos Posições ASME / EN O PROCESSO MANUAL COM ELETRODO REVESTIDO Informações Gerais Materiais de adição Eletrodos celulósicos para tubulações Eletrodos básicos Eletrodos básicos - Informações técnicas Eletrodos celulósicos - Informações técnicas TÉCNICAS DE SOLDAGEM E PRÁTICAS OPERACIONAIS Informações Gerais Soldagem de tubos na vertical descendente com eletrodos celulósicos 1 - Preparação e ponteamento 2 - Juntas na posição 5G/PG 3 - Juntas na posição 6G/H-L045 Soldagem de tubos na vertical ascendente com eletrodos celulósicos/básicos 1 - Preparação e ponteamento 2 - Juntas na posição 5G/PF 3 - Juntas na posição 2G/PC 4 - Juntas na posição 6G/H-L045 DEFEITOS: CAUSAS E SOLUÇÕES SOLDAGEM AUTOMÁTICA DE TUBULAÇÕES Informações Gerais Materiais de adição Técnicas de soldagem e práticas operacionais Exemplos de EPS Comparação entre os três métodos de soldagem Defeitos e soluções Índice Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 2 Apresentação Diariamente, incontáveis quilômetros de tubulações de aço são construídos no mundo para os mais variados usos industriais e civis. As tubulações formam verdadeiras redes, comparáveis a sistemas de rodovias que, embora não tão óbvio, são definitivamente muito mais intrincadas e transportam fluidos que se tornaram essenciais para nós. Para atender às especificações técnicas e satisfazer aos requisitos de segurança necessários, foram desenvolvidos nos últimos anos materiais e processos de soldagem especiais que evoluíram com o segmento. O principal processo de soldagem utilizado na instalação de tubulações é a soldagem manual com eletrodo revestido que, graças a sua facilidade e versatilidade, é ainda o mais usado. Contudo, para reduzir custos e aumentar a produtividade, particularmente em longos percursos, várias empreiteiras adotaram processos de soldagem semi-automáticos ou totalmente automáticos com arames tubulares com alma não metálica ou arames sólidos. Esse trabalho descreve ambos os métodos. Foi dedicado, em particular, um amplo espaço para a soldagem manual, com referência especial às práticas operacionais e à avaliação da qualidade, devido ao seu considerável uso ainda hoje, porém sem desprezar os métodos mais modernos e produtivos que serão cada vez mais utilizados no futuro. A premissa deste trabalho é satisfazer às necessidades da maioria dos profissionais que trabalham na área de soldagem mas, particularmente, fornecer aos usuários informações úteis e uma sólida base operacional, relativamente aos processos, materiais de adição e equipamentos de soldagem. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 3 INTRODUÇÃO Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 4 Junta de Topo 1. Abertura da raiz: separação entre as faces a serem soldadas na raiz da junta 2. Nariz: superfície de preparação da junta perpendicular à superfície da peça 3. Superfície do bisel: superfície oblíqua à preparação da junta 4. Ângulo do bisel: ângulo entre a superfície biselada e um plano perpendicular à peça 5. Ângulo do chanfro: ângulo total entre as duas superfícies biseladas 6. Largura da junta: largura efetiva da junta (distância entre os biséis acrescida da sobreposição com o metal de base) 7. Espessura da peça Junta em Ângulo 1. Espessura da garganta: distância entre o cordão da raiz e a superfície medida na bissetriz do ângulo 2. Perna: distância entre o cordão da raiz e o vértice da junta 3. Raiz da junta: ponto no qual a base do cordão intercepta a superfície do metal de base 4. Face da junta: ponto de junção entre a superfície do cordão e a superfície do metal de base 5. Superfície da junta: superfície externa do cordão 6. Profundidade de penetração: profundidade atingida pela poça de fusão a partir da superfície do metal de base 7. Largura da junta: distância entre as faces da junta Detalhes da junta Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 5 Tipos de Junta Muitas outras variações são possíveis. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 6 Neste manual, é aplicado o padrão oficial da AWS para definir os ângulos de posicionamento dos eletrodos (acrescenta-se também a nomenclatura da EN). Dois ângulos são indicados: o do sentido de soldagem e o ângulo de ataque. O sentido de soldagem é designado "empurrando" quando o eletrodo aponta para a trajetória seguida. O sentido de soldagem é designado "puxando" quando o eletrodo aponta na direção oposta à trajetória seguida. O ângulo de ataque é dado em relação ao plano de referência ou plano de ataque. As figuras ilustram o padrão de definição dos ângulos. Tomando um relógio como referência, um minuto corresponde a 6°. Ângulos de posicionamento do eletrodo Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 7 XX S - - - 7, 5 7, 8 9, 1 9, 7 10 ,2 11 ,0 14 ,0 15 ,2 - 17 ,1 19 ,0 22 ,0 22 ,2 - - - - - - - - - - - - - Sc h 16 0 - - - 4, 8 5, 5 6, 4 6, 4 7, 1 8, 7 9, 5 11 ,1 - 13 ,5 15 ,9 18 ,2 23 ,0 28 ,6 33 ,3 35 ,7 40 ,5 45 ,2 50 ,0 - 59 ,5 - - - - - Sc h 14 0 - - - - - - - - - - - - - - - 20 ,6 25 ,4 28 ,6 31 ,8 36 ,5 39 ,7 44 ,5 - 52 ,4 - - - - - Sc h 12 0 - - - - - - - - - - - - 11 ,1 12 ,7 14 ,3 18 ,2 21 ,4 25 ,4 27 ,8 31 ,0 35 ,0 38 ,0 - 46 ,0 - - - - - Sc h 10 0 - - - - - - - - - - - - - - - 15 ,0 18 ,2 21 ,4 23 ,8 26 ,2 29 ,4 32 ,5 - 38 ,9 - - - - - Sc h 80 2, 4 3, 0 3, 2 3, 7 3, 9 4, 5 4, 8 5, 1 5, 5 7, 0 7, 6 8, 0 8, 6 9, 5 11 ,0 12 ,7 15 ,0 17 ,4 19 ,0 21 ,4 23 ,8 26 ,2 - 31 ,0 - - - - - XS 2, 4 3, 0 3, 2 3, 7 3, 9 4, 5 4, 8 5, 1 5, 5 7, 0 7, 6 8, 0 8, 6 9, 5 11 ,0 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12 ,7 12,7 Sc h 60 - - - - - - - - - - - - - - - 10 ,3 12 ,7 14 ,3 15 ,0 16 ,7 19 ,0 20 ,6 - 24 ,6 - - - - - Sc h 40 1, 7 2, 2 2, 3 2, 8 2, 9 3, 4 3, 6 3, 7 3, 9 5, 2 5, 5 5, 7 6, 0 6, 6 7, 1 8, 2 9, 3 10 ,3 11 ,1 12 ,7 14 ,3 15 ,0 - 17 ,4 - - - - - St d 1, 7 2, 2 2, 3 2, 8 2, 9 3, 4 3, 6 3, 7 3, 9 5, 2 5, 5 5, 7 6, 0 6, 6 7, 1 8, 2 9, 3 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 9, 5 Sc h 30 - - - - - - - - - - - - - - 7 ,0 7, 8 8, 4 9, 5 9, 5 11 ,1 12 ,7 - 14 ,3 - 15 ,9 - - - Sc h 20 - - - - - - - - - - - - - - - 6 ,4 6, 4 6, 4 7, 9 7, 9 7, 9 9, 5 - 9 ,5 - 12 ,7 - - - Sc h 10 1, 2 1, 6 1, 6 2, 1 2, 1 2, 8 2, 8 2, 8 2, 8 3, 0 3, 0 3, 0 3, 0 3, 4 3, 4 3, 8 4, 2 4, 6 6, 4 6, 4 6, 4 6, 4 6, 4 6, 4 - 7 ,9 - - - Sc h 5 - - - - 1 ,6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 2, 1 2, 1 2, 1 2, 1 2, 8 2, 8 2, 8 3, 4 4, 0 - - - - - - - - - - - ES PE SS U R A D A P A R ED E (m m ) D iâ m et ro ex te rn o (m m ) 10 ,3 13 ,7 17 ,1 21 ,3 26 ,7 33 ,4 42 ,1 48 ,3 60 ,3 73 ,0 88 ,9 10 1, 6 11 4, 3 14 1, 3 16 8, 3 21 9, 1 27 3, 0 32 3, 8 35 5, 6 40 6, 4 45 7, 2 50 8, 0 55 8, 8 60 9, 6 66 0, 4 76 2, 0 86 3, 6 91 4, 4 10 67 D iâ m et ro no m in al (" ) 1 / 8 1 / 4 3 / 8 1 / 2 3 / 4 1 1 ¼ 1 ½ 2 2 ½ 3 3 ½ 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 30 34 36 42 Classificação de tubos Tubos sem costura e com costura dimensionados em conformidade com a ANSI B 36.10 e normas API Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 8 Espessura (mm) Diâmetro externo (mm) 2,3 2,6 2,9 3,2 3,6 4,0 4,4 5,0 5,6 6,3 7,1 8,0 8,8 10,0 11,0 12,5 14,2 16,0 17,5 20,0 22,2 25,5 28,0 30,0 32,0 36,0 40,0 33,7 42,4 48,3 60,3 88,9 114,3 168,3 219,1 273,0 323,9 355,6 406,4 457 508 559 610 660 711 762 813 864 914 1016 1067 1118 1168 1219 1321 1422 1524 1626 Diâmetros externos e espessuras preferenciais (indicadas na região emoldurada da tabela, incluindo a moldura) Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 9 Propriedades Mecânicas (N/mm2) Composição Química (%) Especificação API Grau Limite de escoamento Limite de resistência Carbono (máx.) Manganês (máx.) Carbono equivalente (máx.) 5 L A 25 170 310 0,31 5 L - 5 LS A 210 330 0,21 0,90 0,37 5 LX B 240 410 0,27 1,15 0,46 5 LX X 42 290 410 0,28 1,25 0,50 5 LX X 46 320 430 0,28 1,25 0,53 5 LX X 52 360 500 0,28 1,25 0,53 5 LX X 56 390 520 0,26 1,35 e/o (Nb/V/Ti) 0,48 5 LX X 60 410 540 0,26 1,35 e/o (Nb/V/Ti) 0,48 5 LX X 65 450 550 0,26 1,40 e/o (Nb/V/Ti) 0,49 5 LX X 70 480 560 0,23 1,60 0,49 Propriedades Mecânicas / Composições Químicas (aços API) Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 10 K g/ ju nt a - - - - - - 5, 61 6, 24 7, 48 8, 73 9, 35 9, 98 11 ,2 3 12 ,4 7 13 ,0 9 14 ,9 6 18 ,7 1 En ch . 5 m m - - - - - - 5, 02 5, 58 6, 68 7, 79 8, 34 8, 90 10 ,0 1 11 ,1 1 11 ,6 5 13 ,3 2 16 ,6 6 2o 4 m m - - - - - - 0, 24 0, 27 0, 33 0, 38 0, 41 0, 44 0, 50 0, 56 0, 59 0, 67 0, 84 19 ,0 m m (3 /4 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 4 m m - - - - - - 0, 35 0, 39 0, 47 0, 56 0, 60 0, 64 0, 72 0, 80 0, 85 0, 97 1, 21 16 K g/ ju nt a - - - - 3, 06 3, 51 3, 96 4, 40 5, 31 6, 13 6, 65 7, 09 8, 00 8, 89 9, 34 10 ,6 6 13 ,3 3 En ch . 5 m m - - - - 2, 62 2, 99 3, 37 3, 74 4, 51 5, 19 5, 64 6, 01 6, 78 7, 53 7, 90 9, 02 11 ,2 8 2o 4 m m - - - - 0, 18 0, 21 0, 24 0, 27 0, 33 0, 38 0, 41 0, 44 0, 50 0, 56 0, 59 0, 67 0, 84 16 ,0 m m (5 /8 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 4 m m - - - - 0, 26 0, 31 0, 35 0, 39 0, 47 0, 56 0, 60 0, 64 0, 72 0, 80 0, 85 0, 97 1, 21 10 K g/ ju nt a - - - 1, 70 2, 00 2, 28 2, 57 2, 86 3, 43 4, 01 4, 31 4, 60 5, 17 5, 75 6, 04 6, 89 8, 61 En ch . 5 m m - - - 1, 31 1, 54 1, 75 1, 97 2, 19 2, 62 3, 06 3, 29 3, 51 3, 93 4, 38 4, 60 5, 25 6, 56 2o 4 m m - - - 0, 16 0, 19 0, 22 0, 25 0, 27 0, 33 0, 39 0, 42 0, 45 0, 51 0, 56 0, 59 0, 67 0, 84 12 ,5m m (1 /2 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 4 m m - - - 0, 23 0, 27 0, 31 0, 35 0, 40 0, 48 0, 56 0, 60 0, 64 0, 73 0, 81 0, 85 0, 97 1, 21 7 K g/ ju nt a 0, 48 0, 63 0, 80 0, 97 1, 14 1, 30 1, 46 1, 63 1, 96 2, 28 2, 44 2, 61 2, 94 3, 27 3, 35 3, 92 4, 92 En ch . 5 m m 0, 29 0, 37 0, 47 0, 58 0, 68 0, 77 0, 85 0, 95 1, 14 1, 32 1, 41 1, 51 1, 70 1, 89 1, 97 2, 26 2, 83 2o 4 m m 0, 08 0, 11 0, 14 0, 16 0, 19 0, 22 0, 25 0, 28 0, 34 0, 39 0, 42 0, 45 0, 51 0, 57 0, 60 0, 68 0, 86 9, 5 m m (3 /8 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 4 m m 0, 11 0, 15 0, 19 0, 23 0, 27 0, 31 0, 36 0, 40 0, 48 0, 57 0, 61 0, 65 0, 73 0, 81 0, 86 0, 98 1, 23 5 K g/ ju nt a 0, 24 0, 29 0, 39 0, 49 0, 58 0, 66 0, 74 0, 83 0, 99 1, 15 1, 24 - - - - - - En ch . 5 m m - - 0, 06 0, 08 0, 11 0, 12 0, 13 0, 14 0, 16 0, 18 0, 20 - - - - - - 2o 4 m m 0, 13 0, 14 0, 14 0, 17 0, 19 0, 22 0, 25 0, 28 0, 34 0, 40 0, 43 - - - - - - Es pe ss ur a da p ar ed e 6, 3 m m (1 /4 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 4 m m 0, 11 0, 15 0, 20 0, 24 0, 28 0, 32 0, 36 0, 41 0, 49 0, 57 0, 61 - - - - - - 3 m m 15 2 20 3 25 4 30 5 35 6 40 6 45 7 50 8 61 0 71 1 76 2 81 3 91 4 10 16 10 67 12 19 15 24 D iâ m et ro do tu bo po l 6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 30 32 36 40 42 48 60 N úm er o típ ic o de c or dõ es Consumo de eletrodos Consumo de eletrodos em tubulações (kg) na posição vertical descendente Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 11 K g/ ju nt a - - 8, 02 10 ,6 5 13 ,2 9 16 ,0 5 18 ,6 9 21 ,4 0 24 ,0 4 26 ,6 2 32 ,0 7 40 ,0 5 En ch . 4 m m - - 7, 57 10 ,0 2 12 ,5 2 15 ,1 5 17 ,6 0 20 ,1 8 22 ,6 3 25 ,0 8 30 ,2 1 37 ,7 4 25 ,4 m m (1 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 3, 25 m m - - 0, 45 0, 63 0, 77 0, 90 1, 09 1, 22 1, 41 1, 54 1, 86 2, 31 K g/ ju nt a - - 4, 95 6, 57 8, 21 9, 88 11 ,5 2 13 ,2 4 14 ,8 4 16 ,4 2 19 ,7 8 24 ,7 2 En ch . 4 m m - - 4, 50 5, 94 7, 44 8, 98 10 ,4 3 12 ,0 2 13 ,4 3 14 ,8 8 17 ,9 2 22 ,4 1 19 ,0 m m (3 /4 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 3, 25 m m - - 0, 45 0, 63 0, 77 0, 90 1, 09 1, 22 1, 41 1, 54 1, 86 2, 31 K g/ ju nt a - 2, 45 3, 67 5, 07 6, 08 7, 34 8, 57 9, 84 11 ,2 1 12 ,2 0 14 ,7 0 22 ,9 0 En ch . 4 m m - 2, 13 3, 22 4, 44 5, 31 6, 44 7, 48 8, 62 9, 80 10 ,6 6 12 ,8 4 20 ,5 9 16 ,0 m m (5 /8 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 3, 25 m m - 0, 32 0, 45 0, 63 0, 77 0, 90 1, 09 1, 22 1, 41 1, 54 1, 86 2, 31 K g/ ju nt a 1, 28 1, 73 2, 58 3, 40 4, 26 5, 12 5, 99 6, 84 7, 71 8, 52 10 ,2 5 12 ,8 3 En ch . 4 m m 1, 05 1, 41 2, 13 2, 77 3, 49 4, 22 4, 90 5, 62 6, 30 6, 98 8, 39 10 ,5 2 12 ,5 m m (1 /2 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 3, 25 m m 0, 23 0, 32 0, 45 0, 63 0, 77 0, 90 1, 09 1, 22 1, 41 1, 54 1, 86 2, 31 K g/ ju nt a 0, 84 1, 13 1, 67 2, 26 2, 81 3, 35 3, 90 4, 49 5, 04 5, 58 6, 76 - En ch . 4 m m 0, 61 0, 81 1, 22 1, 63 2, 04 2, 45 2, 81 3, 27 3, 63 4, 04 4, 90 - Es pe ss ur a da p ar ed e 9, 5 m m (3 /8 ") Pa ss e e ∅ do e le tr od o 1o 3, 25 m m 0, 23 0, 32 0, 45 0, 63 0, 77 0, 90 1, 09 1, 22 1, 41 1, 54 1, 86 - m m 15 2 20 3 30 5 40 6 50 8 61 0 71 1 81 3 91 4 10 16 12 19 15 24 D iâ m et ro do tu bo po l 6 8 12 16 20 24 28 32 36 40 48 60 N ot a: p ar a tu bo s de d iâ m et ro m en or q ue 1 52 m m (6 ") , c om e sp es su ra d e pa re de a té 6 ,4 m m p od e se r u til iz ad o o el et ro do P ip ew el d 60 10 O K 2 2. 45 P ∅ 2, 5 m m p ar a o pr im ei ro p as se . Pe so a pr ox im ad o do s el et ro do s O K p ar a tu bu la çõ es : ∅ 3, 25 m m 28 g ∅ 4, 0 m m 40 g ∅ 5, 0 m m 62 g Consumo de eletrodos Consumo de eletrodos em tubulações (kg) na posição vertical ascendente Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIATÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 12 Posições ASME / EN Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 13 O PROCESSO MANUAL COM ELETRODO REVESTIDO Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 14 O principal processo de soldagem usado na soldagem de tubulações é a soldagem manual com eletrodos revestidos. Existem muitas razões para esta escolha. A primeira é bem óbvia: o eletrodo revestido foi o primeiro consumível inventado para a soldagem ao arco elétrico. Contudo, ainda nos dias atuais, quando materiais mais sofisticados e técnicas mais produtivas e mais econômicas estão à disposição dos usuários, a soldagem manual com eletrodos revestidos permanece como um processo favorável para a soldagem de tubulações. Sua facilidade de uso, capacidade de atingir posições de difícil acesso, a simplicidade dos geradores necessários (ou o fato de poderem ser aplicados com moto-geradores; redes elétricas nem sempre estão disponíveis nos locais das obras), o fato de que os gases de proteção, necessários à soldagem com arames tubulares ou arames sólidos, não são requeridos, todos esses e ainda outros são motivos para a escolha dos eletrodos revestidos. Alguns tipos de eletrodos celulósicos e básicos foram desenvolvidos especialmente para atender aos requisitos do grau do aço usado na fabricação da tubulação e às especificações de segurança estabelecidas pelas normas de tubulações, mas também para prover aos usuários, isto é, os soldadores, produtos versáteis criados para uma aplicação específica. Informações gerais Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 15 ELETRODOS CELULÓSICOS OK PIPEWELD® Os eletrodos OK Pipeweld® sempre foram uma solução produtiva e segura na soldagem de tubulações. Características • O alto teor de celulose no eletrodo proporciona um arco intenso e uma boa penetração em todas as posições. • O alto teor de celulose produz uma escória fina cobrindo o cordão; embora a escória seja facilmente refundida, é recomendável removê-la antes de soldar o próximo cordão. • O fino revestimento combinado com o arco penetrante possibilita que seja usada uma abertura menor na raiz, requerendo-se, portanto, menos material de adição para soldar a junta. • A alta velocidade de solidificação do metal de solda permite realmente soldagem em todas as posições. Faixas de corrente recomendadas para as diferentes posições de soldagem ∅ (mm) Posição plana (A) Progressão ascendente (A) Progressão descendente (A) 2,5 40 - 70 40 - 60 50 - 90 3,25 70 - 110 60 - 90 70 - 120 4,0 90 - 130 70 - 110 90 - 160 5,0 110 - 160 90 - 130 110 - 190 Equipamentos de soldagem Os geradores de solda que podem ser utilizados com os eletrodos OK Pipeweld® necessitam ter uma alta tensão de circuito aberto (CA > 65 V) e boas características dinâmicas. Isso evita a interrupção do arco durante a operação de soldagem. Cuidados e estocagem de eletrodos celulósicos Eletrodos celulósicos necessitam de uma certa quantidade de umidade, normalmente entre 3% e 7%, para proporcionar um desempenho satisfatório. Materiais de adição Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 16 Ressecar este tipo de eletrodo levará à queima da celulose, que é um material orgânico. Isso pode resultar em um desempenho insatisfatório, perda da tensão do arco e porosidade do metal de solda. Estes tipos de eletrodos NÃO devem ser ressecados. Usar embalagens em latas fechadas para transporte em ambientes agressivos A gama de consumíveis da ESAB para a soldagem de tubulações foi desenvolvida para combinar com a qualidade dos aços e atender à demanda dos fabricantes de tubulações por consumíveis confiáveis, fáceis de usar e produtivos. Nossos esforços em pesquisa e desenvolvimento no mundo tornaram possíveis não só o atendimento da demanda dos dias atuais como também antever as necessidades do amanhã. Os eletrodos celulósicos da ESAB são aplicados em passes de raiz, enchimento e acabamento em uma gama de aços utilizados na indústria de tubulações e na produção de tubos com costura. Escolha do eletrodo ESAB para cada passe Aço e grau do tubo Raiz Passe quente Ench. quente Ench. Acab. 5L A25 • • • • • 5L, 5LS, A • • • • • 5L, 5LS, B • • • • • 5LS, 5LX42 • • • • • 5LS, 5LX46 • • • • • 5LS, 5LX52 •◊ •◊ ◊ ◊ ◊ 5LX56 •◊ •◊ ◊ ◊ ◊ 5LX60 •� •� � � � 5LX65 •� •� � � � 5LX70 •� •� � � � • = OK 22.45P / OK 22.50P ◊ = OK 22.46P � = OK 22.47P Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 17 Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 18 ELETRODOS BÁSICOS Quando o aço da tubulação tem uma resistência maior que X70, a necessidade de pré-aquecimento e de pós- aquecimento torna-se mais rigorosa e a escolha de eletrodos básicos passa a trazer vantagens. A razão é, evidentemente, a alta quantidade de hidrogênio no metal de solda de eletrodos celulósicos. O hidrogênio traz um risco maior de trincamento a frio em aços de alta resistência por causa da maior sensibilidade ao encruamento desses aços. As propriedades dos eletrodos básicos também significam propriedades de impacto muito melhores a baixas temperaturas. A desvantagem com eletrodos básicos soldados na vertical ascendente é a baixa corrente que tem que ser aplicada, resultando em baixa produtividade. Isso pode ser evitado utilizando eletrodos básicos desenvolvidos especialmente para a soldagem de tubulações na posição vertical descendente. Esses eletrodos contêm pó de ferro no revestimento e, portanto, têm um produtividade maior que os eletrodos celulósicos, já que eles podem ser soldados com correntes mais altas que as aplicadas aos eletrodos celulósicos. A produtividade nesse caso chega a ser 25 - 30% maior que para eletrodos celulósicos e 40 - 50% maior que para eletrodos básicos para soldagem na vertical ascendente. Na raiz, a penetração e a força do arco de um eletrodo celulósico tornam-no, no entanto, o consumível mais produtivo, já que com esse eletrodo é possível fechar uma raiz de pequena abertura com uma alta corrente, resultando em uma progressão rápida. Um eletrodo básico pode ser utilizado também para a raiz, mas os requisitos de alinhamento terão que ser mais rigorosos por causa da menor força do arco. O melhor procedimento para a soldagem de tubulações de alta resistência é, portanto, usar eletrodos celulósicos para o passe de raiz e eletrodos básicos para vertical descendente para os passes de enchimento e de acabamento. A maior qualidade do metal de solda do eletrodo básico é vantajosa quando uma tubulação é submetida a tensões. Quando, em seu caminho, uma tubulação enterrada (grandes e médios diâmetros) atravessa rodovias e ferrovias, quando existem maiores tensões estáticas e dinâmicas devido a causas externas, ou quando os tubos de médios e pequenos diâmetros são submetidos a altas temperaturas, altaspressões e a vibrações (plantas de aquecimento, refinarias, etc), é normalmente preferido executar o primeiro passe com um eletrodo OK Pipeweld® e o enchimento com um eletrodo básico OK. Especificação API Qualidade Eletrodo sugerido 1o passe Enchimento Vertical Ascendente 5L A25 OK 22.45P OK 55.00 5L - 5LS A OK 22.45P OK 55.00 5L - 5LS B OK 22.45P OK 55.00 5LX X42 OK 22.45P OK 55.00 5LX X46 OK 22.45P OK 55.00 5LX X52 OK 22.45P OK 55.00 5LX X56 OK 22.45P OK 55.00 5LX X60 OK 22.45P OK 55.00 5LX X65 OK 22.45P OK 73.45 5LX X70 OK 22.45P OK 73.45 Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 19 Com isso, são obtidas a penetração completa que somente os eletrodos revestidos OK Pipeweld® podem assegurar e a tenacidade máxima da junta graças aos eletrodos básicos. Algumas características mecânicas, particularmente os valores de tenacidade e resistência, foram melhoradas. O eletrodo revestido básico OK 55.00 pode ser classificado como AWS E7018-1, o que significa valores de impacto acima de 27 J a -46°C, graças à pureza de seus componentes e a uma fórmula aperfeiçoada. Esse eletrodo pode ser usado para soldar aços com altos valores de carbono equivalente e/ou altos limites elásticos graças ao revestimento, que garante valores de hidrogênio difusível abaixo de 5 ml/100 g e conseqüentemente torna praticamente inexistente o risco de trincas a frio, permitindo também uma redução da temperatura de pré-aquecimento requerida para os eletrodos básicos. Adicionalmente a esses aspectos metalúrgicos e de produtividade, que são importantes para os fabricantes, existe uma capacidade melhorada de soldagem. O excelente desempenho no início e reinício dos cordões, a fusão constante e regular e o aspecto fino do cordão de solda em todas as posições de soldagem são características de fundamental importância para o soldador e asseguram uma alta produtividade. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 20 Eletrodos básicos para aços com média e alta resistência Tipo do eletrodo OK 48.04 OK 55.00 OK 73.45 Revestimento Básico Básico Básico Classificações ASME SFA 5.1 E7018 AWS A 5.1 E7018 ASME SFA 5.1 E7018-1 AWS A 5.1 E7018-1 ASME SFA 5.5 E8018-G AWS A 5.5 E8018-G Rendimento 115% 115% 115% Propriedades mecânicas L.R. 530 - 590 MPa A 27 - 32 % Ch V @ -29°C 90 - 120 J L.R. 560 - 600 MPa A 29 - 31 % Ch V @ -46°C 70 - 90 J L.R. 550 - 610 MPa A 26 - 30 % Ch V @ -46°C XX - XX J Composição química típica do metal de solda depositado (%) C - 0,07 Si - 0,50 Mn - 1,30 C - 0,06 Si - 0,50 Mn - 1,45 C - 0,06 Si 0,40 Mn - 1,10 Ni - 1,65 Aplicações Uso geral em soldas de grande responsabilidade, depositando metal de altíssima qualidade; todos os tipos de juntas; alta velocidade e boa economia de trabalho; indicado para estruturas rígidas, vasos de pressão, construções navais, aços fundidos, aços não ligados de composição desconhecida, etc. Eletrodo adequado para soldagem em todas as posições de aço carbono de médio e alto limite de escoamento. O baixo teor de hidrogênio difusível no metal depositado minimiza o risco de trincas. Excelente qualidade radiográfica. Para construção naval, fabricação estrutural, caldeiras, etc. Excelente aspecto do cordão também na posição vertical ascendente. Soldagem de responsabilidade em aços ASTM A 516 Gr. 70, bem como aços de alta resistência e aços ligados ao Ni para baixas temperaturas. Alta qualidade do metal depositado. Recomendado para soldagem de plataformas de grande espessura e para aços de alta resistência e baixa liga do tipo API 5L X60, X65 e X70. Corrente de soldagem CC+ CC+ CC+ Parâmetros de soldagem 20 - 30 V ∅ 2,0 mm - 50 - 90 A ∅ 2,5 mm - 65 - 105 A ∅ 3,2 mm - 110 - 150 A ∅ 4,0 mm - 140 - 195 A ∅ 5,0 mm - 185 - 270 A ∅ 6,0 mm - 225 - 355 A 21 - 32 V ∅ 2,5 mm - 85 - 105 A ∅ 3,2 mm - 100 - 150 A ∅ 4,0 mm - 130 - 200 A ∅ 5,0 mm - 195 - 265 A ∅ 6,0 mm - 220 - 310 A 20 - 27 V ∅ 2,5 mm - 90 - 110 A ∅ 3,2 mm - 120 - 145 A ∅ 4,0 mm - 145 - 190 A ∅ 5,0 mm - 185 - 245 A Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 21 (*) Eletrodos importados - necessária consulta prévia Eletrodos básicos para soldagem na posição vertical descendente(*) Tipo do eletrodo Filarc 27P Filarc 37P Filarc 108MP Revestimento Básico Básico Básico Classificações ASME SFA 5.5 E8018-G AWS A 5.5 E8018-G EN 499: E46 5 B 41 H5 ASME SFA 5.5 E9018-G AWS A 5.5 E9018-G EN 499: E55 5 1NiMo B 41 H5 ASME SFA 5.5 E10018-G AWS A 5.5 E10018-G EN 757: E55 4 Z B 41 H5 Rendimento 120% 120% 120% Propriedades mecânicas L.R. > 550 MPa L.E. > 460 MPa A ≥ 25 % L.R. > 620 MPa L.E. > 550 MPa A ≥ 24 % L.R. > 690 MPa L.E. > 620 MPa A ≥ 22 % Composição química típica do metal de solda depositado (%) C = 0,06 - 0,09 Si = 0,30 - 0,70 Mn = 1,0 - 1,4 C = 0,06 - 0,09 Si = 0,30 - 0,70 Mn = 1,0 - 1,4 Ni = 0,6 - 1,0 Mo = 0,3 - 0,6 C = 0,06 - 0,09 Si = 0,30 - 0,70 Mn = 1,6 - 2,0 Ni = 1,30 - 1,60 Aplicações Filarc 27P é especialmente desenvolvido para soldagem na vertical descendente de juntas circunferenciais em tubulações. Adequado para aços API 5L X52 - X70. Adequado para soldagem de tubulações de aço de alta resistência como API 5L X75. Desempenho e produtividade similares ao Filarc 27P. Adequado à soldagem de tubulações de aço de alta resistência como API 5L X80. Desempenho e produtividade similares ao Filarc 27P. Corrente de soldagem CC+ CC+ CC+ Parâmetros de soldagem ∅ 2,5 mm - 80 - 100 A ∅ 3,25 mm - 110 - 150 A ∅ 4,0 mm - 180 - 220 A ∅ 5,0 mm - 230 - 270 A ∅ 3,25 mm - 110 - 150 A ∅ 4,0 mm - 180 - 220 A ∅ 5,0 mm - 230 - 270 A ∅ 3,25 mm - 110 - 150 A ∅ 4,0 mm - 180 - 220 A ∅ 5,0 mm - 230 - 270 A Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 22 Eletrodos celulósicos para tubulações Tipo do eletrodo OK 22.45P OK 22.50P OK 22.65P OK 22.46P OK 22.47P OK 22.85P Revestimento Celulósico Celulósico Celulósico Celulósico Celulósico Celulósico Classificações ASME SFA 5.1 E6010 AWS A 5.1 E6010 ASME SFA 5.1 E6010 AWS A 5.1 E6010 ASME SFA 5.1 E6011 AWS A 5.1 E6011 ASME SFA 5.5 E7010-G AWS A 5.5 E7010-G ASME SFA 5.5 E8010-G AWS A 5.5 E8010-G ASME SFA 5.5 E7010-A1 AWS A 5.5 E7010-A1 Rendimento 80% 80% 80% 80% 80% 80% Propriedades mecânicas L.R. = 470 - 500 MPa A = 28 - 33 % Ch V @ -29°C 40 - 60 J L.R. = 490 - 520 MPa A = 22 - 24 % Ch V @ -29°C 30 - 50 J L.R. = 480 - 510 MPa A = 28 - 33 % Ch V @ -29°C 35 - 65 J L.R. = 520 - 590 MPa A = 23 - 26 % L.R. = 610 - 650 MPa A = 22 - 25 % L.R. = 510 - 560 MPa A = 23 - 25 % Composição química típica do metal de solda depositado (%) C = 0,09 Si = 0,10 Mn = 0,30 C = 0,09 Si = 0,20 Mn = 0,40 C = 0,09 Si = 0,15 Mn = 0,35 C = 0,10 Si = 0,10 Mn = 0,40 Ni = 0,40 Mo = 0,30 C = 0,10 Si = 0,10 Mn = 0,50 Ni = 0,30 Mo = 0,45 C = 0,07 Si = 0,10 Mn = 0,25 Mo = 0,50 Aplicações Uso geral em aços comuns; desempenho incomparável na soldagemde oleodutos, gasodutos, minerodutos e outros tipos de tubulações; indicado pra trabalhos fora da posição plana, tais como implementos agrícolas, tanques de veículos, etc. GRANDE PENETRAÇÃO Uso geral em aços comuns para fabricação e reparos em tanques, vagões, máquinas agrícolas, construção naval, estruturas metálicas, etc. GRANDE PENETRAÇÃO Soldagem em CA de aços doces comuns utilizados em estruturas metálicas, tanques, vasos de pressão, veículos, implementos agrícolas, tubulações em geral. GRANDE PENETRAÇÃO Soldagem de grande penetração e alta resistência, em todas as posições, especialmente na vertical descendente; recomendado para soldagem de oleodutos, gasodutos, minerodutos e tubulações API 5L X52 e X56. GRANDE PENETRAÇÃO Soldagem de grande penetração e altíssima resistência, em todas as posições, especialmente na vertical descendente; recomendado para soldagem de oleodutos, gasodutos, minerodutos e tubulações API 5L X70 a X70. GRANDE PENETRAÇÃO Soldagem de grande penetração e alta resistência, em todas as posições, especialmente na vertical descendente; recomendado para soldagem de oleodutos, gasodutos, minerodutos e tubulações API 5L X52 e X56. GRANDE PENETRAÇÃO Corrente de soldagem CC+, CC- CC+, CC- CC+ CC+ CC+ CC+ Parâmetros de soldagem 22 - 28 V ∅ 2,5 mm - 60 - 80 A ∅ 3,2 mm - 80 - 140 A ∅ 4,0 mm - 100 - 180 A ∅ 5,0 mm - 120 - 250 A 23 - 28 V ∅ 2,5 mm - 70 - 85 A ∅ 3,2 mm - 80 - 140 A ∅ 4,0 mm - 100 - 185 A ∅ 5,0 mm - 140 - 255 A 23 - 35 V ∅ 2,5 mm - 40 - 75 A ∅ 3,2 mm - 60 - 125 A ∅ 4,0 mm - 80 - 180 A ∅ 5,0 mm - 120 - 230 A 25 - 30 V ∅ 3,2 mm - 60 - 115 A ∅ 4,0 mm - 90 - 170 A ∅ 5,0 mm - 125 - 230 A 25 - 30 V ∅ 3,2 mm - 65 - 115 A ∅ 4,0 mm - 95 - 165 A ∅ 5,0 mm - 120 - 225 A 25 - 30 V ∅ 3,2 mm - 60 - 120 A ∅ 4,0 mm - 85 - 175 A ∅ 5,0 mm - 120 - 220 A Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 23 TÉCNICAS DE SOLDAGEM E PRÁTICAS OPERACIONAIS Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 24 Eletrodos celulósicos, adequados para uso nas progressões vertical ascendente e vertical descendente, são normalmente escolhidos para soldar tubos. O mais rápido e portanto o mais produtivo método é soldar na vertical descendente com eletrodos celulósicos. Contudo, quando é necessário garantir, em particular, a alta integridade de tubos submetidos a altas tensões estáticas ou dinâmicas (por exemplo, tubos enterrados de médio ou grande diâmetros no cruzamento de rodovias ou ferrovias ou tubos de pequeno ou médio diâmetros sujeitos a vibrações, temperatura, pressão), a técnica de processos combinados, como eletrodos celulósicos e básicos na vertical ascendente, é algumas vezes a preferida. Os capítulos seguintes ilustram as mais freqüentes práticas operacionais aplicadas na soldagem manual de tubos e as diferentes técnicas adotadas, começando pela preparação e terminando com uma análise completa de defeitos potenciais, suas causas e soluções. Informações gerais Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 25 1 - Preparação e ponteamento O escopo deste capítulo é sugerir um procedimento de preparação e ponteamento para a fabricação de uma junta padrão em seções de tubos de aço carbono, para o desenvolvimento de procedimentos de soldagem ou treinamento de soldadores. É importante observar que algumas normas de qualificação de procedimentos de soldagem exigem que os testes sejam feitos em juntas soldadas entre tubos com seu comprimento original, a menos que seja acordado de outra maneira entre as partes interessadas. Eliminar os resíduos causados pela operação de lixamento. Parâmetros de soldagem para ponteamento Eletrodo OK 22.45P ∅ 2,5 mm, corrente 70 - 100 A ou Eletrodo OK 22.45P ∅ 3,25 mm, corrente 100 - 120 A Operações Ponha uma das seções de tubo no piso com a parte biselada virada para cima. Coloque um arame espaçador de diâmetro 1,6 mm na face biselada e ponha a segunda seção de tubo sobre o arame espaçador com a face biselada virada para baixo. Alinhe as duas peças para obter o alinhamento desejado. Em conformidade com a norma API, o desalinhamento não deve exceder 1,6 mm. Nessa etapa, inicie o ponteamento, depositando cordões de comprimento 12 a 22 mm. Soldagem de dutos na vertical descendente com eletrodos celulósicos Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 26 O ponto de solda deve penetrar na raiz cerca de 1,6 mm, fundindo o nariz em ambas as peças. Reposicione o arame espaçador e deposite o segundo ponto de solda. Remova o arame espaçador. Se a abertura da raiz for irregular, faça um terceiro ponto de solda onde a abertura for maior, de tal modo que a contração de solda diminua a abertura. Se a abertura da raiz for muito grande e não permitir o terceiro ponto de solda, comprima o conjunto do lado mais aberto para corrigir a abertura. Esmerilhe a superfície externa dos pontos de tal modo que sua espessura fique aproximadamente com 1,6 mm, para facilitar o início do primeiro cordão. Para obter uma solda de qualidade, são necessários uma preparação correta da junta e um ponteamento de precisão. Ponteamentos defeituosos causarão defeitos na soldagem. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 27 2 - Juntas na 5G / PG Esse tipo de junta e posição é comumente empregada para soldar tubulações de aço de diâmetros médios ou grandes, de 8” e maiores. Parâmetros de soldagem Eletrodo OK 22.45P ∅ 4,0 mm, CC-, corrente 120 - 160 A (raiz) Eletrodo OK 22.46P* ∅ 4,0 mm, CC+, corrente 150 - 160 A (passe quente) Eletrodo OK 22.46P* ∅ 5,0 mm, CC+, corrente 120 - 160 A (enchimento e acabamento) * podem ser substituídos por OK 22.85P, OK 22.47P ou outro eletrodo mais resistente, dependendo do tipo de metal de base a ser soldado. É importante que o gerador tenha uma tensão de circuito aberto mínima de 70 V. Atividades Após ter executado a preparação e o ponteamento conforme descrito no item anterior, use dispositivos de fixação para prender a peça na posição horizontal com os pontos localizados nas posições 3, 6, 9 e 12 horas. É recomendado colocar o ponto com a menor abertura de raiz na posição 12 horas. Solde o cordão de raiz filetado com um eletrodo de ∅ 4,0 mm. A corrente deve ser ajustada para 120 - 160 A. Inicie com o eletrodo na posição 12 horas, com um ângulo de ataque puxando de 10 - 15° e o eletrodo no plano da junta. Abra o arco na raiz da junta (nunca na extremidade do ponto em direção à superfície externa do tubo), empurre o eletrodo na junta e avance de modo regular. Para enxergar melhor a poça de fusão, pode ser necessário variar o ângulo de ataque puxando de 10 - 15° para 0 - 30°. Use a técnica de arrastar, mantendo sempre o eletrodo na base da junta. Forma- se, então, um entalhe no formato de um buraco de fechadura, que acompanha a extremidade do eletrodoem seu movimento. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 28 Se furar a raiz, oscilar levemente o eletrodo de um lado para o outro, como é mostrado na figura. Se for necessário interromper o arco antes que o passe seja terminado, a ponta do eletrodo deve ser rapidamente movida para baixo. Isso evita a inclusão de escória na poça de fusão. Remova a escória da cratera e dos últimos 50 mm do cordão de solda. O reinício deve ser feito começando no metal de solda a aproximadamente 12 mm antes da cratera e movendo-se em direção a ela com um comprimento de arco ligeiramente acima do normal. Então empurre o eletrodo para a raiz da junta para encher a cratera e continue a soldagem da maneira normal. O cordão completo deve formar um reforço de solda na raiz de espessura 1,6 mm. Quando a primeira metade da raiz estiver completa, remova a escória e então repita o processo para a segunda metade da junta. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 29 Para o passe quente, empregue OK 22.46P, OK 22.47P ou eletrodos E9010-G, dependendo da classe do aço a ser soldado, com diâmetro de 4,0 mm. Comece com o eletrodo na posição 12 horas, mantendo os mesmos ângulos indicados para o passe de raiz, em direção à posição 6 horas. Movimente levemente o eletrodo para cima e para baixo para enxergar a poça de fusão. Mova a ponta do eletrodo para frente em um comprimento igual ao diâmetro do eletrodo para permitir que a poça de fusão se solidifique ligeiramente e então mova a ponta de volta em um comprimento igual à metade do diâmetro do eletrodo. A essa altura, espere até que a cratera esteja cheia antes de ir adiante. Mantenha um comprimento de arco igual ao diâmetro do eletrodo. Não aumente o comprimento do arco durante o movimento. Se o arco for interrompido antes que o cordão esteja concluído, remova a escória da cratera, reinicie o arco começando sobre o cordão de raiz, a aproximadamente 12 mm à frente do segundo cordão e mova o eletrodo de volta à cratera. Certifique-se de que você encheu a cratera e então recomece a soldagem conforme descrito anteriormente. Execute a segunda metade do passe com o mesmo procedimento. Deve ser observado que a técnica “empurrando” com a qual é depositado o passe de raiz causa fusão incompleta e inclusão de escória nas bordas da junta. Devido à maior corrente aplicada, o segundo passe ou “passe quente” não transfere muito metal à junta, porém seu maior aporte térmico libera a escória e completa a fusão entre as bordas do metal de solda e o metal de base. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 30 Para executar o passe de enchimento (terceiro passe), a posição de início e os ângulos de ataque puxando do eletrodo são os mesmos que os indicados para o passe de raiz e para o passe quente, mas devem ser empregados eletrodos de 5,0 mm de diâmetro com a corrente ajustada para 150 - 180 A. Aplique um movimento com oscilação, mantendo um comprimento de arco igual ao diâmetro do eletrodo. Pare com a ponta do eletrodo na borda do cordão anterior. Mova-se na direção da borda oposta descendo aproximadamente a metade do diâmetro do eletrodo. Se for necessário reiniciar o arco, empregue o mesmo procedimento indicado para o segundo passe. Após ter soldado a segunda metade da junta, remova totalmente a escória. Para encher a junta até 0,8 mm abaixo da superfície externa do tubo, pode ser necessário depositar passes adicionais em toda a circunferência da junta. Esses cordões de solda geralmente adicionar camadas de espessura 1,6 mm. Empregue as mesmas técnicas indicadas nos passes anteriores. Freqüentemente, após todas essas camadas terem sido depositadas, a junta fica mais espessa nas regiões superior e inferior que nas regiões laterais do tubo (“costelas”), tornando necessário encher uniformemente toda a junta antes do passe de acabamento. Nesse caso, são depositados cordões de nivelamento com as mesmas técnicas ilustradas anteriormente. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 31 A técnica aplicada no passe de acabamento é a mesma já indicada para o penúltimo passe, porém o movimento de oscilação deve ser mais largo. Pare com a ponta do eletrodo nas bordas do cordão anterior. Empregue uma oscilação retilínea ou em meia-lua com comprimento de arco, velocidade de soldagem e inclinação do eletrodo adequados. Avance a uma velocidade que torne possível obter um reforço com altura entre 0,8 e 1,6 mm e uma sobreposição de aproximadamente 1,6 mm nas bordas. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 32 As normas API requerem inspeção visual e uma relevante avaliação da qualidade da amostra de solda. Após ter executado a preparação e o ponteamento, a peça é identificada e então soldada na posição 5G conforme indicado anteriormente. É então executada uma inspeção visual da solda. Os critérios de aceitação são os seguintes: • Trincas: a solda não deve apresentar trincas. • Penetração: a raiz da junta deve apresentar penetração completa. • Fusão: a fusão entre o metal de solda e o metal de base deve ser total. • Inclusão de escória: o vazio na zona fundida contendo a inclusão não deve exceder 3,2 mm para cada 152 mm de solda. • Poros: a seção afetada pela porosidade não pode ser mais longa que 1,6 mm e o total não deve exceder o comprimento de 3,2 mm para cada 6,5 cm2 de superfície de solda. • Mordeduras: não devem exceder a largura de 0,8 mm, a profundidade de 0,8 mm e seu comprimento total não deve exceder 50,8 mm para cada 152 mm de solda ou 5% da espessura da parede, se a solda for mais curta. • Metal de solda: os reforços da superfície e da raiz não devem exceder as dimensões indicadas, devem ter uma transição suave com as superfícies do metal de base e suas bordas devem estar livres de mordeduras. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 33 3 - Juntas na posição 6G / H-L045 Aplicação: soldagem de todos os tubos de aço carbono de diâmetro 8” (203 mm) e espessura de parede de 8,2 mm. Parâmetros de soldagem Eletrodo OK 22.45P ∅ 2,5 mm, corrente 70 - 100 A Eletrodo OK 22.45P ∅ 3,25 mm, corrente 100 - 120 A O gerador deve ter uma tensão de circuito aberto de 70 V Atividades Após ter executado a atividade de preparação e ponteamento conforme descrita no capítulo 1, fixe a peça usando dispositivos com seu eixo a 45° do plano horizontal e com os pontos localizados nas posições 3, 6, 9 e 12 horas. Coloque o ponto onde a abertura da raiz for menor na posição 12 horas. Execute o passe de raiz com a mesma técnica aplicada no capítulo 2. Mantenha o eletrodo paralelo ao plano da junta e empregue um ângulo de ataque puxando de 10 - 15°. Se o revestimento do eletrodo fundir de uma maneira irregular, mova ligeiramente a ponta do eletrodo de uma borda para a outra. Solde ambas as metades da junta com a mesma técnica. O passe de raiz não deve penetrarmais que 1,6 mm. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 34 Para o passe quente, empregue eletrodos OK 22.45P de diâmetro 3,25 mm. Abra o arco na posição 12 horas com os mesmos ângulos de eletrodo aplicados no passe de raiz. Aplique um movimento similar àquele descrito para o segundo cordão no capítulo 2. Para os passes de enchimento, comece na posição 12 horas com um ângulo de trabalho de 80 - 90° com o eixo do tubo. Avance da posição 12 horas até a posição 6 horas usando um movimento de oscilação alongada e então, se necessário, execute cordões de nivelamento. Execute o passe de acabamento aplicando os mesmos ângulos de eletrodo e a mesma técnica dos passes de enchimento. Os cordões externos devem compor um reforço de 1,6 mm e sobrepor o bisel em 1,6 mm. Solde ambas as metades da junta e então remova a escória. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 35 Para ser aprovado no teste de qualificação em um procedimento de soldagem na posição 6G — que cobre todas as outras — alguns ensaios mecânicos devem ser realizados em uma amostra. Para isso, prepare e ponteie uma peça conforme descrito no capítulo 1. Execute a soldagem conforme descrito neste capítulo. Tenha cuidado em remover as maiores irregularidades usando uma lixadeira com um disco de granulação fina antes de depositar o segundo passe. Faça um ensaio visual conforme indicado no capítulo 2. Da peça soldada, serão obtidas seis seções que devem ser previamente identificadas pelo operador. Proceda com o corte do tubo para obter as seis fatias de largura 25 mm, como ilustrado abaixo. Os corpos de prova para os ensaios de dobramento devem ser esmerilhados em ambas as superfícies para remover os reforços de solda, até nivelar com o metal de base, sem deixar entalhes. Usando um dispositivo de dobramento, ensaie os corpos de prova com um punção de espessura igual a três vezes a espessura do tubo, sendo a metade dos corpos de prova com a raiz tracionada e a outra metade com a face tracionada. O critério de aceitação é atendido se não houver trincas ou outras descontinuidades acima de 3,2 mm ou metade da espessura, o valor que for menor, após o dobramento. Trincas originadas nas arestas dos corpos de prova não devem ser consideradas se seu comprimento for menor que 6,4 mm, medidas em cada direção, a menos que sejam encontrados outras descontinuidades. Para executar os testes “nick break”, é aberto um entalhe no centro da solda com o auxílio de uma serra, tendo a profundidade de 3,2 mm, em ambos os lados de cada corpo de prova. Não devem ser removidos os reforços de solda. Os corpos de prova devem ser fraturados sob tração com uma máquina apropriada ou com um martelo, fixando-se uma das extremidades do corpo de prova em uma morsa. O critério de aceitação é haver penetração e fusão completa após análise das superfícies de fratura. O tamanho máximo de poros não deve exceder 1,6 mm e a área total de porosidade, 2% da área total ensaiada. Inclusões de escória não devem exceder 0,8 mm em profundidade, 3,2 mm em comprimento, ou a metade da espessura da parede, o valor que for menor. Adicionalmente, deve haver pelo menos 12 mm de metal íntegro entre as inclusões. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 36 1 - Preparação e ponteamento O escopo deste capítulo é informar os procedimentos de preparação e ponteamento corretos para uma junta padrão em seções de tubo com diâmetro 8” (203 mm). A junta é preparada fazendo-se um bisel como indicado nas figuras. Remova os resíduos causados pela atividade de lixamento. Parâmetros de soldagem para o ponteamento Eletrodo OK 22.45P ∅ 3,2 mm, CC-, Corrente 85 - 110 A Se a fonte não possuir indicador de corrente, esta pode ser ajustada empiricamente procedendo-se da seguinte maneira: coloque uma tira de aço carbono de 6 mm de espessura na posição horizontal, abra o arco e deposite um cordão retilíneo, simétrico, com ondulação regular e espessura de 1,6 mm. Se o cordão for desnivelado e fortemente convexo, a corrente deve ser aumentada. Se o cordão for achatado e apresentar respingo excessivo, a corrente deve ser reduzida. Atividades Faça a montagem conforme ilustrado abaixo. Coloque um arame espaçador de diâmetro 3,2 mm. Alinhe as duas seções de forma a conseguir a preparação desejada da junta. Em conformidade com o Código ASME, o desalinhamento não deve exceder 1,6 mm. Soldagem de dutos na vertical ascendente com a técnica mista eletrodos celulósicos/básicos Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 37 Nessa etapa se inicia a atividade de ponteamento, depositando-se um cordão de comprimento de 12 a 20 mm. O ponto deve penetrar na raiz de tal modo a formar um cordão com reforço de 1,6 mm no lado interno do tubo, sendo que o nariz deve ser fundido em ambas as peças. Então reposicione o arame espaçador e deposite o segundo ponto. Remova o arame espaçador. Se a abertura da raiz ficar maior em um dos lados, solde um terceiro ponto onde a abertura da raiz for maior, de tal modo que a contração de solda compense a diferença. Porém, se a abertura da raiz neste ponto for tão grande que não permita a soldagem do terceiro ponto, primeiro corrija a abertura da raiz comprimindo o lado mais aberto. Faça o terceiro e o quarto pontos espaçados de 90° em relação ao primeiro e segundo pontos. Para obter uma solda de boa qualidade, são necessários uma preparação correta da junta e pontos de solda aplicados com precisão. Pontos defeituosos causarão defeitos na soldagem final. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 38 2 - Juntas na 5G / PF Esse tipo de junta e posição é utilizada na soldagem de curvas, flanges, peças forjadas em todos os diâmetros. O seguinte exemplo contempla a soldagem de tubos de diâmetro 8” (203 mm). Parâmetros de soldagem (*) Eletrodo OK 22.45P ∅ 3,2 mm, CC-, Corrente 85 - 110 A, passe de raiz Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm / 3,2 mm, CC+, Corrente 85 - 110 A, enchimento Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm, CC+, Corrente 110 - 140 A, acabamento A fonte deve ter uma tensão de circuito aberto de 70 V. (*) Para o processo com a técnica mista eletrodo celulósico / básico. Atividades Após ter executado a preparação e o ponteamento conforme descrito no capítulo 1, use dispositivos de fixação para prender a peça na posição horizontal com os pontos nas posições 2, 5, 8 e 11 horas. O ponto com a menor abertura da raiz deve estar na posição 5 horas. Para executar o passe de raiz, inicie com o eletrodo na posição 6:30, perpendicular ao eixo e à superfície do tubo. Abra o arco na raiz da junta (nunca na extremidade do ponto ou na superfície externa do tubo). Mantenha um comprimento de arco com o dobro do diâmetro do eletrodo e oscile de uma borda para a outra, para frente e para trás, para pré-aquecer o nariz do bisel. Após dois ou três movimentos, reduza o comprimento do arco para uma vez o diâmetro do eletrodo e forme a cratera “buraco de fechadura”, entãomantenha o arco no nariz do bisel e avance. use um leve movimento oscilante para cima e para baixo. Para manter uma cratera de dimensões apropriadas, os movimentos devem ser rápidos e precisos. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 39 Quando se aproximar de um ponto de solda, reduza a velocidade de soldagem e aumente ligeiramente o comprimento do arco. Se a cratera tender a se fechar, aplique um ângulo de ataque puxando de 5 - 10° e/ou reduza a velocidade de alimentação. Se, por outro lado, a cratera tender a se abrir, aplique um ângulo de ataque empurrando de 5 - 10° e/ou aumente a velocidade de alimentação. Se necessário, interrompa o arco antes que o cordão esteja concluído, forme uma cratera “buraco de fechadura” de diâmetro aproximadamente 5 mm empurrando rapidamente a ponta do eletrodo em direção à junta por aproximadamente 13 mm, então retire completamente o eletrodo. Dessa forma, é assegurada uma penetração completa na reabertura do arco. Remova a escória da cratera e dos últimos 25 mm do cordão de solda. A reabertura do arco deve ser executada iniciando no cordão de solda a aproximadamente 20 mm antes da cratera, movendo o eletrodo em direção à cratera com um comprimento de arco ligeiramente maior que o comprimento normal. Mova para frente e para trás na cratera para pré- aquecer as bordas e então volte ao comprimento de arco normal. Quando a primeira metade do passe estiver concluída, remova a escória e então repita a operação na segunda metade da junta. O passe de raiz deve apresentar uma superfície ligeiramente convexa e ter uma altura de reforço de 1,6 mm. Nessa etapa, os passes de enchimento e acabamento podem ser executados, continuando com eletrodos celulósicos ou usando a técnica mista eletrodo celulósico / básico. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 40 Cordões de enchimento e acabamento com eletrodos básicos Se, após o primeiro cordão, se desejar utilizar eletrodos revestidos básicos, proceda da seguinte maneira: Para o segundo cordão, utilize eletrodos OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 / 3,2 mm. Abra o arco na posição 6:30 e estabilize-o na posição 6 horas mantendo preferencialmente um arco de pequeno comprimento a ângulos conforme mostrado na figura seguinte. Aplique um movimento de oscilação retilíneo, parando com o eletrodo nas bordas da junta. A velocidade de oscilação e os tempos de parada determinarão o resultado. Uma velocidade muito baixa ou uma oscilação excessiva causarão uma poça muito grande e dificultará o controle, enquanto que uma velocidade muito alta ou pouca oscilação causarão falta de fusão no cordão anterior, com um cordão muito convexo e mordeduras. Um enchimento correto da junta atinge aproximadamente até 1,6 mm da superfície do tubo. Se o penúltimo cordão não atingir esse nível, deposite outro cordão com OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm (ou 3,2 mm) empregando o mesmo procedimento. Se o arco for interrompido antes que o passe esteja completo, remova a escória da cratera, reabra o arco iniciando o último cordão aproximadamente a 12 mm à frente da cratera e então retorne até que a cratera seja preenchida, continuando a partir daí com a velocidade de soldagem normal. Finalmente, remova a escória da extremidade do cordão e execute a segunda metade da junta. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 41 Para o passe de acabamento, empregue eletrodos OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm, aplicando a mesma técnica dos passes de enchimento, porém com um movimento de oscilação mais largo, parando nas bordas da junta. A sobreposição nas bordas da junta deve medir aproximadamente 1,6 mm e o reforço da solda deve ficar entre 0,8 e 1,6 mm. O Código ASME requer uma inspeção visual e uma relevante avaliação da qualidade da solda em uma amostra. Após ter executado a preparação e o ponteamento, a peça é identificada e então soldada na posição 5G conforme indicado previamente. É então executada uma inspeção visual da solda. Os critérios de aceitação são os seguintes: • Trincas: a solda não deve apresentar trincas. • Penetração: a raiz da junta deve apresentar penetração completa. • Fusão: a fusão entre o metal de base e o metal de adição deve ser completa. • Inclusão de escória: as cavidades na zona fundida contendo a escória não devem exceder 3,2 mm para cada 152 mm de solda. • Inclusões gasosas: uma seção afetada por porosidade não pode exceder o comprimento de 1,6 mm e seu comprimento total não deve exceder 3,2 mm para cada 6,5 cm2 de superfície de solda. • Mordeduras: não devem exceder uma largura de 0,8 mm, uma profundidade de 0,8 mm e seu comprimento não deve exceder 50,8 mm para cada 152 mm de solda ou 5% da espessura de parede, se a solda for mais curta. • Metal de solda: os reforços da face e da raiz não devem exceder as dimensões indicadas, devem apresentar uma transição suave com as superfícies do metal de base e suas bordas devem estar livres de mordeduras. 2.1 - Cordões de acabamento com eletrodos celulósicos Depois de executado o passe de raiz com o eletrodo OK 22.45P, os passes subseqüentes de enchimento e acabamento podem ser executados empregando-se eletrodos celulósicos OK. Continue novamente com a progressão ascendente, utilizando eletrodos OK ∅ 3,2 mm e 4 mm se o chanfro e o diâmetro do tubo forem adequados. A corrente de soldagem deve ser menor que a aplicada no passe de raiz, sendo determinada pelo tamanho do tubo. Os valores de corrente normalmente aplicados são os seguintes: ∅ 3,2 mm - 60 A - 100 A ∅ 4,0 mm - 80 A - 120 A Dependendo da largura do chanfro, a soldagem é executada com movimentos de oscilação retilíneos ou em meia-lua, parando com o eletrodo nas bordas da junta. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 42 3 - Juntas na 2G / PC Esse tipo de junta e posição é empregado em tubos e em pequenos vasos. O seguinte exemplo descreve a soldagem de um tubo com diâmetro 8” (203 mm). Parâmetros de soldagem (*) Eletrodo OK 22.45P ∅ 3,2 mm, CC-, corrente 85 - 110 A, passe de raiz Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm, CC+, corrente 85 - 110 A, passes de enchimento Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm, CC+, corrente 110 - 140 A, passes de acabamento A fonte deve ter uma tensão de circuito aberto de pelo menos 70 V. (*) Para processos com a técnica mista eletrodo celulósico / básico Atividades Após ter executado a preparação e o ponteamento, fixe a peça na posição 2G (eixo vertical). Então faça o passe de raiz com eletrodos OK 22.45P de diâmetro 3,2 mm. O eletrodo deve ser mantido na horizontal com um ângulo de ataque puxando de 5 - 10°. Inicie o cordão a 50 mm do ponto, forme a cratera “buraco de fechadura” e avance com um movimento de oscilação similar ao empregado na posição 5G. Mantenha o eletrodo nas bordas do nariz. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 43 Se a cratera tender a alargar-se, aumente o ângulo de ataque puxando de 5° para 10°. Se a ponta do eletrodo for empurrada muito paradentro da junta, formar-se-ão mordeduras ao longo da raiz e ocorrerão defeitos e penetração excessiva. Se o eletrodo não for empurrado suficientemente na junta, serão obtidas penetração incompleta e mordeduras nas superfícies biseladas. Se o arco for interrompido antes que o cordão esteja completo, limpe a cratera e reinicie conforme descrito no parágrafo anterior, sem esquecer de encher a cratera. O segundo passe ou passe de enchimento deve ser executado com um eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm. O eletrodo deve ser mantido na horizontal com um ângulo de ataque puxando de 5 - 10°. Empregue um movimento perpendicular em W, com paradas nos pontos indicados na figura para encher corretamente a cratera de solda. Mantenha o arco o mais curto possível. O cordão deve ser chato ou ligeiramente convexo com boa fusão nas bordas. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 44 Os passes de acabamento devem ser feitos com eletrodos OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm. O ângulo de ataque varia, com respeito ao plano horizontal, de 5° acima para o terceiro cordão, para 5° abaixo para o quinto. Um ângulo de ataque correto assegura boa fusão nas bordas da junta. Os cordões devem se sobrepor até à metade do cordão anterior. Empregue o mesmo movimento de oscilação descrito para o segundo cordão. A junta acabada deve ter uma tolerância de projeto de 1,6 mm para usinagem e a superfície levemente convexa não deve apresentar mordeduras. O Código ASME (*) requer uma inspeção visual e uma relevante avaliação da qualidade da solda em uma amostra. Depois de ter executado a preparação e o ponteamento, a peça é identificada e então soldada na posição 2G conforme previamente indicado. É então executada uma inspeção visual da solda. Os critérios de aceitação são os seguintes: • Trincas: a solda não deve apresentar trincas. • Penetração: a raiz da junta deve apresentar penetração completa. • Fusão: a fusão entre o metal de base e o metal de adição deve ser completa. • Inclusão de escória: as cavidades na zona fundida contendo a escória não devem exceder 3,2 mm para cada 152 mm de solda. • Inclusões gasosas: uma seção afetada por porosidade não pode exceder o comprimento de 1,6 mm e seu comprimento total não deve exceder 3,2 mm para cada 6,5 cm2 de superfície de solda. • Mordeduras: não devem exceder uma largura de 0,8 mm, uma profundidade de 0,8 mm e seu comprimento não deve exceder 50,8 mm para cada 152 mm de solda ou 5% da espessura de parede, se a solda for mais curta. • Metal de solda: os reforços da face e da raiz não devem exceder as dimensões indicadas, devem apresentar uma transição suave com as superfícies do metal de base e suas bordas devem estar livres de mordeduras. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 45 4 - Juntas na 6G / H-L045 Esse tipo de junta e posição é usada para soldar curvas, flanges, tês, etc. O seguinte exemplo mostra a soldagem de tubos de diâmetro 8” (203 mm). A posição de soldagem 6G qualifica todas as outras. Parâmetros de soldagem (*) Eletrodo OK 22.45P ∅ 3,2 mm, CC-, corrente 85 - 110 A, passe de raiz Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm, CC+, corrente 85 - 110 A, passes de enchimento Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm, CC+, corrente 110 - 140 A, passes de acabamento A fonte deve ter uma tensão de circuito aberto de pelo menos 70 V (*) Para processos mistos com a técnica eletrodo celulósico / básico Atividades Depois de ter executado a preparação e o ponteamento, fixe a peça na posição 6G (eixo a 45° com o plano horizontal). Os pontos devem ser aplicados nas posições 2, 5, 8 e 11 horas. Então execute o passe de raiz com eletrodos OK 22.45P de diâmetro 3,2 mm. Comece com o eletrodo na posição 6:30, com o eletrodo no plano da junta e perpendicular à direção de soldagem. Empregue um leve movimento de oscilação. A ponta do eletrodo deve ser mantida nas bordas do nariz, porém sem exercer pressão sobre o nariz. Se a cratera tender a fechar, aplique um leve ângulo de ataque puxando e/ou reduza a velocidade de soldagem. Se a cratera tender a abrir, aplique um leve ângulo de ataque empurrando e/ou aumente a velocidade de soldagem. Os procedimentos de interrupção e reabertura do arco são similares àqueles descritos no capítulo 2. Faça ambas as metades do passe e remova a escória antes de depositar o segundo passe. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 46 O passe de enchimento deve ser executado abrindo o arco na posição 6:30 e estabilizando-o na posição 6 horas em uma largura bastante reduzida. Observe os ângulos da figura. Empregue eletrodos OK 48.04 / OK 55.00 de diâmetro 2,5 mm. O passe de enchimento deve ficar a aproximadamente 1,6 mm da superfície externa do tubo. Então execute os passes de acabamento com eletrodos OK 48.04 / OK 55.00 de diâmetro 3,2 mm, aplicando uma corrente de 110 - 140 A. Os ângulos do eletrodo para os passes de acabamento são os mesmos que aqueles empregados para os passes de enchimento. Tome nota do número de cordões de cada camada. Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 47 DEFEITOS: CAUSAS E SOLUÇÕES Seu parceiro em Soldagem e Corte SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS Última revisão em 18/03/2003 48 Para encontrar e possivelmente evitar defeitos de soldagem, o operador deve adquirir familiaridade com a forma e a dimensão da poça de fusão e sua relação com a forma e a aparência do cordão de solda acabado. O metal de adição é gerado pelo eletrodo que, através do arco, começa a misturar-se com o metal de base fundido. Na soldagem na vertical descendente, a força do arco tende a fazer o metal fundido fluir na direção da parte de trás da cratera para formar o cordão de solda, enquanto que a força da gravidade tende a contrabalançar a do arco, fazendo a poça de fusão fluir na direção de soldagem. Ao contrário, na soldagem na vertical ascendente, as forças do arco e da gravidade empurram o metal fundido para a parte de trás da cratera para formar o cordão de solda. O movimento do metal fundido em direção à parte de trás da cratera e sua forma proporciona ao operador um meio de controle contínuo da qualidade, sem interromper o arco. As variáveis essenciais, pelas quais o operador interpreta a poça de fusão e sobre as quais ele deve intervir para evitar os defeitos de soldagem, são: diâmetro do eletrodo, corrente, comprimento do arco, velocidade de soldagem e ângulos de posicionamento. Um dos mais importantes fatores é a penetração. Existe penetração correta quando a solda atravessa completamente a espessura da junta, deixando um pequeno reforço de penetração contínua e bem fundida atrás. Um dos defeitos mais comuns em tubulações é a penetração insuficiente, que consiste em descontinuidade entre os dois narizes dos biséis devido ao fato que o metal de adição não penetrou completamente a junta. Isso ocorre quando, durante a soldagem, a abertura da raiz começa a fechar, o cordão torna-se estreito e a poça de fusão fica estagnada. Para evitar esse problema, uma possível solução é diminuir a velocidade de
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