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Apostila Soldagem de Tubula es

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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
Índice
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
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
1
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
2
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
INTRODUÇÃO
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
3
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Detalhes da junta
Junta de Topo
Junta em Ângulo
1. Abertura da raiz: separação entre as faces a serem
soldadas na raiz da junta
1. Espessura da garganta: distância entre o cordão da
raiz e a superfície medida na bissetriz do ângulo
2. Nariz: superfície de preparação
perpendicular à superfície da peça
junta
2. Perna: distância entre o cordão da raiz e o vértice
da junta
3. Superfície do bisel: superfície oblíqua à preparação
da junta
3. Raiz da junta: ponto no qual a base do cordão
intercepta a superfície do metal de base
4. Ângulo do bisel: ângulo entre a superfície biselada
e um plano perpendicular à peça
4. Face da junta: ponto de junção entre a superfície
do cordão e a superfície do metal de base
5. Ângulo do chanfro: ângulo total entre as duas
superfícies biseladas
5. Superfície da junta: superfície externa do cordão
da
6. Largura da junta: largura efetiva da junta (distância
entre os biséis acrescida da sobreposição com o
metal de base)
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
7. Espessura da peça
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4
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Tipos de Junta
Muitas outras variações são possíveis.
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5
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Ângulos de posicionamento do eletrodo
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°.
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Última revisão em 18/03/2003
6
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
2,8
2,8
2,8
3,4
4,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
141,3
168,3
219,1
273,0
323,8
355,6
406,4
457,2
508,0
558,8
609,6
660,4
762,0
863,6
914,4
1067
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
30
34
36
42
-
2,1
2,1
73,0
2½
114,3
1,6
60,3
2
4
3,0
1,6
48,3
1½
2,1
1,6
42,1
1¼
2,1
1,6
33,4
1
88,9
1,6
26,7
3/4
101,6
-
21,3
1/2
3
-
17,1
3/8
3½
3,0
-
13,7
1/4
-
-
-
7,9
-
6,4
6,4
6,4
6,4
6,4
6,4
4,6
4,2
3,8
3,4
3,4
3,0
3,0
2,8
2,8
2,8
2,8
2,1
2,1
1,6
1,6
1,2
-
10,3
1/8
Sch
10
Sch
5
Diâmetro
externo
(mm)
Diâmetro
nominal
(")
-
-
-
12,7
-
9,5
-
9,5
7,9
7,9
7,9
6,4
6,4
6,4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Sch
20
-
-
-
15,9
-
14,3
-
12,7
11,1
9,5
9,5
8,4
7,8
7,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Sch
30
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,5
9,3
8,2
7,1
6,6
6,0
5,7
5,5
5,2
3,9
3,7
3,6
3,4
2,9
2,8
2,3
2,2
1,7
Std
-
-
-
-
-
17,4
-
15,0
14,3
12,7
11,1
10,3
9,3
8,2
7,1
6,6
6,0
5,7
5,5
5,2
3,9
3,7
3,6
3,4
2,9
2,8
2,3
2,2
1,7
Sch
40
-
-
-
-
-
24,6
-
20,6
19,0
16,7
15,0
14,3
12,7
10,3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Sch
60
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
11,0
9,5
8,6
8,0
7,6
7,0
5,5
5,1
4,8
4,5
3,9
3,7
3,2
3,0
2,4
XS
ESPESSURA DA PAREDE (mm)
-
-
-
-
-
31,0
-
26,2
23,8
21,4
19,0
17,4
15,0
12,7
11,0
9,5
8,6
8,0
7,6
7,0
5,5
5,1
4,8
4,5
3,9
3,7
3,2
3,0
2,4
Sch
80
-
-
-
-
-
38,9
-
32,5
29,4
26,2
23,8
21,4
18,2
15,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Sch
100
-
-
-
-
-
46,0
-
38,0
35,0
31,0
27,8
25,4
21,4
18,2
14,3
12,7
11,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Sch
120
-
-
-
-
-
52,4
-
44,5
39,7
36,5
31,8
28,6
25,4
20,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Sch
140
-
-
-
-
-
59,5
-
50,0
45,2
40,5
35,7
33,3
28,6
23,0
18,2
15,9
13,5
-
11,1
9,5
8,7
7,1
6,4
6,4
5,5
4,8
-
-
-
Sch
160
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
22,2
22,0
19,0
17,1
-
15,2
14,0
11,0
10,2
9,7
9,1
7,8
7,5
-
-
-
XXS
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Classificação de tubos
Tubos sem costura e com costura dimensionados em conformidade com a ANSI B 36.10 e normas API
7
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Diâmetros externos e espessuras preferenciais (indicadas na região emoldurada
da tabela, incluindo a moldura)
Diâmetro
externo
(mm)
Espessura (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
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
8
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Propriedades Mecânicas / Composições Químicas (aços API)
Especificação
API
Grau
5L
Propriedades Mecânicas
(N/mm2)
Composição Química
(%)
Limite de
escoamento
Limite de
resistência
A 25
170
310
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
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Carbono
(máx.)
Manganês
(máx.)
Carbono
equivalente
(máx.)
0,31
Última revisão em 18/03/2003
9
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
711
762
813
28
30
32
Número
típico
de cordões
1524
610
24
60
508
20
1219
457
18
48
406
16
1067
356
14
42
305
12
1016
254
10
40
203
8
914
152
6
36
mm
pol
Diâmetro
do
tubo
-
-
-
-
-
-
0,61
0,57
0,49
0,41
0,36
0,32
0,28
0,24
0,20
0,15
0,11
-
-
-
-
-
-
0,43
0,40
0,34
0,28
0,25
0,22
0,19
0,17
0,14
0,14
0,13
3
-
-
-
-
-
-
0,20
0,18
0,16
0,14
0,13
0,12
0,11
0,08
0,06
-
-
-
-
-
-
-
-
1,24
1,15
0,99
0,83
0,74
0,66
0,58
0,49
0,39
0,29
0,24
1,23
0,98
0,86
0,81
0,73
0,65
0,61
0,57
0,48
0,40
0,36
0,31
0,27
0,23
0,19
0,15
0,11
0,86
0,68
0,60
0,57
0,51
0,45
0,42
0,39
0,34
0,28
0,25
0,22
0,19
0,16
0,14
0,11
0,08
o
5
2,83
2,26
1,97
1,89
1,70
1,51
1,41
1,32
1,14
0,95
0,85
0,77
0,68
0,58
0,47
0,37
0,29
4,92
3,92
3,35
3,27
2,94
2,61
2,44
2,28
1,96
1,63
1,46
1,30
1,14
0,97
0,80
0,63
0,48
1,21
0,97
0,85
0,81
0,73
0,64
0,60
0,56
0,48
0,40
0,35
0,31
0,27
0,23
-
-
-
o
0,84
0,67
0,59
0,56
0,51
0,45
0,42
0,39
0,33
0,27
0,25
0,22
0,19
0,16
-
-
-
o
Passe e ∅ do eletrodo
12,5 mm (1/2")
7
6,56
5,25
4,60
4,38
3,93
3,51
3,29
3,06
2,62
2,19
1,97
1,75
1,54
1,31
-
-
-
8,61
6,89
6,04
5,75
5,17
4,60
4,31
4,01
3,43
2,86
2,57
2,28
2,00
1,70
-
-
-
1,21
0,97
0,85
0,80
0,72
0,64
0,60
0,56
0,47
0,39
0,35
0,31
0,26
-
-
-
-
o
0,84
0,67
0,59
0,56
0,50
0,44
0,41
0,38
0,33
0,27
0,24
0,21
0,18
-
-
-
-
o
Passe e ∅ do eletrodo
16,0 mm (5/8")
10,66
9,34
8,89
8,00
7,09
6,65
6,13
5,31
4,40
3,96
3,51
3,06
-
-
-
-
10
11,28 13,33
9,02
7,90
7,53
6,78
6,01
5,64
5,19
4,51
3,74
3,37
2,99
2,62
-
-
-
-
1,21
0,97
0,85
0,80
0,72
0,64
0,60
0,56
0,47
0,39
0,35
-
-
-
-
-
-
o
0,84
0,67
0,59
0,56
0,50
0,44
0,41
0,38
0,33
0,27
0,24
-
-
-
-
-
-
o
Passe e ∅ do eletrodo
19,0 mm (3/4")
9,98
9,35
8,73
7,48
6,24
5,61
-
-
-
-
-
-
16
16,66 18,71
13,32 14,96
11,65 13,09
11,11 12,47
10,01 11,23
8,90
8,34
7,79
6,68
5,58
5,02
-
-
-
-
-
-
1
2
Ench. Kg/
1
2
Ench. Kg/
1
2
Ench. Kg/
1
2
Ench. Kg/
1
2
Ench. Kg/
4 mm 4 mm 5 mm junta 4 mm 4 mm 5 mm junta 4 mm 4 mm 5 mm junta 4 mm 4 mm 5 mm junta 4 mm 4 mm 5 mm junta
o
Passe e ∅ do eletrodo
o
Passe e ∅ do eletrodo
o
9,5 mm (3/8")
6,3 mm (1/4")
Espessura da parede
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Consumo de eletrodos
Consumo de eletrodos em tubulações (kg) na posição vertical descendente
Última revisão em 18/03/2003
10
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
406
508
610
711
813
914
1016
16
20
24
28
32
36
40
-
1,86
1,54
1,41
1,22
1,09
0,90
0,77
0,63
0,45
0,32
0,23
o
-
4,90
4,04
3,63
3,27
2,81
2,45
2,04
1,63
1,22
0,81
0,61
Ench.
4 mm
-
6,76
5,58
5,04
4,49
3,90
3,35
2,81
2,26
1,67
1,13
0,84
Kg/
junta
2,31
1,86
1,54
1,41
1,22
1,09
0,90
0,77
0,63
0,45
0,32
0,23
o
1
3,25 mm
10,52
8,39
6,98
6,30
5,62
4,90
4,22
3,49
2,77
2,13
1,41
1,05
Ench.
4 mm
12,83
10,25
8,52
7,71
6,84
5,99
5,12
4,26
3,40
2,58
1,73
1,28
Kg/
junta
Passe e ∅ do eletrodo
Passe e ∅ do eletrodo
1
3,25 mm
12,5 mm (1/2")
9,5 mm (3/8")
2,31
1,86
1,54
1,41
1,22
1,09
0,90
0,77
0,63
0,45
0,32
-
o
1
3,25 mm
20,59
12,84
10,66
9,80
8,62
7,48
6,44
5,31
4,44
3,22
2,13
-
Ench.
4 mm
22,90
14,70
12,20
11,21
9,84
8,57
7,34
6,08
5,07
3,67
2,45
-
Kg/
junta
Passe e ∅ do eletrodo
16,0 mm (5/8")
Espessura da parede
2,31
1,86
1,54
1,41
1,22
1,09
0,90
0,77
0,63
0,45
-
-
o
1
3,25 mm
22,41
17,92
14,88
13,43
12,02
10,43
8,98
7,44
5,94
4,50
-
-
Ench.
4 mm
24,72
19,78
16,42
14,84
13,24
11,52
9,88
8,21
6,57
4,95
-
-
Kg/
junta
Passe e ∅ do eletrodo
19,0 mm (3/4")
2,31
1,86
1,54
1,41
1,22
1,09
0,90
0,77
0,63
0,45
-
-
o
1
3,25 mm
37,74
30,21
25,08
22,63
20,18
17,60
15,15
12,52
10,02
7,57
-
-
Ench.
4 mm
Peso aproximado dos eletrodos OK para tubulações:
∅ 3,25 mm
28 g
∅ 4,0 mm
40 g
∅ 5,0 mm
62 g
40,05
32,07
26,62
24,04
21,40
18,69
16,05
13,29
10,65
8,02
-
-
Kg/
junta
Passe e ∅ do eletrodo
25,4 mm (1")
Nota: para tubos de diâmetro menor que 152 mm (6"), com espessura de parede até 6,4 mm pode ser utilizado o eletrodo Pipeweld 6010 OK 22.45P
∅ 2,5 mm para o primeiro passe.
1524
305
12
60
203
8
1219
152
6
48
mm
pol
Diâmetro
do
tubo
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Consumo de eletrodos
Consumo de eletrodos em tubulações (kg) na posição vertical ascendente
Última revisão em 18/03/2003
11
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Posições ASME / EN
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
12
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
O PROCESSO MANUAL COM ELETRODO REVESTIDO
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
13
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Informações gerais
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.
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
14
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Materiais de adição
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
diferentes posições de soldagem
para
as
∅
(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.
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
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15
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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
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.
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Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
ELETRODOS BÁSICOS
Quando o aço da tubulação tem uma resistência maior
que X70, a necessidade de pré-aquecimento e de pósaquecimento 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.
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, altas pressões 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
Qualidade
API
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
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
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18
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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
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Última revisão em 18/03/2003
19
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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
C - 0,06
Si 0,40
Mn - 1,10
Ni - 1,65
Composição química típica C - 0,07
Si - 0,50
do metal de solda
depositado (%)
Mn - 1,30
C - 0,06
Si - 0,50
Mn - 1,45
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
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
20
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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 %
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
L.R. > 690 MPa
L.E. > 620 MPa
A ≥ 22 %
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
Composição química típica C = 0,06 - 0,09
Si = 0,30 - 0,70
do metal de solda
depositado (%)
Mn = 1,0 - 1,4
(*)
C = 0,06 - 0,09
Si = 0,30 - 0,70
Mn = 1,6 - 2,0
Ni = 1,30 - 1,60
Eletrodos importados - necessária consulta prévia
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
21
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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 %
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
Composição
C = 0,09
química típica do
Si = 0,10
metal de solda
Mn = 0,30
depositado (%)
Aplicações
Uso geral em
aços comuns;
desempenho
incomparável
na soldagem
de 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
Soldagem de
grande
Uso geral em
penetração e
Soldagem em
aços comuns
CA de aços
alta resistência,
para fabricação doces comuns em todas as
e reparos em
utilizados em
posições,
tanques,
estruturas
especialmente
vagões,
metálicas,
na vertical
máquinas
tanques, vasos descendente;
agrícolas,
de pressão,
recomendado
construção
veículos,
para soldagem
naval,
implementos
de oleodutos,
estruturas
agrícolas,
gasodutos,
metálicas, etc. tubulações em minerodutos e
geral. GRANDE tubulações
GRANDE
PENETRAÇÃO PENETRAÇÃO 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
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22
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
TÉCNICAS DE SOLDAGEM E PRÁTICAS OPERACIONAIS
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23
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Informações gerais
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.
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24
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Soldagem de dutos na vertical descendente com
eletrodos celulósicos
1 - Preparação e ponteamento
Operações
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.
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.
Eliminar os resíduos causados pela operação de
lixamento.
Nessa etapa, inicie o ponteamento, depositando
cordões de comprimento 12 a 22 mm.
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
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25
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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.
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.
Para obter uma solda de qualidade, são necessários
uma preparação correta da junta e um ponteamento de
precisão. Ponteamentos defeituosos causarão defeitos
na soldagem.
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Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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
∅ 4,0 mm,
CC-,
corrente
Eletrodo OK 22.46P* ∅ 4,0 mm,
150 - 160 A (passe quente)
CC+,
corrente
Eletrodo OK 22.46P* ∅ 5,0 mm, CC+,
120 - 160 A (enchimento e acabamento)
corrente
Eletrodo OK 22.45P
120 - 160 A (raiz)
* 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.
Inicie com o eletrodo na posição 12 horas, com um
ângulo de ataque puxando de 10 - 15° e o eletrodo no
plano da junta.
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.
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.
Solde o cordão de raiz filetado com um eletrodo de
∅ 4,0 mm. A corrente deve ser ajustada para
120 - 160 A.
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. Formase, então, um entalhe no formato de um buraco de
fechadura, que acompanha a extremidade do eletrodo
em seu movimento.
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27
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
Se furar a raiz, oscilar levemente o eletrodo de um lado
para o outro, como é mostrado na figura.
O cordão completo deve formar um reforço de solda na
raiz de espessura 1,6 mm.
Se for necessário interromper o arco antes que o passe
seja terminado, a ponta do eletrodo deve ser
rapidamente movida para baixo.
Quando a primeira metade da raiz estiver completa,
remova a escória e então repita o processo para a
segunda metade da junta.
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28
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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.
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.
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29
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
necessário encher uniformemente toda a junta antes do
passe de acabamento. Nesse caso, são depositados
cordões de nivelamento com as mesmas técnicas
ilustradas anteriormente.
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
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30
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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.
Empregue uma oscilação retilínea ou em meia-lua com
comprimento de arco, velocidade de soldagem e
inclinação do eletrodo adequados.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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
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
penetrar mais que 1,6 mm.
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.
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Seu parceiro em
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
Avance da posição 12 horas até a posição 6 horas
usando um movimento de oscilação alongada e então,
se necessário, execute cordões de nivelamento.
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.
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.
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34
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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35
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Soldagem de dutos na vertical ascendente com a técnica
mista eletrodos celulósicos/básicos
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.
Atividades
Faça a montagem conforme ilustrado abaixo. Coloque
um arame espaçador de diâmetro 3,2 mm.
Remova os resíduos causados pela atividade de
lixamento.
Parâmetros de soldagem para o ponteamento
Eletrodo OK 22.45P
85 - 110 A
∅ 3,2 mm,
CC-,
Corrente
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.
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.
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
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36
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Nessa etapa se inicia a atividade de ponteamento,
depositando-se um cordão de comprimento de 12 a
20 mm.
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.
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.
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.
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37
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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,
85 - 110 A, passe de raiz
CC-,
Corrente
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
Corrente 110 - 140 A, acabamento
∅ 3,2 mm,
CC+,
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.
Após dois ou três movimentos, reduza o comprimento
do arco para uma vez o diâmetro do eletrodo e forme a
cratera “buraco de fechadura”, então mantenha 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.
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.
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38
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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 préaquecer 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.
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39
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Cordões de enchimento
eletrodos básicos
e
acabamento
com
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.
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
40
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
•
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
celulósicos
de
acabamento
com
eletrodos
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.
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.
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.
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
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41
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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,
85 - 110 A, passe de raiz
CC-,
corrente
Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm,
corrente 85 - 110 A, passes de enchimento
CC+,
Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm,
corrente 110 - 140 A, passes de acabamento
CC+,
A fonte deve ter uma tensão de circuito aberto de pelo
menos 70 V.
(*) Para processos com a técnica mista eletrodo
celulósico / básico
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.
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.
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Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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°.
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 para dentro 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.
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.
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.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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:
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.
•
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.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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,
85 - 110 A, passe de raiz
CC-,
corrente
Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 2,5 mm,
corrente 85 - 110 A, passes de enchimento
CC+,
Eletrodo OK 48.04 / OK 55.00 ∅ 3,2 mm,
corrente 110 - 140 A, passes de acabamento
CC+,
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.
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.
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.
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.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
DEFEITOS: CAUSAS E SOLUÇÕES
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47
Seu parceiro em
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
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.
reduzir o nariz.
O defeito oposto é o excesso de penetração, que é
destacado por um reforço excessivo na raiz da junta,
maior que o requerido.
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 soldagem ou reduzir o ângulo
de ataque do eletrodo para aumentar a temperatura da
poça de fusão e portanto aumentar a penetração. Se
isso não for suficiente, interrompa a soldagem e
aumente a corrente ou empregue a maquita para
Nesse caso, durante a soldagem, a abertura da raiz
torna-se muito larga e a poça de fusão fica difícil de se
controlar devido ao seu tamanho e fluidez. Para reduzir
a penetração e eliminar esse problema, a velocidade
de soldagem deve ser aumentada, possivelmente
aumentando também o ângulo de ataque do eletrodo.
Se isso não for suficiente, interrompa a soldagem e
reduza a corrente.
Um aporte térmico excessivo pode causar rechupe.
Isso faz com que a superfície interna da junta fique
côncava. É um defeito comum quando se solda na
sobrecabeça: a força da gravidade faz com que a
superfície interna do cordão de solda se torne côncava
e a superfície externa se torne convexa.
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48
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Em ambos os casos, é necessário reduzir o aporte
térmico ao metal fundido, sendo os métodos os
mesmos que aqueles já descritos no caso anterior.
Na progressão ascendente, o alto aporte térmico pode
furar a raiz, com conseqüente queda de metal fundido.
Outra causa de defeitos é freqüentemente associada
com uma reabertura imperfeita do arco, geralmente
devido a uma corrente muito baixa ou pré-aquecimento
insuficiente; o início do cordão adjacente é muito largo
e a extremidade tem um contorno decrescente em
direção à cratera.
básicos, abra o arco a aproximadamente 13 mm à
frente da cratera e então retorne até que esta seja
preenchida. Dessa forma, o cordão anterior é
corretamente pré-aquecido.
Outro defeito típico de soldagem consiste nas
mordeduras. São reentrâncias que aparecem nas
bordas do cordão na transição com a superfície do
metal de base. Mordeduras reduzem a espessura e
causam furos na raiz. Esse defeito é devido ao
comprimento excessivo do arco. Quanto maior o cone
do arco, mais largas serão as reentrâncias, sendo o
metal de adição depositado em gotas, havendo
respingos excessivos com conseqüente perda de
material de adição.
Adicionalmente, a raiz na vertical descendente
freqüentemente causa pequenas mordeduras nas
bordas da superfície externa do cordão, mas isso é
principalmente devido a uma velocidade de soldagem
muito alta. O segundo passe usualmente preenche as
mordeduras nas bordas e evita falta de fusão e
inclusão de escória.
As mordeduras na raiz do lado interno da tubulação
são causadas por um comprimento de arco muito curto.
A ponta do eletrodo é empurrada em demasia na junta
e o material de adição que é empurrado através da
junta é depositado na raiz.
Para evitar esse tipo de defeito, o eletrodo deve ser
movido em direção ao final da cratera, mantendo o arco
ligeiramente longo para pré-aquecer. Ao final, reduza o
comprimento do arco para fundir a fina ponte de metal,
esperando até que o cordão de solda esteja com um
comprimento igual ao já existente, então reinicie a
soldagem normal. Quando o arco for corretamente
aberto, o eletrodo deve ser virado em direção ao final
da cratera.
Além disso, no caso de progressão ascendente, reinicie
com eletrodos de baixa liga e/ou com baixo carbono
(básico), devendo o arco ser reaberto acima (à frente)
da cratera; então mova o eletrodo em direção à outra
extremidade, devendo o arco ser mantido ligeiramente
mais comprido que o normal. Para reiniciar cordões de
enchimento ou externos, com eletrodos celulósicos ou
Finalmente, devemos dirigir a atenção para uma série
de defeitos de soldagem causados por uma
preparação incorreta da junta. A abertura da raiz, o
nariz e a limpeza da junta são todos fatores
diretamente relacionados à futura qualidade da junta
acabada.
Uma abertura muito grande da raiz ou muito pequena
pode causar penetração excessiva, rechupe, trincas ou
mordeduras. Aberturas muito grandes na raiz tornam
necessário aumentar a velocidade de soldagem sob
pena de haver um aporte térmico excessivo, com
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Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
excesso de penetração ou furo da raiz. Da mesma
forma, se o nariz é muito fino, o calor do arco funde o
nariz e leva à situação anterior de abertura excessiva
na raiz.
Ao contrário, uma abertura muito pequena da raiz ou
um nariz muito grosso pode causar penetração
insuficiente, falta de fusão e convexidade da superfície
do cordão de solda com possível inclusão de escória.
Se o nariz for muito grosso, o arco não pode fundi-lo
para formar o “buraco de fechadura”, sendo o metal de
solda depositado entre os narizes com penetração
insuficiente.
Uma limpeza insuficiente ou inadequada da junta e do
material de base antes da soldagem pode causar
defeitos posteriores, geralmente inclusões gasosas
(porosidade, se ≤ 1 mm, cavidades se ≥ 1 mm). A
presença de óleo ou sujeira nas superfícies a serem
soldadas causa porosidade esférica. Outras causas de
porosidade podem ser a presença de umidade no metal
de base, velocidade de soldagem excessiva ou
oscilação excessiva do eletrodo.
Finalmente, é importante mencionar o efeito do ângulo
do eletrodo como um meio de controle de
temperatura. Os ângulos de ataque, “empurrando” ou
“puxando”, influenciam o aporte térmico, a força do
arco e a quantidade de material depositado. Já que a
força do arco é sempre exercida na mesma direção que
o eletrodo, se este não for centrado na junta, o arco
causa mordeduras ao longo das bordas. Na soldagem
na progressão ascendente, a gravidade move o metal
fundido em direção ao ponto mais baixo da cratera,
onde grandes mordeduras não foram preenchidas.
Mordeduras, que podem ser causadas por um
comprimento de arco excessivamente grande, podem
também ocorrer ao longo das bordas da raiz da junta.
Para finalizar, a qualidade da solda depende da
habilidade do operador, de seu conhecimento das
técnicas apropriadas e de sua capacidade de controlar
as cinco variáveis essenciais mencionadas no início. A
preparação da junta e sua limpeza antes da soldagem
devem ser bem feitas.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
SOLDAGEM AUTOMÁTICA DE TUBULAÇÕES
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Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Informações gerais
Por décadas, as maiores empreiteiras especializadas
na construção de tubulações no âmbito mundial
adotaram sistemas automáticos de soldagem, tendo
sido sua opção imediatamente recompensada.
As principais razões para a mudança são:
•
Aumento de produtividade
•
Menores custos da soldagem
•
Redução da mão de obra
•
Treinamento de
poucas semanas
•
Menor percentual de reparos’
•
Reprodutibilidade perfeita de uma junta de teste
operadores
(soldadores)
em
Podem ser escolhidas diferentes alternativas quando a
mudança tem que ocorrer:
•
Soldagem unilateral com acopladores internos
empregando cobre-juntas de cobre
•
Execução de um passe interno de raiz com um
“acoplador interno de soldagem”
Ambos proporcionam boa produtividade e baixo índice
de reparos, mas suas vantagens respectivas são:
Soldagem unilateral
•
Baixo custo do equipamento
•
Maior velocidade no passe de raiz (o primeiro
passe controla a velocidade de produção na fase
de soldagem na linha principal)
Passe interno
•
Pode ser empregado quando cobre-juntas de cobre
não são permitidos
•
Podem assegurar melhor penetração em condições
de desalinhamento
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Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Materiais de adição para soldagem
ARAMES SÓLIDOS
OK Autrod® 12.51
Classificação
ASME SFA/AWS A5.18-93 ER70S-6
®
OK Autrod 12.51 é um arame sólido cobreado com
baixo teor de impurezas para soldagem GMAW
circunferencial na vertical descendente de tubulações
de qualidade tais como API 5L X52 até X70. Esse
arame permite soldagem com altas correntes
(transferência por aerossol) e também com
transferência por curto-circuito em todas as posições.
Gás de proteção: misturas Ar/CO2.
Composição química típica do metal de solda (%)
C = 0,07
Si = 0,8
Mn = 1,4
Propriedades mecânicas típicas do metal de solda
Tensão limite de escoamento: 535 MPa
Tensão limite de resistência: 600 MPa
Alongamento: 26%
Charpy V: 100 J @ -20°C
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Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
ARAMES TUBULARES
Mesmo para as aplicações mais extremas, onde
produtividade, qualidade e características mecânicas
devam ser garantidas, a ESAB, graças a sua
preferência por um relacionamento de parceria com as
grandes empreiteiras do setor offshore, desenvolveu
uma série de arames tubulares OK Tubrod® que
permitem um considerável aumento na produtividade.
OK TUBROD® 70 MC
Classificação
ASME SFA/AWS A5.18 E70C-6M
Arame tubular com alma metálica. Possibilita elevada
eficiência e taxa de deposição. Devido ao baixo nível
de componentes formadores de escória, a única
escória formada por este arame tubular são pequenas
ilhas de sílica. Soldagem em passe único ou multipasse
de aços de baixo e médio teor de carbono. As
principais aplicações compreendem juntas de topo
multi-passes e juntas em ângulo nas posições vertical
descendente e horizontal. Passes de raiz sem cobrejuntas são soldados no modo de transferência por
curto-circuito. A soldagem MIG pulsada é aplicada para
otimizar o enchimento de juntas fora de posição,
empregando misturas Ar/CO2 como gás de proteção.
Apropriado para soldagem semi-automática e para uso
com equipamentos orbitais automáticos.
Composição química típica do metal de solda (%)
C - 0,04
Si - 0,55
Mn - 1,30
OK TUBROD® 90 MC
Classificação
ASME SFA/AWS A5.28 E90C-G
Arame tubular com alma metálica, de baixa emissão de
fumos. Apresenta alta eficiência (90 - 95%) bem como
elevada taxa de deposição, resultando em um cordão
de excelente aspecto, com pequenas ilhas de escória,
minimizando a limpeza entre os passes. Contém Ni e
Mo, sendo designado para soldagem de aços de média
e alta resistência e de aços temperados com tensão
limite de escoamento mínimo de 550 MPa. Também
designado para aplicações onde se requerem
propriedades de impacto até -40°C. A soldagem MIG
pulsada é aplicada para otimizar o enchimento de
juntas fora de posição, empregando misturas Ar/CO2
como gás de proteção.
Composição química típica do metal de solda (%)
C - 0,03
Si - 0,50
Mn - 1,40
Ni - 1,60
Mo - 0,30
Propriedades mecânicas típicas do metal de solda
Tensão limite de escoamento: 620 MPa
Tensão limite de resistência: 700 MPa
Alongamento: 23%
Charpy V: 40 J @ -40°C
Propriedades mecânicas típicas do metal de solda
Tensão limite de escoamento: 500 MPa
Tensão limite de resistência: 575 MPa
Alongamento: 28%
Charpy V: 50 J @ -29°C
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Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Técnicas de soldagem e práticas operacionais para a
soldagem orbital automática
Soldagem com a técnica mista
A soldagem eletrodo + arame pode ser considerada a
primeira etapa em direção ao processo de soldagem
completamente automático; embora as grandes
empreiteiras tenham adotado essa solução no início
dos anos oitenta para limitar os investimentos na
primeira fase.
(não é necessário lixar e escovar as juntas — a
soldagem com arames tubulares com alma metálica ou
com arames sólidos não gera escória).
O ciclo de trabalho é bem maior. Os tempos mortos são
reduzidos a um mínimo.
Poderia funcionar em um chanfro padrão API (30°+30°)
sem utilizar a máquina biseladora (dispositivo muito
caro), executando os passes de raiz e quente com
eletrodos celulósicos e o enchimento e o acabamento
com arames tubulares ou sólidos. É muito comum o
uso de arames tubulares autoprotegidos em regiões
onde o gás de proteção não é tão fácil de se encontrar.
Soldagem com arames
A soldagem com arames, com bisel reduzido e
emprego de acopladores internos com suportes de
cobre é definitivamente a mais econômica, mais segura
e mais produtiva solução a ser adotada e tem sido
usada por anos na construção de dutos submarinos e
terrestres por várias empreiteiras do setor.
Como funciona o equipamento automático
A tocha de soldagem move-se na descendente a uma
velocidade programada por uma chave seletora. A
velocidade é determinada em cada passe, na meia
circunferência. Ao final de cada passe, a tocha move-se
de volta à posição inicial e reinicia a deposição, após
os parâmetros de soldagem terem sido regulados ou
automaticamente ajustados. A operação é executada
simultaneamente por meio de dois dispositivos no
mesmo passe, para aumentar a produtividade.
Vantagens
Os operadores, mesmo se recrutados entre soldadores
sem muita experiência, podem ser treinados em cinco
semanas.
O número de profissionais envolvidos com as
atividades de soldagem pode ser reduzido em 30%
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Última revisão em 18/03/2003
55
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
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56
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
Exemplos de EPS — Especificações de Procedimento de
Soldagem
PROPOSTA DE ESPECIFICAÇÃO DE
PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM
Projeto:
Especificação Projeto
SMAW
Processo Soldagem
JUNTAS
METAIS DE BASE
Tipo de Bisel:
Simples V
Espec. Material:
API 5L x API 5L
Mata-Juntas:
N/A
Tipo ou Grau:
X-70 x X-70
Mat. Mata-Juntas: N/A
Faixa Diâmetro.: > 323,9 mm
Outros:
Faixa Espessura:
N/A
API 1104 Ed set/99
Manual
CROQUIS DA JUNTA
Tipo:
60-70°
4,8 mm – 19,1 mm
1,0-2,0 mm
Fabricante:
METAIS DE ADIÇÃO
Passe N.º:
Dimensões:
Raiz
2o Passe
Enchimento
Acabamento
4,0 mm
4,0 mm
5,0 mm
5,0 mm
Especific. AWS:
A 5.1-91
A 5.5-96
A 5.5-96
A 5.5-96
Classific. AWS:
E 6010
E 8010-G
E 8010-G
E 8010-G
1,5-2,0 mm
SEQÜÊNCIA DE PASSES
12
10
Fabricante:
Marca Comercial: OK 22.45 P
OK 22.47 P
OK 22.47 P
OK 22.47 P
Brasil
Brasil
11
9
8
6
N.º Corrida:
Local Fabricação: Brasil
POSIÇÃO
Brasil
5G
TTPS
Temp.:
N/A
PRÉ AQUECIMENTO
Temp. Pré aq.:
Remover umidade
Temp. Entrep.:
250 °C máx.
Tempo:
N/A
N/A
N/A
Método. Pré aq.:
Gás propano
Outros:
N/A
N/A
N/A
Controle Temp.:
Lápis Térmico
Gas(es)
Mist % Comp.
Vazão
Raiz/2o Passe:
N/A
N/A
Enchimento:
N/A
Acabamento:
N/A
TIPO E REMOÇÃO DA ACOPLADEIRA
Interna: Sim
Remover Após:
50 % da raiz
Externa: N/A
Remover Após:
N/A
Limpeza /
Esmerilhamento
Polaridade:
TEMPO ENTRE PASSES
Tempo Máximo entre Raiz e 2o Passe:
60 min
Tempo Máximo entre 2o Passe e demais:
60 min
Oscilação:
filetado
Esmerilhamento / escovamento
Distância de Contato à Peça:
7
Descendente
PROGRESSÃO
GASES
TÉCNICA
Filetado ou Trançado
5
4
3
2
1
Máquinas
Corrente Elétrica:
N/A
Raiz (-); 2o Passe (+); Enchimento/Acabamento (+)
Tamanho Bocal:
N/A
Lixadeira, Maquita
N/A
Ferramentas
Manuais
N/A
Escova, lima
Corrente contínua
Outros:
Largura /
Freqüência
Oscilação
N/A
Faixa
Corrente
(A)
120 – 140
Faixa
Voltagem
(V)
30 – 35
Faixa Veloc.
Soldagem
(mm/s)
5,0
Faixa Aporte
de Calor
(kJ/mm)
0,7 – 1,0
Raiz
Descendente
N/A
Diâmetro
Metal
Adição
4,0
2o Passe
Descendente
N/A
4,0
N/A
150 – 160
35 – 40
6,8
0,8 – 0,9
Enchimento
Descendente
N/A
5,0
N/A
200 – 220
35 – 40
4,2
1,7 – 2,1
Acabamento
Descendente
N/A
5,0
N/A
150 – 160
30 – 35
3,4
1,3 – 1,6
Passe
Progressão
VAA (m/min)
NOTAS
Após soldagem, executar 100 % de Ensaio Visual e Ensaio Radiográfico.
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SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
PROPOSTA DE ESPECIFICAÇÃO DE
PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM
Projeto:
API 1104 Ed set/99
Especificação Projeto
SMAW - PGMAW
Processo Soldagem
JUNTAS
Manual, Semi-automático
CROQUIS DA JUNTA
Tipo:
METAIS DE BASE
Tipo de Bisel:
Simples V
Espec. Material:
API 5L x API 5L
Mata-Juntas:
N/A
Tipo ou Grau:
X-70 x X-70
Mat. Mata-Juntas: N/A
Faixa Diâmetro.: > 323,9 mm
Outros:
Faixa Espessura: 4,8 mm – 19,1 mm
Fabricante:
N/A
60-70°
1,0-2,0 mm
METAIS DE ADIÇÃO
Passe No:
Dimensões:
2o Passe
4,0 mm
4,0 mm
1,2 mm
1,2 mm
Especific. AWS:
A 5.1-91
A 5.5-96
A 5.28-96
A 5.28-96
Classific. AWS:
E 6010
E 8010-G
E90C-G
E90C-G
4
OK 22.47 P
OK Tubrod90MC
OK Tubrod 90MC
2
Brasil
Brasil
Brasil
Raiz
Enchimento
Acabamento
1,5-2,0 mm
SEQÜÊNCIA DE PASSES
Fabricante:
3
Marca Comercial: OK 22.45 P
N.º Corrida:
1
Local Fabricação: Brasil
5G
POSIÇÃO
Descendente
PROGRESSÃO
GASES
TTPS
Temp.:
N/A
N/A
PRÉ AQUECIMENTO
Temp. Pré aq.:
Remover umidade
Temp. Entrep.:
250 °C
Tempo:
N/A
80 % / 20 %
18 – 22 L/min
Método. Pré aq.:
Gás propano
Outros:
N/A
80 % / 20 %
18 – 22 L/min
Controle Temp.:
Lápis Térmico
Gas(es)
Mist % Comp.
Vazão
Raiz/2o Passe
N/A
N/A
Enchimento:
Argônio / CO2
Acabamento:
Argônio / CO2
TIPO E REMOÇÃO DA ACOPLADEIRA
Interna: Sim
Remover Após:
50 % da raiz
Externa: N/A
Remover Após:
N/A
TÉCNICA
Filetado ou Trançado
ER filetado / AT trançado
Limpeza /
Esmerilhamento
Esmerilhamento / escovamento
Extensão do Eletrodo:
Polarid.:
TEMPO ENTRE PASSES
Tempo Máximo entre Raiz e Reforço:
60 min
Tempo Máximo entre Passe de Reforço e demais:
60 min
máx. 2,5 ∅ arame
Oscilação:
Máquinas
Lixadeira, Maquita
Corrente Elétrica:
10 – 25 mm
o
Raiz (-); 2 Passe (+); Enchimento/Acabamento (-)
Tamanho Bocal:
Ferramentas
Manuais
Outros:
20 mm
Escova, lima
Corrente contínua
Bocal cônico
Largura /
Freqüência
Oscilação
N/A
Faixa
Corrente
(A)
120 – 130
Faixa
Voltagem
(V)
30 – 38
Faixa Veloc.
Soldagem
(mm/s)
7,0
Faixa Aporte
de Calor
(kJ/mm)
0,5 – 0,7
28 – 35
6,2
0,6 – 0,8
Raiz
Descendente
N/A
Diâmetro
Metal
Adição
4,0
2o Passe
Descendente
N/A
4,0
N/A
140 – 150
Enchimento
Descendente
7,0 – 8,0
1,2
máx. 2,5 ∅
172 – 176
28 – 28,4
4,0
1,20 – 1,25
Acabamento
Descendente
7,0 – 8,0
1,2
máx. 2,5 ∅
160 – 168
28,8 – 29,2
3,3
1,40 – 1,49
Passe
Progressão
VAA (m/min)
NOTAS
Após soldagem, executar 100 % de Ensaio Visual e Ensaio Radiográfico.
PGMAW – processo de soldagem pulsada empregando arame tubular com alma metálica com proteção gasosa.
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58
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Comparação entre os três processos de soldagem
Tubo ∅ 36", espessura 14 mm
Eletrodo
Arame + cobre-juntas de
cobre
Eletrodo + arame
Tipo de bisel
Bisel = redução de
volume
Especificação
de Procedimento
de Soldagem
A solda acabada
o
OK 22.45P ∅ 4,0 mm
OK 22.45P ∅ 4,0 mm
OK Autrod 12.51 ∅ 1,0 mm
o
OK 22.46P/22.47P ∅ 4,0 mm
OK 22.46P/22.47P ∅ 4,0 mm
OK Autrod 12.51 ∅ 1,0 mm
OK 22.46P/22.47P ∅ 5,0 mm
OK 22.46P/22.47P ∅ 5,0 mm
OK Autrod 12.51 ∅ 1,0 mm
OK Autrod 12.51 ∅ 1,0 mm
OK Autrod 12.51 ∅ 1,0 mm
OK Autrod 12.51 ∅ 1,0 mm
64 minutos
35%
182 minutos
41 minutos
35% + 80%
68 minutos
25 minutos
80%
31 minutos
38 Euro
17 Euro
1,6 kg
1,2 kg
6 Euro
4 Euro
44 Euro
21 Euro
1 passe
2 passe
Enchimento
Acabamento
Tempos
Arco Aberto
Eficiência
Tempo total
Custos (somente um exemplo)
Mão de obra: 34 Euro/hora
Eletrodos: 5 Euro/kg
Arame: 3 Euro/kg + 0,5 Euro/kg gás
Custo da mão de
102 Euro
obra
Peso da junta
2 kg
Custo dos
11 Euro
consumíveis
Custo total da
113 Euro
solda
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
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59
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Defeitos e soluções
Passe oco
A radiografia mostra como um canal oco dentro do
primeiro passe pode ser causado pela presença de
sujeira no interior do tubo, devido a um lixamento mal
feito da parede interna do tubo próximo ao bisel, por
más condições do tempo que possibilitam que a água
ou o vapor d’água atinja a solda enquanto o primeiro
passe está sendo executado ou por parâmetros de
soldagem incorretos (corrente muito alta, vazão
excessiva de gás, por exemplo).
Solução
Verifique a limpeza interna do tubo em toda sua
circunferência, por meio de lixamento manual
(escovamento não é suficiente) a uma distância de pelo
menos 20 mm do bisel.
Sob más condições de tempo, a limpeza manual com
trapos da superfície interna de ambos os tubos a serem
soldados imediatamente antes do primeiro passe e
antes da posição sobrecabeça (6:00) é a melhor prática
para afastar a água ou o vapor d’água.
Verifique periodicamente os parâmetros de soldagem.
Falta de penetração
Apresenta-se como uma interrupção, talvez de
comprimento considerável ou em seções da parte
interna do passe de raiz, que deveria ser uniforme. Em
tubos com diâmetro suficientemente grande para
permitir acesso interno, é visível a olho nu e, em alguns
casos, pode-se ver o bisel intacto (é recomendável um
procedimento de soldagem para reparo imediato do
defeito pelo lado interno). Pode ser causado por
geometria incorreta do bisel, por parâmetros de
soldagem incorretos, por acoplamento mal feito
(desalinhamentos excessivos) ou por falta de
habilidade do operador.
Solução
do tubo (sempre compatível com a posição das soldas
longitudinais, que devem ser espaçadas de um certo
comprimento) ou pelo emprego de calços nos
expansores do acoplador interno para reduzir os
desalinhamentos.
Normalmente, os operadores mais habilidosos são
designados para executar o primeiro passe, pois um
atraso na execução interrompe o processo de
soldagem como um todo.
Falta de fusão
O principal defeito de processos com arames. Na
radiografia aparece como uma linha contínua ou
tracejada curta em um ou em ambos os lados da junta;
avaliando sua posição relativamente ao primeiro passe
(o passe mais claro no centro do filme), pode-se
estimar sua profundidade.
As principais causas são: dimensões incorretas do
bisel, parâmetros de soldagem incorretos ou falha do
operador.
Solução
Verificação constante de todos os parâmetros
funcionais e geométricos do processo e manter os
operadores informados.
Existe um segundo caso: menos comum que a falta de
fusão chamada entrepasses, causada pela queda de
metal fundido na costela do tubo (2:00-5:00) devido a
parâmetros de soldagem incorretos; aparece na
radiografia como um veio mais escuro entre dois
passes sucessivos.
Porosidade
No processo por eletrodos revestidos, a poça de fusão
é protegida da oxidação externa pela queima do
revestimento, mas no processo por arames é protegida
pelo gás de proteção, introduzido na zona do arco pela
tocha; a ausência de gás causa porosidade.
Verifique o bisel, os parâmetros de soldagem, a rotação
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60
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Solução
junta.
Verifique o estado de manutenção de cabines para
proteção contra o vento, de mangueiras, conexões,
manômetros e, mais como uma recomendação que
uma solução, substitua a garrafa de gás antes que ela
esvazie completamente.
Ao final da soldagem da junta, é aconselhável tomar as
providências necessárias para executar pequenos
reparos manuais nos passes de acabamento.
Inclusão de escória
Defeito encontrado somente na técnica mista (eletrodo
revestido + arame), apresenta-se na forma alongada,
com uma certa espessura, normalmente posicionada
em um lado do bisel. É causada por uma limpeza mal
feita no segundo passe, onde a escória permanece
presa e não funde no passe consecutivo com o arame.
Em casos esporádicos, mencionados apenas para
melhor compreensão, a inclusão de escória é causada
pelo seu aprisionamento na transição de geometria
desfavorável criada entre o segundo passe e a parede
do bisel se este, com um ângulo de 30°, não foi
completamente preenchido. Para ser mais claro, se
soldagem com o arame se iniciar antes do enchimento,
com o eletrodo, da seção do bisel a 30°, isso pode
causar defeitos (até mesmo falta de fusão).
Solução
Limpeza completa do segundo passe.
Defeitos externos (mordeduras,
penetração e reforço excessivo)
excesso
de
Esses não podem ser considerados defeitos reais de
soldagem que causam problemas de selagem na junta,
mas são defeitos “a serem reparados” devido à
possibilidade de se iniciarem falhas de corrosão ou por
fadiga ou facilitar operações subseqüentes de
revestimento e instalação, no caso de excesso de
penetração ou reforço excessivo.
Solução
Boa preparação da junta antes de executar o passe de
acabamento: os últimos passes de enchimento devem
ser uniformes, perfeitamente limpos e estarem 1 mm
abaixo da superfície do tubo para permitir à poça de
fusão do último passe espalhar-se suavemente e criar
um cordão de altura 1,0-1,5 mm na parte mais larga da
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
61
Seu parceiro em
Soldagem e Corte
SOLDAGEM DE TUBULAÇÕES
Bibliografia
•
Pipelines Welding Handbook - ESAB publication
Traduzido e adaptado por Cleber Fortes - ASSISTÊNCIA TÉCNICA CONSUMÍVEIS
Última revisão em 18/03/2003
62
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