Grupos de avaliação e classes de tolerância

É um fato comprovado que a instalação (construção e montagem) de edifícios e construções sem uma simples falha (irregularidades e imperfeições) é possível somente na teoria. Na prática, isto deve ser considerado como uma condição ideal inalcançável. Este é também o caso quando o estado atual do conhecimento de engenharia é aplicado consistentemente, mesmo quando os aspectos econômicos são ignorados.

Como consequência, códigos respectivos devem ser avaliados para serem julgados e uma avaliação das irregularidades (imperfeições) e tolerâncias.

Estes códigos devem conter critérios permitindo que permitam identificar a admissibilidade de irregularidades e tolerâncias e uma faixa de aplicação geral.

É bastante necessário a subdivisão dos desvios em irregularidades toleráveis e não toleráveis, para que seja excluído uma seria deterioração funcional do edifício, ou uma exposição do homem ou do meio. Quando avaliar estas irregularidades, o tipo de tensão (principalmente estático ou não estático) devem ser sempre considerados

Aplicando grupos de avaliação e classes de tolerância significa que as características de qualidade com os requisitos de execução e as propriedades estão prescritas. Isto leva aos requisitos mínimos e um melhor cálculo (limitação) dos custos da instalação de um edifício. As sequencias de instalação, tempo assim como custo são consideravelmente influenciados pelas características de qualidade prescritas.

Princípios de avaliação de imperfeições

Nos requisitos das primeiras avaliações de defeitos, foram feitos para permitir uma subdivisão de defeitos em irregularidades toleráveis e não toleráveis. Na prática, no entanto, foi provado que isto é extremamente difícil. Devido ao fato de uma ampla variedade de fatores de influência que devem ser considerados para tal subdivisão

No princípio, no entanto, três principais avaliações de irregularidades são consideradas em todos os códigos:

A seguir estão listados de acordo com seu significado e frequência de aplicação:

• Princípios de aptidão para a finalidade (princípio de adequação)
• Princípios de bom acabamento
• Princípios de experiência adquirida de casos de danos

Princípios de bom acabamento

 Uma subdivisão em irregularidade admissível e não admissível resguardando a segurança do componente é muito difícil, esta abordagem concentra-se na determinação do significado de falha e frequência de falhas. É iniciado a partir do pressuposto de que, com soldadores experientes e uma execução profissional, será possível manter o tamanho e o número de falhas em um nível baixo.

 Esta aproximação pode ser realizada principalmente com o uso padrões que podem ser tanto estritamente seguidos ou utilizados como ajuda. Eles possuem a categoria dos padrões para o treinamento dos soldadores. Frequentemente em casos nos quais execuções de qualidade são alcançadas com superioridade que o prescrito pelos requisitos técnicos mínimos. Pode ser descrito como “o mais perfeito possível” (acima do requerido).

Durante aplicações práticas de tais padrões, frequentemente há o problema de falhas detectáveis (irregularidades) ultrapassarem os limites admissíveis, que, além disso, seria evitado ao fazer a junta soldada, mas não tem nenhum efeito adverso não função do componente. Como um reparo pode requer uma despesa desproporcional de tempo e custo, torna-se questionável se a eliminação da falha faz sentido

Princípios de experiência provinda de casos de dano

Esta introdução, por exemplo, o estabelecimento para critérios de avalição de juntas soldadas não é utilizado frequentemente. Pode ser descrito também pelo provérbio “gato escaldado de água fria tem medo”. Devido em partes de riscos grandes falhas técnicas em edifícios e construções são realizadas testes no estágio de planejamento, quando determina-se o limite de falhas, para evitar falhas por imposição de requisitos de segurança muito altos durante a execução. Este princípio é utilizado em casos quando os possíveis efeitos de falha não podem ser julgados antecipadamente.

Princípios de aptidão para a finalidade (princípio de adequação)

Este princípio pode ser descrito como “execução perfeita como necessária”. No entanto, quando usando esta aproximação para a avaliação de irregularidades, o seguinte problema ocorre: parâmetros adicionais devem ser considerados para efeitos de falha, por exemplo:

• Propriedades dos materiais e comportamento dos materiais
• Tipo de tensão (principalmente estática, não estática), tensão multiaxial
• Temperatura de operação em regime de tensão
• Geometria e posição do defeito

Este princípio é usado em casos especiais somente devido à complexidade de avaliação de irregularidades.
Requisitos para a execução de soldas de construções de aço

Para a determinação dos níveis de qualidade para componentes soldados de produção em campo regulado os requisitos para execução dos padrões são sempre aplicáveis.

Como regra, o nível de qualidade deve ser definido no estágio de planejamento por responsabilidade do projetista, junto com os cálculos de estática da engenharia, a divisão do planejamento de processo e o supervisor responsável pela soldagem.

Os requisitos para os níveis de qualidade das juntas soldadas das construções de aço podem ser originados das seguintes fontes:

• Aplicação de padrões técnicos com, por exemplo, DIN EN 287-1, DIN 18800-1, Din 18800-7 (regula-te de Field)
• Especificação do produto, desenhos e construções do cliente (Campo regulado e não regulado)
• Regulamentos internos de qualidade do fabricante, por exemplo, sistemas de QS de acordo com ISO 9001.

Para todos componentes soldados em campo, por exemplo, construções de trilhos para veículos, construções em aço, (supervisão de construção de campo), construções de navios, engenharia marinha, construção de tanques pressurizados, construção de tubulações etc. A estipulação dos códigos deve ser observada em qualquer caso.

Para uma larga escala de componentes soldados no tão chamado campo não regulamentado não há, até agora, vínculo entre os códigos da Europa e da Alemanha. É possível somente fornece recomendações para estas aplicações de campo e grupos de produtos, por exemplo, veículos de estrada, construção de máquinas em geral, máquinas agrícolas, assim como equipamentos de qualquer tipo, incluindo eletrodomésticos.

No presente, os grupos de avaliação e classes de tolerância são fornecidos pelos seguintes padrões usados:
DIN EN 25817 (ISO 5817) – Soldagem por fusão em aço – Guia de nível de qualidade para imperfeições

DIN EN ISO 13920 Soldagem – Tolerâncias gerais para construções soldadas – tolerâncias para comprimento, ângulo, forma e posição.

DIN EN 30042 (ISSO 10042) – Soldagem por fusão em juntas de alumínio e suas ligas soldáveis – Guia de nível de qualidade para imperfeições

DIN EN 25817 – juntas soldadas por processo a arco – Guia de nível de qualidade para imperfeições (proposta para a revisão da ISO 5817)

Geral

Esta norma internacional deve ser usada como uma referência de elaboração para códigos de aplicação e aplicações de outros padrões. Contém uma seleção simplificada das imperfeições de solda por fusão baseado na designação dada na ISO 6520-1 “Soldagem e processos conexos – Classificação de imperfeições geométricas em materiais metálicos”

Algumas imperfeições de acordo com ISO 6520-1 são usadas diretamente e alguns forma agrupados. O sistema de referência básica numérica da ISO 6510-1 tem sido utilizado.

O propósito deste padrão é definir as imperfeições típicas que podem ser esperadas do processo de fabricação normal. Pode ser usado com um sistema de qualidade para uma fábrica de produção de juntas soldadas. São dados três jogos de valores dimensionais no qual uma seleção pode ser feita para uma determinada aplicação. O nível de qualidade necessário em cada caso deve ser definido pelo padrão de aplicação ou pelo projetista responsável em conjunto com o fornecedor, cliente e/ou com outras partes interessadas. O nível deve ser prescrito antes de começar a produção, preferencialmente na investigação ou outro estágio. Para propostas especificas, detalhes adicionais devem ser prescritos.

O nível de qualidade dado neste padrão tem a intenção de fornecer informações de referência básica e não é relacionada especificamente a qualquer caso particular. Eles se referem aos tipos de juntas soldadas na fabricação e não a um produto completo ou componente. É possível, no entanto, que diferentes níveis de qualidades sejam aplicados individualmente a juntas soldadas do mesmo produto ou componente.

Normalmente espera-se para uma junta soldada em particular que os limites dimensionais de imperfeições podem ser cobertos por um nível de qualidade especifico. Em alguns casos, pode ser necessário especificar diferentes níveis de qualidade para imperfeições diferentes na mesma junta soldada.    

A escolha de um nível de qualidade para qualquer aplicação deve levar em conta as considerações do projeto, subsequente ao processo (ex. superfície), modo de tensão (ex. estático e dinâmico), condições de serviço (ex. temperatura e meio ambiente), e consequência das falhas. Fatores econômicos também são importantes e devem ser inclusos, não somente o custo da soldagem, mas também de inspeção, ensaios e reparos.

Embora este padrão internacional inclua tipos de imperfeições relevantes para os processos de soldagem por fusão dados na cláusula 1, somente os processos e aplicações em questão devem ser considerados.

Imperfeições são citadas em termos de suas dimensões atuais, e sua detecção ou avaliação requer um ou mais métodos de ensaios não destrutivos. A detecção e dimensionamento da imperfeição e dependente do método de ensaio e da extensão do ensaio especificado na aplicação do padrão ou contrato.

A necessidade de detecção não é assunto do padrão.

Este padrão internacional é diretamente aplicado para o ensaio visual de soldas ou corpos de prova. E não incluem detalhes dos métodos recomendados de detecção e dimensionamento. Pode ser difícil para a elaboração de um critério de aceitação para um ensaio não destrutivo por mostrarem indicações (Ultrassom, radiografia, correntes parasitas, líquido penetrante, partícula magnética…). Portanto ele precisa ser complementado por requisitos de exame, inspeção e teste.

Os valores de imperfeições considerados normais para prática da soldagem. Altas especificações requerem processos de fabricação adicionais, ex. lixamento ou soldagem sob condições laboratoriais ou processos de soldagem especiais.

Este padrão internacional fornece níveis de qualidade de imperfeição em processos de soldagem por fusão em todos os tipos de aços, níquel, titânio e suas ligas. É aplicado a materiais com espessuras acima de 0,5 mm.

Três níveis de qualidade são dados na ordem de permitir a aplicação para uma grande faixa de soldagem de fabricação. Eles são designados pelos símbolos B, C e D, onde o B é o mais difícil de ser alcançado. O nível de qualidade refere-se à qualidade de fabricação a não a aplicação do produto.

A informação, que é dada aqui, deve ser uma pequena introdução do conteúdo da norma Internacional ISO 5817 (proposta para revisão)

Recomendações para a seleção do grupo de avaliação de acordo com DIN EN 25817 e ISO 5817 – juntas de topo e soldagem por filetes em aço – Ficha
de informação DVS 0705

Geral

Esta norma internacional inclui recomendações para a seleção de grupos de avalição de acordo com DIN EN 25817 e ISO 5817 para juntas de topos e soldas de filetes dependendo do tipo de tensão

Tanto quanto determinações são feitas até nos códigos de soldagem existentes ou não existe nenhuma regulamentação, juntas de topo com requisitos de qualidade são exigidos, têm-se recomendações nesta norma (seção 3) para a seleção do grupo de avaliação dependendo do tipo e quantidade de tensão (predominantemente em descanso ou não predominantemente em descanso).

Determinações em campo regulado

Em campo regulado diferentes códigos de soldagem são aplicados. Estes códigos de soldagem devem ser usados.

Em códigos de soldagem para diferentes campos de aplicação DIN EN 25817 e ISO 5817 são normalmente mencionados sem se referenciar aos grupos de avaliação; em tais casos também recomendamos o uso das recomendações para campo não regulado.

Recomendações para a seleção de grupos de avaliação em campo não regulado

Na DIN EN 25817 e ISO 5817 critérios de avaliação para diferentes tipos de solda foram estabelecidas. Os grupos de avaliação devem ser levados em consideração já no estágio de planejamento da soldagem do componente e construção, respectivamente. A seleção de vários grupos de avaliação depende do tipo e quantidade de tensão do componente soldado ou construído, respectivamente, são dados nas seguintes seções conselhos práticos e ajuda nas decisões.

Componentes soldados estão sujeitos a tensão individual ou várias tensões ao mesmo quando em operação, como exemplo pressão interna, altas e baixas temperaturas, corrosão causada pelo tempo ou através do ataque do meio, e cargas externas.

Na DIN EN 25817 e ISO 5817 os tipos de tensões, por exemplo, carga predominantemente em descanso (estática) e não predominantemente em descanso (crescente, alternada) carga (dinâmica) respectivamente são distintas, entre outras, com relação aos grupos de avaliação. Estes dois tipos de tensão são levados em consideração nas seguintes recomendações para estabelecimento dos grupos de avaliação.

Devido a grande diferença do comportamento de fadiga de juntas de topo comparada as soldas de filetes, dependendo das irregularidades e da direção da tensão ocorrente, a seleção proposta para os grupos de avaliação é olhada separadamente para estes dois tipos de exemplos abaixo.

Quando grupos de avaliação são estabelecidos para as juntas soldadas de um componente, diferentes grupos de avaliação podem resultar de acordo com DIN EN 25817 e ISO 5817. Recomendamos em tais casos a preferência por um grupo de avalição de importância decisiva para a segurança e processamento do componente soldado, respectivamente.

Causas e soluções para irregularidades individuais com junta de topo e soldas de filete estão contidos na ficha informativa DVS 0703

5.3.1 Recomendações para a determinação do grupo de avaliação com tensão predominante em descanso (estático)

Caso não seja determinado nos códigos de soldagem existentes, recomendações para a seleção do grupo de avaliação para juntas de topo e soldas de filete são dados de acordo com a DIN EN 25817 e ISO 5817 carga irregularidades predominante em descanso (estática)

Dependendo da exploração das tensões aceitáveis a tensão pode ser classificada em

• Aprox. 50% (existe. σ ≤ 0,5 acc. σ).
• Aprox. 75% (0,5 acc.  σ < existe. σ ≤ 0,75 acc. σ)
• Acima de 100% (0,75 acc. σ < existe σ ≤ 0,75 acc. σ)

Os valores aproximados para tensões aceitáveis para juntas soldadas (acc σ) são para

• Juntas de topo acc σ igual a tensão admissível para o metal base (aço)
• Soldas de filete (transversal [oscilação transversal] e longitudinal [retilíneo] soldas de filete) acc σ igual 65% da tensão admissível para o metal base (aço)

Como tensões aceitáveis do metal de base (aço) os valores selecionados para o dimensionamento do componente são decisivos

Tabela 1: Recomendações para a seleção dos grupos de avaliação de acordo com DIN EN 25817 e ISO 5817 para juntas de topo e soldas de filete com carga predominante em descanso (estática).

(Extraído da Ficha Informativa DVS 0705, Tabela 2)

5.3.2 Recomendações para a determinação dos grupos de avaliação com tensão não predominante em descanso (dinâmica)

Uma influência decisiva para a seleção dos grupos de avaliação com DIN EN 25817 e ISO 5817 para carga não predominante em descanso (crescente, alternada) tensão (dinâmica) é a estabilidade vibratória (tensão de fadiga) da conexão soldada.

Tabela 2: Tensão de vibração de fadiga de um caso de entalhe de solda de acordo com a classificação IIW dos casos de entalhe

(exemplos) [1…3](Retirado da Ficha Informativa DVS 0705, Tabela 3)

O Instituto Internacional para Tecnologia em Soldagem (IIW) trabalhou nas recomendações internacionais para calcular a tensão de vibração da fadiga de componentes soldados. Nas linhas fixas de Wöhler para aço, é recomendado nos quais diferentes casos de entalhes para as respectivas juntas soldadas e componentes soldados podem ser inseridos. Tensão de fadiga por vibração para todos os aços soldáveis são estabelecidos com a marcação destes entalhes onde os valores de frequência de vibração (frequência de carga) a amplitude das tensões de vibração foi mantida em 2 milhões.

Estas informações de valores aproximados para os limites de influência das irregularidades com as classes de avaliação na tensão de vibração de fadiga (comportamento da fadiga) das juntas soldadas. Eles podem ser usados como uma base para a seleção dos grupos de avaliação dependendo do tamanho da tensão não predominantes em descanso.

Para juntas de topo e soldas de filete essenciais a classe de tensão de vibração de fadiga recomendado de acordo com as recomendações do IIW são demonstrados nas tabelas de irregularidade e classes de avaliação de acordo com DIN EN 25817 e ISO 5817.

Tabela 3: Requisitos especiais para tabela 4ª para junta de topo – transversal

Estes requisitos são a base para a proposta do grupo de avaliação padrão para os altos valores respectivos de classe de fadiga por vibração, eles diminuem o limite das irregularidades para os grupos de avaliação B, C e D

(Extraído da Ficha Informativa DVS 0705)

Nestes casos quando a quebra é esperada fora da solda, demandas menores, para requisitos internos, por exemplo grupos de avaliação C podem ser selecionados.

As demandas submetem-se no grupo de avaliação da DIN 25817 e ISO 5817 em alguns casos podem ser insuficiente devido a requisitos especiais dos componentes ou construções soldadas Devido ao subsequente teste de ultrassom das juntas soldadas por exemplo, outra determinação para ensaio externo pode ser necessária, o qual vai além do grupo de avaliação necessário. Isto também se aplica, por exemplo, a um tratamento de superfície subsequente, por exemplo, galvanização ou revestimento de borracha, e para demandas de conexão soldada de alta densidade.

Tabela 4: Remarcações nas irregularidades para juntas de topo e ângulo.

(Extraído da Ficha Informativa DVS 0705, Tabela 5)

Regras Básicas para determinação e seleção dos grupos de avaliação

• Os requisitos de aplicação dos padrões existentes e códigos de soldagem em vários campos de aplicação (campo regulado) devem ser seguidos,
• A determinação e seleção dos vários grupos de aplicação dependem das condições especiais de aplicação (tipo e quantidade de tensão)
• Sempre que possível, use as recomendações para a seleção dos grupos de avaliação de acordo com DIN EN 25817 e 5817 (ficha informativa DVS 0705)
• Estabeleça os métodos de ensaio
• Os aspectos relevantes sobre a determinação e seleção dos grupos de avaliação e todos os detalhes adicionais dos níveis de qualidade especificados devem ser prescritos

Tolerância geral para construções soldadas de acordo com DIN EN ISO 13920
Geral

Este Padrão Europeu especifica tolerâncias para dimensões lineares e angulares e formato e posição para estruturas soldadas em quatro classes de tolerância, estes foram baseados média de trabalho habitual. O principal critério para a seleção de classes de tolerâncias particulares deve ser os requisitos funcionais a serem encontrados.

As tolerâncias aplicáveis ​​são sempre aquelas que estão demonstrados no desenho. Em vez de se especificar tolerâncias individuais, pode ser utilizado este padrão. Tolerâncias gerais para dimensões lineares e angulares, de forma e posição conforme especificado nesta norma se aplicam para soldagens, montagens e estruturas soldadas etc.


Tolerâncias gerais de acordo com DIN EN ISO 13920

Este padrão europeu especifica três partes de tolerâncias gerais

• Tolerância para dimensões lineares
• Tolerância para dimensões angulares
• Tolerância de planicidade, retilineidade e paralelismo.

Tabela 5: Tolerâncias para dimensões lineares

(Extraído de DIN EN ISO 13920, Tabela 1)

Ensaios para tolerâncias gerais

Ensaios e dispositivos de medida devem ser usados adequadamente para atender o seu propósito. Os seguintes devem ser usados

• Escala graduada
• Fitas métricas
• Paralelismo
• Esquadros
• Pinças de Vernier (de acordo com ISO 3599 e ISO 6906)
• Relógios comparadores (de acordo com ISO/DIS 463)

7Outros testes e dispositivos de medição podem ser usados se de acordo.

Os resultados das medições podem ser influenciados se forem obtidos sob uma temperatura não usual ou condições atmosféricas (ex. grandes construções sob a luz do sol).

O tamanho atual de um ângulo pode ser determinado pela utilização de dispositivos de medidas tangenciais ao conjunto soldado, mas longe da zona influenciada pela solda. O desvio deve ser derivado da diferença entre o tamanho normal e o tamanho atual. O desvio angular deve ser medido em graus e minutos, ou milímetros.

Não conformidades

A decisão de aceitação do componente não estando de acordo com o padrão pode ser feito com base na sua intenção de utilização. Nestes casos o projetista responsável e/ou (cliente) deve ser informado.

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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