Introdução

Em estruturas soldadas defeitos podem aparecer como resultado de processo de fabricação ou durante a operação, causados pela sobrecarga ou por carga dinâmica (se as regras de projeto para estruturas de carga dinâmica não forem seguidas).

Soldagem de reparo pode ser subdividida em 3 itens:

– Acabamento de soldagem durante a produção;

– Correção de não conformidades de soldagem;

– Reparo por soldagem durante operação.

Acabamento de soldagem durante a produção

Este item está relacionado à produção, por exemplo, acabamento de soldagem de componentes fundidos em casos de porosidades, bolhas ou quando as dimensões estiverem inferiores ao especificado.

Deve-se considerar que o ‘’heat input’’ adicional e a possibilidade de tensões residuais podem causar alteração de características nos materiais, as quais podem não ser permitidas. Portanto, às vezes, um tratamento térmico tem de ser aplicado.

Às vezes, o cliente exige procedimentos especiais para tais casos.

Correção de não-conformidades de soldagem

Normalmente, a qualidade de uma solda e a tolerância de um componente tem que satisfazer os requisitos especificados de acordo com a norma aplicável ou contrato. Se o nível de qualidade presente ou a classe de tolerância não cumprir os requisitos especificados conforme EN 25817 (ISO 5817), EN 30042 (ISO 10042) ou EN ISO 13920, não-conformidade e ações corretivas conforme EN 1011 ou EN 729 (ISO 3834) têm que ser realizadas. Quando o reparo ou retificação é realizado, as soldas e os componentes devem ser reinspeccionados, testados e analisados de acordo com a exigência original. As medidas devem ser implementadas para assegurar que as condições adversas para a qualidade necessária da estrutura soldada são prontamente identificadas e corrigidas.

Reparo por soldagem durante operação

Se um componente ou estrutura falhar durante o funcionamento, defeitos na solda ou no metal de base forem detectados durante as inspeções, os seguintes passos têm de ser realizados antes de iniciar o trabalho de reparo:

– Detecção do motivo responsável pelos defeitos ou danos;

– Determinação da especificação dos metais de base e consumíveis de soldagem;

– Verificar a norma aplicável e condições de contrato sobre o serviço de reparo;

– Traçar um plano de reparo (incluindo a sequência de reparo).

Detecção do motivo responsável pelos defeitos ou danos

A causa dos defeitos em uma solda deve ser detectada (por exemplo, através de exames metalográficos) antes de iniciar as medidas de reparo.

Isso pode significar:

– Mudança no design (exemplo: geometria da solda);

– Mudança no metal de base e/ou consumíveis de soldagem;

– Mudança na sequência de soldagem;

– Adição de etapa de processo ou eliminação do reforço de soldagem.

Tipos de fratura:

– Dúctil;

– Fadiga;

– Frágil;

– Lamelar (rasgamento).

Apenas sabendo a causa do defeito ou dos danos, é possível evitar o mesmo defeito ou danos após o reparo.

Possíveis causas de defeitos/danos:

– Alto nível de tensões;

– Erro de design/cálculo de projeto;

– Erro na escolha de materiais;

– Falha na verificação da soldabilidade dos materiais com os respectivo consumíveis de soldagem;

– Defeitos durante a fabricação (preparação para soldagem, montagem, soldagem, tratamento térmico).

Materiais de base e/ou consumíveis de soldagem

4.2.1 Material de base

Se o material de base não puder ser identificado com segurança através de documentos específicos necessários (ao menos relatórios de ensaio ou relatórios de inspeção conforme EN 10204), deve-se realizar uma análise de composição química.

No caso de aços estruturais com grãos finos com materiais de limite de escoamento 355 Mpa, cuidados especiais devem ser tomados na concentração dos elementos V (vanádio), Ti (titânio), Nb (nióbio) e B (boro).

No caso da utilização de um aço produzido há mais de 30 anos, o teor de N (nitrogênio) é importante e deve ser considerado no planejamento de reparo (risco de fratura frágil).

No caso de aços estruturais produzidos não conforme norma EN 10025, EN 10028, EN 10113, EN 10137, EN 10149 ou normas semelhantes, a concentração de P (fósforo) e S (enxofre) devem ser verificadas e consideradas no planejamento de reparo (sem conformação a frio, usando um eletrodo com revestimento básico).

Se as propriedades mecânicas do metal de base não forem conhecidas, deve-se uma amostra do componente (nas zonas de baixa tensão).

As seguintes propriedades mecânicas devem ser determinadas:

– Limite de resistência à tração;

– Limite de escoamento;

– Alongamento;

– Ductilidade/tenacidade ao impacto;

– Redução de área no eixo da espessura (quando necessário).

Se necessário, realizar exames metalográficos adicionais (exemplo: determinação da microestrutura do material, localização do defeito/dano).

4.2.2 Consumíveis de soldagem

Os tipos de consumíveis de soldagem usados ​​devem ser determinados (por exemplo, por análise química). Para soldagem de reparo, os consumíveis de soldagem devem ter valores elevados de alongamento (por exemplo, = 30%). Especialmente para a soldagem de raiz, por vezes, é recomendado o uso de consumíveis de soldagem com uma tensão de escoamento inferior à do metal de base, para obter um alongamento elevado. Especialmente nos casos em que a camada de revestimento é usinada, tais tipos de consumíveis de soldagem devem ser utilizados.

Normas aplicáveis e contrato

Soldagem de reparo deve ser efetuada em conformidade com os regulamentos de normas técnicas ou de contrato. A qualidade original exigida e tolerâncias têm de ser cumpridos. Em alguns casos, o plano de reparo tem de ser aprovado por um órgão de inspeção e/ou pelo cliente. A soldagem de reparo pode ser testemunhada por um órgão de inspeção ou pelo cliente. O teste após a soldagem deve ser pelo menos de acordo com a extensão de teste original.

Plano de reparo

Um plano de reparo tem que ser preparado e, por vezes, tem de ser aprovado pelo cliente e/ou um órgão de inspeção.

O conteúdo de um plano de reparo é muito semelhante ao plano de soldagem original.

Cuidados especiais devem ser tomados com relação aos seguintes itens:

– Limpeza;

– Tipo de material;

– Consumíveis de soldagem;

– Especificação de procedimento de reparo (processo e procedimento);

– Qualificação de soldador;

– Qualificação de procedimento de reparo;

– Sequência de reparo (sequência de soldagem);

– Tolerância de contração;

– Tratamento térmico (se necessário) – temperatura, tempo de tratamento, razões de aquecimento e resfriamento;

– Tratamento após soldagem (martelamento, usinagem, retificação);

– Métodos de teste (data e extensão do teste);

– Inspeção ou vigilância da soldagem de reparo (aprovação).

Revestimento

Existem 3 métodos de revestimento:

– Clad (revestimento de uma chapa de aço simples com uma chapa ou camada de outro metal);

– Amanteigamento;

– Revestimento duro

Revestimento por Clad

Revestimento por soldagem com uma ou mais camada a fim de proteger o material de base. (exemplo: contra corrosão).

Amanteigamento

Pode ser utilizado para unir materiais com diferentes critérios de tratamento térmico, ou necessidade de tratamento térmico.

Revestimento duro

Construção de uma superfície especial com materiais de diferentes propriedades mecânicas (por exemplo, valor de dureza elevado) para a resistência ao desgaste.

Exemplo

Reparo por soldagem de um equipamento danificado em sua estrutura dentada.

Passos antes de se iniciar a soldagem de reparo:

– Limpeza da área fraturada;

– Ensaios não destrutivos;

– Determinação do material (análise química e propriedades mecânicas);

– Detecção da razão/causa do dano (exemplo: os dentes não estavam revenidos após soldagem);

– Remoção do dente danificado.

Sequência de reparo por soldagem:

1) preparação da junta;

2) montagem (superfícies preparadas + 2 mm);

3) pré-aquecimento (metal de base: C45 – 300ºC);

4) Soldagem (sequência de soldagem – ver figuras 6 e 7);

5) baixa velocidade de resfriamento após atividades de soldagem.

Sequência de soldagem:

1) soldar metade da solda superior;

2) usinagem da parte posterior;

3) soldagem da raiz;

4) enchimento e recobrimento das camadas da solda inferior;

5) recobrimento das camadas da solda superior;

6) construção do dente (utilizando metal de adição dúctil);

7) revestimento duro no dente

8) usinagem do dente

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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