Normas e códigos de soldagem

As normas de soldagem são as estabelecido especificações de guia sobre os requisitos de procedimentos, materiais, testes e qualificações envolvidos na soldagem.

Essas normas ajudam a capacitar os profissionais a seguir diretrizes Para alcançar consistência, eficiência e segurança em suas operações de soldagem, a adesão a esses padrões de soldagem certamente ajudará as indústrias a mitigar riscos, atender às exigências regulatórias e produzir produtos de qualidade que atendam ou até mesmo superem as expectativas dos clientes.

Este guia irá explicar em detalhes quais são as principais normas e regulamentações em vigor, quem as escreve e qual terminologia todo profissional de soldagem deve entender.

Principais organizações de padrões de soldagem

Algumas organizações importantes estabelecem normas de soldagem como regulamentos sobre as melhores práticas, protocolos de segurança e requisitos de qualidade que são geralmente mantidos na indústria. Esta seção apresentará os principais órgãos. responsável por estabelecendo essas diretrizes essenciais globalmente.

A. Sociedade Americana de Soldagem

Formado em 1919A AWS desenvolve algumas das normas de soldagem mais utilizadas nos Estados Unidos e internacionalmente. Normas importantes, como a AWS D1.1, ditam procedimentos de soldagem, qualificação e segurança, entre outros, estabelecendo um conjunto mínimo de padrões que garantem a qualidade em qualquer setor.

B. Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos

Formada no ano de 1880, A ASME desenvolve códigos para sistemas mecânicos. O Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão, Seção IX, trata especificamente da qualificação da soldagem e é considerado indispensável em plantas de fabricação e operação de caldeiras e vasos de pressão, pois desenvolve especificações necessárias para uma soldagem segura e competente.

C. Organização Internacional para Padronização

ISO é uma organização internacional que produz padrões internacionais para quase todos os setores.

A soldagem não é exceção, pois a ISO desenvolveu códigos como o 3834 que tratam dos requisitos de qualidade da soldagem por fusão, e tais padrões garantiram que esse tipo de soldagem tenha alcançado alguma harmonia na maioria dos países e os produtos dessas atividades são padrões mínimos globalmente

D. Sociedade Americana para Testes e Materiais – ASTM

ASTM Internacional produz material e testes Normas de métodos. Para a indústria de soldagem, as normas ASTM descrevem as características dos metais de base e de adição para garantir que os materiais sejam adequados à aplicação pretendida e que tenham o desempenho necessário.

E. Outras organizações de destaque

Federação Europeia de Soldagem (EWF)

A Federação Europeia de Soldagem coordena a educação e a qualificação em habilidades de soldagem em toda a Europa, facilitando a aceitação de habilidades de soldagem entre os países membros, bem como a continuidade dos níveis de qualificação.

Escritório Canadense de Soldagem

O CWB é responsável por a certificação de empresas e profissionais de soldagem no Canadá, por meio de normas como CSA W47.1 e W47.2, para garantir que a indústria de soldagem no Canadá esteja atendendo aos requisitos nacionais de soldagem e melhorando a segurança das estruturas soldadas.

Principais Normas e Códigos

Normas e códigos específicos de soldagem descrevem detalhadamente a qualidade e a segurança das estruturas soldadas. Eles abrangem aspectos relacionado a materiais, procedimentos, métodos de teste e requisitos de qualificação, que são necessários para diversas aplicações de soldagem.

A. Código de Soldagem Estrutural AWS D1.1 – Aço

O AWS D1.1 é um dos códigos mais conhecidos na área de soldagem de estruturas de aço. O Código incorpora disposições lidando com o projeto, fabricação, inspeção e reparo de estruturas de aço soldadas, incluindo:

• Critérios de projeto abrangendo projeto de junta e tensão permitida.
• Procedimentos de soldagem pré-qualificados, que são aqueles processos que não precisam ser submetidos a testes de qualificação.
• Requisitos para qualificações tanto quanto ao procedimento quanto ao pessoal em soldagem.
• Critérios de inspeção e teste relacionados à inspeção visual e aos métodos de END.

AWS D1.1 iria garantir que, por meio dos fabricantes, as estruturas de aço possuem os pré-requisitos de resistência e desempenho em relação à segurança e confiabilidade.

B. Código de Soldagem Estrutural AWS D1.2 – Alumínio

A AWS D1.2 aborda a soldagem estrutural de alumínio, considerando as características e requisitos especiais pertinentes à soldagem de alumínio. A seguir, algumas características importantes a serem observadas:

• Especificação de material, critérios de seleção do tipo certo de ligas de alumínio e procedimentos de soldagem.
• Alguns dos requisitos para a preparação e qualificação de procedimentos de soldagem específicos para alumínio.
• Qualificação de soldadores
• Padrões de teste e certificação de soldadores capazes de trabalhar com alumínio, práticas de inspeção em soldagem de alumínio compreendem técnicas visuais e não destrutivas.

Este código garante a integridade estrutural de estruturas soldadas de alumínio para as aplicações desejadas.

C. ASME Seção IX - Qualificações em soldagem e brasagem

A Seção IX da ASME faz parte do Código de Caldeiras e Vasos de Pressão e abrange os requisitos gerais a serem utilizados na qualificação de procedimentos e pessoal de soldagem e brasagem. Ela consiste em:

• Especificação de Procedimento de Soldagem: Um documento que define variáveis de soldagem para uma aplicação específica.
• Registros de qualificação de procedimento: Registros que demonstram que um WPS pode produzir soldas aceitáveis.
• Testes de qualificação de desempenho de soldador (WPQ) Testes para determinar se um soldador é capaz de produzir soldas sólidas com um procedimento qualificado.

Indústrias envolvidas em aspectos relacionados à integridade da pressão, como caldeiras, vasos de pressão e componentes nucleares, devem fornecer evidências de que empregam soldadores em conformidade com os requisitos listados na Seção IX da ASME.

D. ISO 3834 – Requisitos de Qualidade para Soldagem por Fusão

A ISO 3834 descreve as diretrizes sobre como garantir a manutenção da qualidade no processo de soldagem por fusão. Os processos de fabricação e manutenção para soldagem por fusão podem ser realizados em diversos setores. A norma aborda:

• Gestão da Qualidade: A qualidade da soldagem é integrada aos sistemas gerais de qualidade.
• Competência do pessoal: A soldagem envolve requisitos de qualificação e treinamento para o pessoal.
• Planejamento de Produção: Fornece diretrizes sobre como preparar um procedimento de soldagem e manter o equipamento.
• Inspeção e Teste: Descreve os métodos e procedimentos que devem ser aplicados para garantir a qualidade da solda durante e no final da produção.

A ISO 3834, quando implementada, permite que uma organização garanta qualidade de soldagem consistente e auxilia no atendimento aos requisitos internacionais.

E. API 1104 — Soldagem de dutos e instalações relacionadas

A API 1104 é uma norma desenvolvida pelo Instituto Americano de Petróleo (AINE) que estipula os requisitos para soldagem de dutos e instalações relacionadas à indústria petrolífera. O código aborda os seguintes aspectos:

• Procedimentos de soldagem: Diretrizes relativas à preparação e qualificação de procedimentos de soldagem para soldagem de dutos.
• Qualificação de Soldador: Diretrizes relativas aos testes de soldadores para determinar sua competência na execução de boas soldas em tubulações.
• A inspeção visual deve abranger os critérios e outros métodos de teste não destrutivos, como testes radiográficos e ultrassônicos.

Os critérios incluem níveis aceitáveis de imperfeições de solda que garantem a manutenção da integridade da tubulação. A norma API 1104 é fundamental para a segurança e eficiência dos sistemas de dutos, prevenindo vazamentos e falhas.

Procedimentos e Qualificações de Soldagem

O projeto de procedimentos de soldagem adequados e a determinação da qualificação dos soldadores são os primeiros passos na busca por soldas de qualidade.

Portanto, esse procedimento envolve a documentação dos procedimentos utilizados, a avaliação desses procedimentos por meio de testes para determinar se atendem aos requisitos industriais e a certificação da competência do pessoal que realiza a soldagem.

A. Especificações de Procedimentos de Soldagem (WPS)

Um WPS é um documento formal que detalha como realizar uma soldagem. Trata-se de um conjunto de diretrizes que auxiliam os soldadores a realizar seu trabalho de forma a gerar resultados consistentes, garantindo sempre que a solda produzida atenda aos critérios de qualidade.

Composição de um WPS:

• Processo de soldagem: Isso indica a técnica a ser aplicada, como soldagem MIG, TIG ou eletrodo revestido.
• Materiais de base: são os tipos e classes de materiais que serão soldados.
• Projeto: A configuração e a preparação da junta de solda são descritas.
• Materiais de Enchimento: São detalhados os eletrodos ou fios de enchimento a serem utilizados, juntamente com sua classificação.
• Posição e Técnica: Isto especifica a posição de soldagem e quaisquer técnicas ou movimentos especiais a serem aplicados.
• Temperaturas de pré-aquecimento e interpasse: São as temperaturas recomendadas para evitar defeitos no material.
• Parâmetros elétricos: enumera o tipo de corrente, amperagem, voltagem e velocidade de deslocamento.

Um WPS é gerado para auxiliar na padronização das atividades de soldagem e garantir que todas as soldas sejam realizadas sob condições controladas e aprovadas.

B. Registros de Qualificação de Procedimento

Um PQR significa Registro de Qualificação de Procedimento. É o registro dos resultados de testes realizados para dar suporte a um WPS. Este registro comprova que um procedimento de soldagem é capaz de depositar soldas com as propriedades e integridade corretas.

Os principais conteúdos de um PQR incluem, entre outros:

• Detalhes das soldas de teste: Detalhes da descrição das soldas de teste
• Resultados de Ensaios Mecânicos: Ensaios de tração, ensaios de flexão, entre outras análises.
• Verificação de conformidade: garante que as soldas de teste estejam em conformidade com os critérios de aceitação instituídos por qualquer norma.

O papel essencial do PQR é mostrar que os procedimentos descritos pelo WPS são eficazes e confiáveis.

C. Qualificação de Desempenho de Soldador (WPQ)

A Qualificação de Desempenho de Soldadores é um processo que determina a capacidade individual do soldador em depositar soldas de qualidade utilizando um EPS qualificado. Os procedimentos de qualificação garantem que o soldador possua a competência e a habilidade necessárias.

Os principais componentes do WPQ são:

• Teste de Habilidade de Competência: O soldador fabrica soldas de teste sob condições controladas.
• Inspeção e testes: as soldas de teste são inspecionadas visualmente e também podem passar por testes destrutivos ou não destrutivos.
• Certificação: Após a conclusão bem-sucedida, o indivíduo certificado pode ser considerado qualificado em processos, cargos e tipos de materiais específicos.

Os certificados WPQ normalmente têm um período de validade além do qual a recertificação pode ser exigida como meio de determinar a competência contínua dos indivíduos.

D. Valor da Certificação e Treinamento

Certificação e treinamento são aspectos cruciais que mantêm a indústria de soldagem em seus melhores padrões. Eles garantem a qualidade e a segurança, conforme prescrito, nos procedimentos de soldagem seguidos e no pessoal envolvido.

Os principais benefícios da certificação e do treinamento são:

• Garantia de Qualidade: Procedimentos e soldadores certificados garantem qualidade e confiabilidade na boa qualidade das soldas.
• Segurança aprimorada: soldadores devidamente treinados seguirão todos os protocolos de segurança para minimizar a probabilidade de ocorrência de acidentes.
• Conformidade legal e contratual: Devido aos diferentes campos da indústria, várias certificações estão disponíveis em relação à conformidade regulatória.
• Desenvolvimento profissional: o treinamento contínuo é uma maneira segura de os soldadores continuarem aperfeiçoando sua arte e, de fato, estarem atualizados com quaisquer novos desenvolvimentos na área.

O investimento em certificação e treinamento ajuda uma organização a manter sua vantagem competitiva e desenvolver uma cultura de excelência.

Padrões de materiais e consumíveis

Esta seção apresentará alguns padrões relativos a metais básicos, materiais de enchimento e considerações de compatibilidade de materiais para processos de união.

A. Classificações de metais básicos

As classificações dos metais básicos devem ser atualizadas conforme especificado para garantir que as propriedades mecânicas e químicas do material sejam adequadas para a aplicação pretendida.

Graus e especificações dos materiais

Normas ASTM: A Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) elaborou especificações para diversos metais. Por exemplo, a ASTM A36 é uma especificação para aço estrutural de carbono. A especificação indica a composição química e as propriedades mecânicas.

Classificações SAE e AISI: A Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) e o Instituto Americano de Ferro e Aço (AISI) classificam os aços de acordo com sua composição química. Uma classificação muito popular é o aço inoxidável AISI 304, conhecido por sua resistência à corrosão.

Normas de materiais ISO: A ISO fornece padrões globais para consumíveis de soldagem. Um exemplo é a ISO 14341, que garante a consistência nas propriedades dos materiais.

A seleção do tipo adequado de material é essencial para atingir resistência, durabilidade e desempenho da estrutura soldada.

B. Especificações do metal de adição

Os metais de enchimento devem ser cuidadosamente selecionados para corresponder aos metais base e atender aos requisitos da aplicação de soldagem.

Eletrodos e fios de enchimento

Sistema de Classificação AWS: A AWS possui um sistema padronizado para classificação de metais de adição. Por exemplo, um eletrodo identificado como E7018 indica:

• E: Eletrodo
• 70: Resistência à tração de 70.000 psi
• 1: Adequado para todas as posições
• 8: Revestimento de baixo teor de hidrogênio, adição de pó de ferro

Padrões da série AWS A5: As especificações de vários tipos de materiais de enchimento são regidas pelas seguintes normas da série AWS A5, a saber,

• Eletrodos de aço carbono AWS A5.1 para soldagem a arco metálico blindado
• Metais de adição de aço carbono AWS A5.18 para soldagem a arco elétrico a gás
• Eletrodos de aço carbono AWS A5.20 para soldagem a arco com núcleo de fluxo
• Eletrodos e hastes de soldagem de alumínio AWS A5.10

Normas ISO para metais de adição: A ISO atribuiu uma classificação ao metal de adição, como a ISO 636, de acordo com suas propriedades químicas e mecânicas.

A seleção adequada do metal de adição é muito importante para obter soldas com propriedades mecânicas desejadas e compatíveis com o metal base.

C. Compatibilidade de materiais

A compatibilidade de materiais entre metais básicos e materiais de enchimento garante a prevenção de defeitos de solda e melhora a estrutura das soldas.

Compatibilidade Metalúrgica: A compatibilidade da composição química do metal de adição com os metais base evitará o aparecimento de defeitos como rachaduras ou redução de resistência.

Propriedades mecânicas correspondentes: O metal de enchimento deve fornecer propriedades mecânicas que correspondam ou excedam as propriedades do metal base para manter um desempenho consistente na junta soldada.

Consideração sobre expansão térmica: Os metais se expandem e se contraem em taxas diferentes quando aquecidos. Levar em conta a expansão térmica evita tensões residuais e distorções na solda.

Resistência à corrosão: Sempre que for observada a possibilidade de corrosão, deve-se garantir resistência adequada pelo uso de metais de adição, particularmente no caso de aços inoxidáveis e ligas de alumínio.

Soldagem de Metais Dissimilares: A soldagem de metais diferentes exige considerações especiais e materiais de adição específicos. As normas fornecem orientações sobre a seleção de metais de adição e técnicas adequadas para tais situações.

Normas de Inspeção e Testes

Qualquer operação de soldagem requer Manter a integridade e a qualidade de uma junta soldada. As normas envolvidas na inspeção e nos ensaios prescrevem diretrizes sobre a avaliação de soldas para encontrar defeitos e verificar sua conformidade com os critérios especificados. Esta seção descreve os métodos utilizados na avaliação da qualidade da solda, seguidos pelas normas que regem sua aceitação.

A. Métodos de Ensaios Não Destrutivos (END)

Os testes não destrutivos não destroem as soldas sob exame e, portanto, os componentes podem normalmente permanecer em serviço após serem inspecionados.

• Teste Visual (VT)

O teste visual é uma das formas mais simples de exame disponíveis para inspeção de soldas. Os inspetores verificam defeitos superficiais como rachaduras, porosidade, rebaixos e fusão incompleta. Para realizar bons exames visuais, são necessários iluminação adequada, recursos de ampliação e conhecimento suficiente das normas de soldagem.

• Teste radiográfico (RT)

Os ensaios radiográficos envolvem o uso de raios X ou raios gama para revelar a estrutura interna da solda. Esses métodos revelam imperfeições internas, como vazios e inclusões, que ficam ocultas a olho nu. A interpretação de radiografias requer treinamento especial para avaliar soldas de qualidade.

• Teste Ultrassônico (UT)

Em ensaios ultrassônicos, ondas sonoras de alta frequência são utilizadas para localizar quaisquer imperfeições na solda. Um transdutor envia ondas ultrassônicas para o material e detecta as reflexões produzidas pelas descontinuidades. A ultrassonografia ultrassônica é considerada particularmente útil para encontrar defeitos internos e para o exame da espessura e do alinhamento da solda.

• Teste de Partículas Magnéticas (MT)

Teste de Partículas Magnéticas: É utilizado para materiais ferromagnéticos. A área de soldagem é magnetizada e partículas de ferro são espalhadas. As partículas serão depositadas em descontinuidades superficiais e próximas à superfície e, com arranjos de luz adequados, os defeitos aparecerão.

• Teste de Líquido Penetrante (PT)

O teste de líquido penetrante envolve a aplicação de um líquido penetrante na superfície da solda. O líquido penetra nos defeitos, rompendo a superfície. Em seguida, o excesso é removido e um revelador é aplicado. Este revelador extrai o líquido penetrante retido nos defeitos para destacá-los para inspeção.

B. Métodos de Ensaios Destrutivos

Os métodos de testes destrutivos envolvem cortar ou quebrar a solda a fim de Estudar as propriedades mecânicas e a estrutura interna. Embora os ensaios destrutivos danifiquem o corpo de prova, eles são úteis para gerar dados valiosos sobre o desempenho.

• Ensaio de Tração

O ensaio de tração determina a resistência da solda puxando uma amostra até que ela se rompa. Os valores de tração, limite de escoamento e alongamento são obtidos no metal de solda e na ZTA. Estes indicam a capacidade da solda de resistir a cargas de serviço.

• Teste de flexão

Ensaio de Dobramento O ensaio de dobramento é um dos métodos utilizados para verificar a ductilidade e a solidez de uma solda. No processo, a amostra é dobrada em um ângulo especificado ou até que seja observada fratura. O ensaio revelará todos os defeitos capazes de afetar o desempenho, como falta de fusão, penetração incompleta e porosidade interna.

• Teste de Impacto

Entre os testes de impacto que podem ser realizados para determinar a tenacidade, um deles é o teste Charpy V-notch, que mede a energia que o metal absorveu na fratura em temperaturas especificadas. Ele é aplicável quando a estrutura, por soldagem, pode ser submetida a impactos ou cargas repentinas, particularmente em condições abaixo de zero.

C. Critérios de aceitação de acordo com as normas

Os critérios de aceitação definem então o limite para cada tipo de imperfeição aceitável para que os conjuntos soldados possam atender às exigências de segurança e desempenho. As diversas normas nas quais esses critérios de aceitação se baseiam incluem:

• Código de Soldagem Estrutural AWS D1.1
• Código ASME para caldeiras e vasos de pressão
• ISO 5817 Soldagem – Juntas soldadas por fusão em aço, níquel, titânio e suas ligas – Níveis de qualidade para imperfeições

Normas de Segurança em Soldagem

Seguindo os padrões de segurança impede ferimentos e doenças em soldadores e outras pessoas próximas.

Regulamentos da OSHA

OSHA prescreve os padrões mínimos de segurança e garante o cumprimento das regras para um clima de trabalho saudável nos Estados Unidos.

A soldagem regulamento proposto pela OSHA trata de questões relativas aos limites máximos de exposição permitidos a vapores e gases, sistemas de ventilação, métodos de prevenção de incêndio e cuidados adequados durante o uso do equipamento.

Conformidade com tais leis da OSHA são essenciais e reduzem significativamente acidentes de trabalho e doenças ocupacionais.

Requisitos de EPI

O EPI adequado previne que soldadores sofram ferimentos devido a queimaduras, lesões oculares e inalação de substâncias tóxicas. Medidas de precaução incluem capacetes de soldagem adequados com filtros de sombra apropriados, roupas resistentes a chamas, luvas e botas de segurança. Proteção respiratória também deve ser fornecida quando a ventilação de soldagem não puder eliminar fumos e gases nocivos.

Operação segura de equipamentos de soldagem

Cuidados adequados e manutenção de Equipamentos de soldagem minimizam a ocorrência de choques elétricos, incêndios e falhas mecânicas. Inclui inspeção de rotina de cabos, conexões e dispositivos de aterramento, além do cumprimento das instruções de operação do fabricante.

O treinamento no uso de equipamentos e a compreensão dos riscos associados promovem um ambiente de trabalho MAIS SEGURO.

Padrões de Comunicação de Riscos

A comunicação de perigos envolve informar o trabalhador sobre os produtos químicos ou outros materiais aos quais ele pode estar exposto. inclui acesso a FISPQs relacionadas a consumíveis de soldagem e metais básicos, rotulagem adequada de substâncias perigosas e treinamento em manuseio seguro.

Uma boa comunicação evita exposição a agentes nocivos e permite ação imediata caso ocorra algum acidente.