Uma Mudança de Paradigma na Soldagem de Tubos de Grande Diâmetro e Espessura

Orientador: Prof. Dr. Jair Carlos Dutra
Coorientador: Prof. Dr. Régis Henrique Gonçalves e Silva


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PROJETO DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

IntroduçãoA soldagem orbital de tubulações de grande diâmetro e grandes espessuras de parede é um tema abordado sob muitas distintas facetas. Sua problemática vem desde a concepção de como será executado o passe de raiz, passando pela definição da forma geométrica da junta, chegando a nada fácil decisão de qual processo utilizar ou qual versão de um determinado processo. No tocante ao passe de raiz, a questão que é colocada primordialmente diz respeito à utilização ou não de anteparo (backing) no verso da solda. Se for possível a utilização do anteparo, o que é realizado pela utilização de acopladeiras internas, a raiz pode ser executada com maior rapidez e segurança de penetração pela utilização do processo MIG/MAG. Todavia, neste caso, é discutida ainda com destacada veemência a inclusão de cobre na solda, já que os anteparos são fabricados normalmente de cobre [7]. Se por questões de especificações técnicas e isto depende de caso para caso e de país para país, os anteparos não puderem ser utilizados, então restam as seguintes possibilidades: a utilização de versões de processos MIG/MAG com as modernas técnicas de controle da transferência metálica, a utilização do processo TIG ou a utilização do processo a eletrodo revestido. Nos dois primeiros casos é possível a utilização dos sistemas orbitais, mas com todos os riscos de falhas de fusão devido a grande sensibilidade deste passe de solda, pois a ausência da atuação de um soldador com sua sensibilidade inerente propicia este tipo de falhas. Por isso, é recorrente a execução deste passe de solda de forma manual, ainda que o preenchimento final da junta seja executado automaticamente pelos sistemas orbitais. A utilização do processo eletrodo revestido com eletrodos celulósicos para o passe de raiz continua ainda sendo uma solução altamente utilizada, mesmo em países avançados e até novos desenvolvimentos de eletrodos para tal continuam em voga. Uma diferença fundamental que resulta quando o passe de raiz é executado de forma manual ou automaticamente está na abertura da raiz. Normalmente o soldador trabalha com afastamento bem maior do que é necessário para uma operação manual e isto implica na necessidade de maior quantidade de material de adição para o preenchimento da junta. Por exemplo, para uma espessura de parede de tubo de 19 mm, uma operação automatizada requer entre 1,5 e 3,0 mm de afastamento entre os tubos e um soldador trabalha com cerca de 6,0 mm de afastamento. Na referida espessura, isto implica em cerca de 20 % a mais de material de adição, resultando em um acréscimo de tempo de soldagem. Este é um dado importante para ser considerado em termos de produtividade.
Na execução dos passes de enchimento há discussões estabelecidas sobre várias questões. Entre elas está a utilização de arames maciços ou de arames tubulares em que são discutidos aspectos ligados à produtividade, aos custos, à quantidade de defeitos e às características mecânicas. Existem várias vertentes de opiniões, mas quase todas sem fundamentação teórica e sem dados práticos levantados. Isto acaba conduzindo à formação do que se denomina de escolas de opiniões; americanos são favoráveis à utilização de eletrodos tubulares e europeus à utilização de arames maciços. Um fato irrefutável que está por traz disto é o interesse econômico ou a decisão de investimento em fontes de energia de soldagem mais apropriadas, por exemplo, ao caso dos eletrodos maciços, já que suas propriedades influem muito mais sobre os eletrodos maciços do que sobre os eletrodos tubulares. Em relação a este ponto que surgem especificações também sem fundamentações científicas e técnicas em que são prescritas, por exemplo, MIG/MAG pulsado e vetando a utilização do MIG/MAG por curto-circuito. Neste caso, a razão alegada é de que o curto-circuito produz falhas de fusão, já que a potência é menor do que no pulsado. Acontece que esta especificação de utilização do pulsado pode ter tido como origem a soldagem com juntas extremamente fechadas, na tendência a um narrow gap (normalmente com preparação em “U”). Neste tipo de junta a ancoragem da poça de fusão é razoavelmente mais facilitada porque os flancos estão mais próximos, o que é muito diferente do que acontece em juntas muito abertas (normalmente com preparação em “V”). Neste caso, a poça de fusão não encontra ancoragem suficiente e limita em muito uma adequada liberdade de seleção de uma velocidade de soldagem que propicie uma solda com adequada sanidade.