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FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI “NADIR DIAS DE FIGUEIREDO”

Elaboração de Especificação de Procedimento de Soldagem

EPS N°13.

Aluno: Flavio Martins Pereira Da Silva Curso: Pós-Graduação em Inspeção e Automação de Soldagem. Modulo: Metalurgia da Soldagem Professor: Luiz Gimenes Jr.

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Sumário Item pag.

1. Detalhamento dos itens da EPS ……………………………..2 2. Formato da EPS …………………………………………….3 3. Processo de Soldagem ……………………………………….5 4. Tipo de chanfro ………………………………………………10 5. Preparação da junta …………………………………………..10 6. Croqui do chanfro ……………………………………………10 7. Metal base ……………………………………………………11 8. Composição quimica do metal base API 5L X70 ……………13 9. Schedulle do tubo ……………………………………………14 10. Consumiveis de solda ………………………………………..15 11. Posição de Soldagem …………………………………………17 12. Pré-aquecimento ……………………………………………...18 13. Tratamento térmico …………………………………………..19 14. Ensaios ……………………………………………………….19 15. Variaveis de Soldagem ……………………………………….27 16. EPS – elaborada ……………………………………………...28 17. Bíbliografia …………………………………………………...30

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1. Detalhamento dos itens da EPS Material API 5L X70 Diametro do tubo Ø24 inc Espessura Schedulle 60 Processo de Soldagem Raiz: SMAW Enchimento: FCAW Posição de Soldagem Todas

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2. Formato da EPS N EPS

ESPECIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM (EPS)

Revisão/Data

Elaborado por: data: N QPS

PROCESSO DE SOLDAGEM Tipo:

Juntas (QW 402) Detalhe

Tipo de Chanfro

Mata Junta [ ] Sim [ ] Não

Material de Mata-Junta Para outros detalhes de juntas ver desenho de fabri cação

METAIS DE BASE (QW 403)

BASE METALS

P Nº Grupo Nº com P Nº Grupo Nº

ou Especificação do Tipo e Grau com Especificaçã o do Tipo e Grau

ou Análise Química e Propriedade Mecânica

com Análise Química e Propriedade Mecânica

Faixa de Espessura

Metal de Base: Chanfro Filete

Metal de Solda Depositado: Chanfro Filete

Faixa de Diâmetro do Tubo: Chanfro Filete

Outros

METAIS DE ADIÇÃO (QW 404)

F Nº Outros A Nº Outros Especificação Nº SFA Classificação Nº AWS

Bitolas Eletrodos Arame

Classificação Fluxo Arame Marca Outros

POSIÇÕES ( QW 405 ) PRÉ AQUECIMENTO ( QW 406 )

Posição (ões) do Chanfro Temp Pré aquecimento ( min . )

Progressão de Soldagem ASC. [ ] Desc. [ ] Temper atura Interpasse ( max. )

Posição (ões) do Filete Outros

4

TRATAMENTO TÉRMICO (QW 407)

Faixa de Temperatura

GÁS (QW 408)

Gás de Proteção

Composição da Mixtura Vazão: Tocha Backing de Gás

CARACTERÍSITICAS ELÉTRICAS (QW 409)

Tipo e Diâmetro do Eletrodo de Tungstênio

Modo de tranferência de Metal para GMAW

Faixa de Velocidade de Alimentação do Arame

Processo Camadas Material de Adição

Intensidade Corrente Polaridade Tensão

Velocidade

AWS O A ( V )

Outros

TÉCNICA ( QW 410 )

Filetado ou Trançado

Orificio ou Tamanho do Furo para Saída de Gás

Limpeza Inicial e Final

Método de Goivagem

Oscilação

Distancia Tubo x Peça

Um ou Múltiplos Passes por lado

Eletrodos simples ou múltilos

FABRICANTE VISTO QUALIDADE CLIENTE E/OU INSPETOR

DATA DATA DATA

5

3. Processo de Soldagem.

O processo foi dado no projeto, sendo SMAW na raiz e FCAW no enchimento.

SMAW

6

7

FCAW

8

9

10

4.Tipo de chanfro Norma AWS D1.1

5. Preparação da Junta Junta preparada por usinagem (fresadora).

6. Croqui do Chanfro.

Juntas (QW 402) Detalhe

Tipo de Junta: Topo Ângulo do Chanfro (A): 60º ± 5º Abertura da Raiz (B): 4 ± 1 mm Face da Raiz (C): 3 ± 1 mm Espessura (D): 24,5 mm Tipo de Chanfro: "V"

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7. Metal base

12

8. Composição quimica do metal base API 5L X70

13

14

9. Schedulle do tubo

SCHEDULLE DO TUBO

Espessura da parede do tubo em polegadas

Diam.

Nominal

Diam.

Externo Inches

5s 5 10s 10 20 30 40s &

Std 40 60

80s &

EH 80 100 120 140 160

DBL E.H.

1/8 .405 .035 .049 .049 .068 .068 .095 .095

1/4 .540 .049 .065 .065 .088 .088 .119 .119

3/8 .675 .049 .065 .065 .091 .091 .126 .126

1/2 .840 .065 .065 .083 .083 .109 .109 .147 .147 .187 .294

3/4 1.050 .065 .065 .083 .083 .113 .113 .154 .154 .218 .308

1 1.315 .065 .065 .109 .109 .133 .133 .179 .179 .250 .358

1 1/4 1.660 .065 .065 .109 .109 .140 .140 .191 .191 .250 .382

1 1/2 1.900 .065 .065 .109 .109 .145 .145 .200 .200 .281 .400

2 2.375 .065 .065 .109 .109 .154 .154 .218 .218 .343 .436

2 1/2 2.875 .083 .083 .120 .120 .203 .203 .276 .276 .375 .552

3 3.500 .083 .083 .120 .120 .216 .216 .300 .300 .437 .600

3 1/2 4.000 .083 .083 .120 .120 .226 .226 .318 .318 .636

4 4.500 .083 .083 .120 .120 .237 .237 .281 .337 .337 .437 .531 .674

4 1/2 5.000 .247 .355 .710

5 5.563 .109 .109 .134 .134 .258 .258 .375 .375 .500 .625 .750

6 6.625 .109 .109 .134 .134 .280 .280 .432 .432 .562 .718 .864

7 7.625 .301 .500 .875

8 8.625 .109 .109 .148 .148 .250 .277 .322 .322 .406 .500 .500 .593 .718 .812 .906 .875

9 9.625 .342 .500

10 10.750 .134 .134 .165 .165 .250 .307 .365 .365 .500 .500 .593 .718 .843 1.000 1.125

11 11.750 .375 .500

12 12.750 .156 .165 .180 .180 .250 .330 .375 .406 .562 .500 .687 .843 1.000 1.125 1.312

14 14.000 .156 .188 .250 .312 .375 .375 .437 .593 .500 .750 .937 1.093 1.250 1.406

16 16.000 .165 .188 .250 .312 .375 .375 .500 .656 .500 .843 1.031 1.218 1.437 1.593

18 18.000 .165 .188 .250 .312 .437 .375 .562 .750 .500 .937 1.156 1.375 1.562 1.781

20 20.000 .188 .218 .250 .375 .500 .375 .593 .812 .500 1.031 1.280 1.500 1.750 1.968

24 24.000 .218 .250 .250 .375 .562 .375 .687 .968 .500 1.218 1.531 1.812 2.062 2.343

26 26.000 .312 .500 .375 .500

28 28.000 .312 .500 .625 .375

30 30.000 .250 .312 .312 .500 .625 .375 .500

32 32.000 .312 .500 .625 .375 .688 .500

34 34.000 .312 .500 .625 .375 .688

36 36.000 .312 .625 .375 .750 .500

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10. Consumiveis de solda

Tubrod 75

ASME SFA-5.20 / E71T-5C(M) / E491T-5C (M) O OK® Tubrod 75 é um arame tubular básico, que deposita um metal de solda com características similares a de um eletrodo revestido básico E7018 (baixo Hidrogênio). Permite alta qualidade do metal de solda e grande produtividade devido à elevada taxa de deposição. O OK® Tubrod 75 pode ser utilizado com CO2 ou mistura Ar+ 20-25% CO2. É aplicável para a soldagem em um único passe ou multipasse. É usado na soldagem estrutural, na indústria naval e off-shore e na construção pesada em geral.

METAL DEPOSI- TADO

PROPRIED. MECÂNICAS

POSIÇÃO SOLDAGEM

DIÂM. (mm)

CORRENTE / TENSÃO

RENDIM. (%)

DEPOS. (kg/h)

GÁS DE PROTEÇÃO TIPO DE CORRENTE

100% CO2 C 0,04 Si 0,50 Mn 1,50

100% Co2 (CC-) L.R. 550 Mpa L.E. 490 Mpa a 27% ChV (-40º C) 90J

1,20 150A, 29V 210A, 30V 250A, 32V 290A, 34V 330A, 35V

90 90 91 91 92

2,00 2,95 3,95 4,95 5,85

100% CO2 CC-

Ar+ 20-25% Co2 C 0,05 Si 0,53 Mn 1,68

Ar+20-25% CO2 (CC+) L.R. 630 Mpa L.E. 560 Mpa a 24% ChV (-40º C) 50J

1,60 190A, 30V 300A, 34V 365A, 35V 410A, 36V 450A, 36V 500A, 37V

91 91 92 93 94 94

2,85 4,70 5,70 6,45 7,40 9,21

Ar + 20-25% CO2 CC+

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11. Posição de Soldagem

18

12. Pré-aquecimento

19

13. Tratamento térmico A rota de produção dos aços API até o final da decada de 60 baseava-se na laminação a quente seguido de normalização e já havia sido atingido o grau X60. Nesta época a exploração de petróleo no ártico levou ao desenvolvimento de aços com maiores requisitos de tenacidade. No inicio da decada de 70 foi obtido um grande avanço com o desenvolvimento de uma nova rota de produção para os tubos API chamada de laminação controlada (Thermomechanical Rolling) ou TMCR (Thermomechanical Controled Rolling). Esta tecnica possibilitou o desenvolvimento de aços X70 microligados ao nióbio e vanádio com reduzido tamanho de grão e teor de carbono. Utilizando-se o processo de laminação controlada (TMCR) é possivel obter uma microestrutura com tamanho de grão reduzido, com baixo teor de carbono, maior tenacidade e melhor soldabilidade, tendo as propriedades mecânicas iguais ou melhores do que um aço produzido pelo método de laminação a quente e normalização. Os aços produzidos pela rota TMCR possuem um custo menor, devido a não exigência do tratamento térmico de normalização. Baseado nestes fatos, o aço grau X70 tornou-se o padrão mundial na construção de dutos, desde a década de 80 até os dias atuais. Segundo norma API para os graus maiores que X42, a costura de solda e toda a zona afetada pelo calor deverão receber tratamento térmico de modo a simular um tratamento térmico normalizante. Durante a fabricação de tubos soldados eletricamente, o produto é manuseado em meio ao ar ambiente. Normalização é usualmente definida como “resfriamento em ar tranquilo”, assim sendo empregado neste caso.

14. Ensaios

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15. Variaveis de Soldagem

Processo Camadas

Material de

Adição Intensidade Corrente Polaridade Tensão vel. Arame

SMAW 1 E 7018 400 A ± 40 CC+ 24 V ±

2 m/min

FCAW 2 E71T-5C 350A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 3 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 4 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 5 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 6 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 7 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1 Energia de soldagem

28

16. EPS elaborada

ESPECIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM (EPS)

N EPS

13

Revisão/Data

00/2012

Elaborado por: data: N QPS

Flavio Martins 13

PROCESSO DE SOLDAGEM Tipo:

SMAW / FCAW MANUAL

Juntas (QW 402) Detalhe

Tipo de Junta: Topo Ângulo do Chanfro (A): 60º ± 5º Abertura da Raiz (B): 4 ± 1 mm Face da Raiz (C): 3 ± 1 mm Espessura (D): 24,5 mm

Tipo de Chanfro: "V"

Mata Junta [ ] Sim [ X ] Nã o

Material de Mata-Junta: N/A Para outros detalhes de juntas ver desenho de fabri cação

METAIS DE BASE (QW 403)

BASE METALS

Especificação do Tipo e Grau Forma do carbono equivalente para Carbono maior que 12%

API 5L GRAU X70 CE= C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (N i+ Cu) / 15

ou Análise Química e Propriedade Mecânica

elementos: C Mn Si P S Ni Mo Cb+V+Ti Ti CE Teor %: 0,28 1,40 ---- 0,030 0,030 -- --- 0,15 0,04 PSL 1 0,5433 Teor %: 0,24 1,40 ---- 0,025 0,015 -- --- 0,15 0,06 PSL 2 0,5033 com Análise Química e Propriedade Mecânica

Metal de Base: Chanfro "V"

API 5L GRAU X70

Metal de Solda Depositado: E 7018 E71T-5C

elemento: C Si Mn C Si Mn

0,07% 0,5 % 1,30% 0,05% 0,53% 1,68%

Faixa de Diâmetro do Tubo: Diametro: 24" espessura: 24,5 mm

METAIS DE ADIÇÃO (QW 404) marca comercial marca comercial

OK 48.04 OK Tubrod 75

PROCESSO DE SOLDAGEM SMAW FCAW

F Nº 4 6

Especificação Nº SFA- 5.1 SFA- 5.1 SFA- 5.20

Eletrodos Arame

Bitolas ø 4 mm ø 1,6 mm

Classificação Gás: Mistura

N/A Ar 25% + CO2 75%

POSIÇÕES ( QW 405 ) PRÉ AQUECIMENTO ( QW 406 )

Posição (ões) do Chanfro Temp Pré aquecimento ( min. )

PLANA 200 °C

Temperatura Interpasse ( max. ) 300 °C

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TRATAMENTO TÉRMICO (QW 407)

N/A Faixa de Temperatura

N/A GÁS (QW 408) Gás de Proteção

Ar 25% + CO2 75% SG-AC-25 Vazão: Tocha 18 l/min Backing de Gás N/A

CARACTERÍSITICAS ELÉTRICAS (QW 409)

Processo Camadas Material de

Adição Intensidade Corrente Polaridade Tensão

vel. Arame

SMAW 1 E 7018 400 A ± 40 CC+ 24 V ±

2 m/min

FCAW 2 E71T-5C 350A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 3 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 4 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 5 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 6 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

FCAW 7 E71T-5C 300A ± 35 CC+ 34 V ±

2 5 ± 1

E = 0,78 x 60x V x I formula de calculo de heat imput

velocidade

TÉCNICA ( QW 410 ) Filetado ou Trançado Trançado Limpeza Inicial e Final Escovamento Método de Goivagem N/A Distancia Tubo x Peça 19 mm Um ou Múltiplos Passes por lado Multiplos Eletrodos simples ou múltilos Simples

FABRICANTE VISTO QUALIDADE CLIENTE E/OU INSPETOR

SENAI Flavio Martins Flavio

DATA: 01/08/12 DATA: 03/08/12

DATA: 04/08/12

1

7

6

5 4

3 2

30

Bibliografia: 1: Material de ensino: Professor Gimenes Junior 2: Apostila de arame tubular: ESAB 3: Tecnicas operatórias de soldagem SMAW: Modenesi 4: Norma ASME 5: Tipos de chanfro: Marcos Xixa 6: The alloy tree: J.C.M. Farrar 7: www.esab.com.br 8: www.infosolda.com.br 9: www.lincolnbrasil.com.br