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![56 ABRIL Nº 13 2010
Segmentação
Soldagem de Aços CrMo
Ronaldo Cardoso Junior
Consultor Técnico ESAB Brasil
Resumo serão destacados, como tratamento térmi-
Os aços CrMo são utilizados em diver- co, fragilização ao revenido e resistência à
sos segmentos de mercado, em aplicações corrosão. No que diz respeito à soldabilida-
de elevada resistência a fluência, como de desses materiais, será discutida a sele-
equipamentos e estruturas que operam em ção dos processos e dos consumíveis de
elevadas temperaturas. Atualmente, há uma soldagem, bem como a determinação dos
gama de ligas sendo usadas no mercado. parâmetros do procedimento de soldagem.
Alguns fatores importantes desses materiais Ainda com relação à soldabilidade, serão
discutidos os defeitos comuns a que esses
Propriedade Condição de Operação materiais são suscetíveis.
Temperatura 540-750 °C
Introdução
Pressão 160-370 bar
A resistência mecânica dos aços
Tempo de vida 250000 h diminui com o aumento da temperatura
σ 100.000h 100MPa devido à maior mobilidade das discordân-
cias nessa condição. Sendo assim, em
Tabela I: Exemplo de condição de serviço de um componente em uma planta de termo
equipamentos ou estruturas que operam
geração de energia [1]
em elevadas temperaturas, torna-se claro
o aumento da tendência à deformação
irreversível que ocorre sob uma carga
constante, definido como fluência, o que
Economia de energia pode levar a falhas catastróficas.
Dessa maneira, a propriedade de
W líquido resistência à fluência possui um elevado
W líquido
interesse tecnológico e industrial, sendo
utilizada como um importante parâmetro
de seleção de materiais para equipamen-
tos que operam em altas temperaturas
e pressões, como caldeiras, trocadores
r)
de calor, reatores, tubulações de vapor,
ba
r(
po
dentre outros. Esses equipamentos estão
va
presentes em diversos segmentos indus-
de
o
triais, com destaque para o de Óleo e Gás
sã
es
e termo geração de energia (Tabela I).
Pr
O limite de resistência à fluência dos
materiais é definido como a tensão de
ruptura a uma determinada temperatura
de trabalho e tempo de vida da estrutura.
Por exemplo, considerando uma tempe-
ratura de serviço de 500°C e um tempo
Temperatura de Pressão (ºC)
de 105 h, a tensão de ruptura do aço
Figura 1: Aumento da eficiência de uma planta de termo geração de energia em função 16Mo3 (0,5%Mo) é de 100MPa [3].
da temperatura e pressão do vapor [3] Sabe-se que quanto maior a tempe-](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-56-2048.jpg)
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ratura e pressão do vapor nas turbinas de tempo de 105h e uma carga de 100MPa,
uma planta de termo geração, maior será de diversos aços aplicados na indústria de
a eficiência da mesma [2], assim como geração de energia. Observa-se o aumento
apresentado na Figura 1. Selecionando- dessa temperatura para os aços CrMo fer-
se a condição de 535°C/185bar como ríticos em função da evolução dos materiais
referência, quando se aumenta a pressão [5]. Outro ponto de relevante importância é
para 300bar (mantendo a temperatura a comparação entre aços CrMo ferríticos e
constante), tem-se um aumento de 1,9% inoxidáveis austeníticos, em que se pode
na eficiência. Já aumentando-se a tempe- observar uma elevada resistência a fluência
ratura para 650°C, tem-se uma elevação dos últimos. Porém, eles não são preferidos
de eficiência de 5,7%. Combinando um devido ao alto custo, ao elevado coeficiente
aumento de temperatura e pressão para de expansão térmica e à baixa condutivida-
650°C/300bar, tem-se um aumento maior de de calor, o que os tornam susceptíveis à Tabela II: Tipos, classificação e
de 8% na eficiência [3]. fadiga térmica, particularmente para seções composição química de alguns
Não apenas por questões financeiras, espessas e quando a operação envolve aços CrMo
mas também por questões ambientais, há frenquentes paradas [2,6,7].
C- 1,25%Cr- 2,25%Cr- 5%Cr- 9%Cr- 9%Cr-
Tipo
0,5%Mo 0,5%Mo 1%Mo 0,5%Mo 1%Mo 1%MoVNb
EN 16Mo3 13CrMo4-5 10CrMo9-10 12CrMo5 X11CrMo9-1 X10CrMoVNb9-1
ASTM/ASME T/P 1 T/P 11 T/P 22 T/P502 T/P 9 T/P 91
C (%) 0,12-0,20 0,10 - 0,17 0,08 - 0,15 máx. 0,15 0,08 - 0,15 0,08 - 0,12
Si (%) 0,15-0,35 0,10 - 0,35 0,15 - 0,40 máx. 0,50 0,25 - 1,00 0,20 - 0,50
Mn (%) 0,4-0,8 0,40 - 0,70 0,30 - 0,70 0,30 - 0,60 0,30 - 0,60 0,30 - 0,60
Cr (%) 0,70 - 1,10 2,00 - 2,50 4,00 - 6,00 8,0 - 10,0 8,00 - 9,50
Mo (%) 0,25 - 0,35 0,45 - 0,65 0,90 - 1,20 0,45 - 0,65 0,90 - 1,00 0,85 -1,05
V (%) - - - - - 0,18 - 0,25
Nb (%) - - - - - 0,06 - 0,10
uma corrida pelo aumento da eficiência do
setor energético, que é o maior gerador de
CO2 na atmosfera [2]. Consequentemente,
buscam-se materiais, metais de base e
consumíveis de soldagem que sejam resis-
tentes a temperaturas e pressões cada
vez maiores e, ao mesmo tempo, possu-
am elevada resistência à corrosão e não
tenham um custo alto.
Sendo assim, materiais CrMo com
maiores teores de Cr e Mo e com adições
de outros elementos de liga como V, Nb,
W, B, Ti, N vêm sendo desenvolvidos [4].
A Tabela II apresenta alguns exemplos de
CrMo existentes, suas normas de classifica-
ção e respectivas composições químicas.
A Figura 2 apresenta uma comparação
entre a temperatura de operação, para um
Figura 2: Carga de ruptura de
Temperatura máxima de operação (ºC),
aços usados em estações de baseado na resistência média de ruptura
geração de energia [5] sob tensão de 100 MPa por 100.000 h](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-57-2048.jpg)
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Fatores importantes
Simulado
dos aços CrMo
Tratamento térmico
Dependendo da composição química
do aço, tratamentos térmicos complexos
Dureza, Hv(10Kgf)
são requeridos para atingir as proprie-
dades mecânicas necessárias. Como já
mencionado, o tratamento térmico é um
dos fatores que define tipos, tamanhos
e estabilidade dos precipitados que têm
papel fundamental no mecanismo de
resistência à fluência. A norma ASTM
A387 [8] define, por exemplo, que para
os graus 91 e 911 deve ser realizada uma
normalização entre 1040 e 1095°C e,
posteriormente, um revenimento a uma
temperatura mínima de 730°C.
Simulado Para a junta soldada, não diferente do
Temperatura de pico (ºC)
metal de base, tratamentos térmicos pós-
soldagem (TTPS) de revenimento também
são requeridos. A temperatura e o tempo
de encharque serão função da composi-
ção química (que define Ac1) e espessura
Figura 3: Medidas de dureza de Mecanismo de resistência do material. Nesse caso, o tratamento
um aço 9Cr1Mo modificado sujeita à fluência dos aços CrMo também tem a função de aliviar a tensão
a ciclos térmicos simulados antes e da junta soldada, reduzindo a dureza da
depois de TTPS [9] A resistência à fluência de um mate- mesma, assim como apresentado na
rial está relacionada à sua resistência Figura 3 [9], em que é possível observar
mecânica e à maior facilidade ou não do a redução da dureza em função de ciclos
movimento das discordâncias. O cromo de TTPS a 740°C por 8 e 24h para diver-
e o molibdênio, quando adicionados ao sas temperaturas de pico simulando a
aço, atuam nesses dois sentidos, pois ZTA de um aço ASTM A387 Gr. 91.
aumentam a resistência mecânica por
formação de solução sólida e dão origem Fragilização ao revenido
a precipitados estáveis em elevadas tem- A fragilização ao revenido se refere
peraturas. a uma queda na tenacidade quando
Esses precipitados dificultam (tra- o material é exposto a uma faixa de
vam) os contornos de grão, prevenindo temperatura entre 400 e 600°C [10].
o movimento dos planos de desliza- Aços carbono com teor de Mn inferior a
mento do material e, consequente- 0,5%Mn são pouco suceptíveis a esse
mente, bloqueando a fluência. Outros problema. No entanto, adições de Ni, Cr
elementos de liga, como V, Nb, W, B, e Mn promovem maior tendência a fragili-
Ti e N, atuam da mesma maneira. A zação. Pequenas quantidades de W e Mo
composição, tamanho e estabilidade podem inibir a mesma, porém essa inibi-
dos precipitados são parâmetros de ção é reduzida quando os teores desses
extrema importância, e são definidos elementos aumentam [10].
em função da composição química do Esse tipo de fragilização é causado
aço, de sua microestrutura e tratamen- pela presença de certas impurezas no
to térmico [1]. Os precipitados comu- aço que segregam no contorno de grão
mente encontrados nos aços CrMo são primário austenítico durante o tratamento
grafite, Epsilon Fe 2,4C, Cementita Fe 3C, térmico ou em serviço [10]. Os principais
Chi Fe2C, M 2X, M 6C, M 23C6, M 7C 3 Laves elementos causadores desse tipo de fragi-
e M5C2 Fase Z [1]. lização, em ordem de criticidade, segundo](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-58-2048.jpg)
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Bruscato [11], são o P, Sb, Sn e As.
A ocorrência de fragilização ao reve-
nido pode ser determinada através de um
tratamento térmico conhecido como “step
cooling”, em que é mensurada e equacio-
nada a queda da temperatura de transição
para um material após tratamento térmico
convencional e após o tratamento conven-
cional seguido de “step cooling”. A Figura em ambientes corrosivos, a resistência à Figura 4: Ciclo de tratamento
4 apresenta o ciclo de tratamento térmico corrosão é um importante fator a ser con- térmico de “step cooling”.
de “step cooling” definido pela norma siderado no projeto do equipamento. R0=56°C/h, R1=6°C/h,
Petrobras N1704 Rev C [12]. A Figura 5 apresenta de forma esque- R1’=2,8°C/h e R2=28°C/h[12].
Segundo a norma Petrobras N1704 mática a resistência à corrosão dos aços Figura modificada
Rev C [12], igualmente a norma ASTM CrMo em função do teor de cromo.
A387 1999 [8], o material deve atender a Nota-se que quanto maior o teor de Cr,
equação 1 para que ele não sofra fragili- menor é a redução de espessura em fun-
zação ao revenido em serviço. ção do tempo de exposição do material.
Portanto, os aços CrMo com maiores
teores de Cr, como o 5%Cr0,5%Mo
VTr55 + 2,5 VTr55 = 10ºC Eq.1
e 9%Cr1%Mo, são empregados em
VTr55 = temperatura de transição a 55J ambientes corrosivos.
após tratamento térmico convencional
VTr55 = temperatura de transição a Soldabilidade dos aços CrMo
55J após tratamento térmico convencio- Os aços CrMo são materiais com
nal seguido de “step cooling” menos de elevado teor de elementos de liga e,
transição a 55J após tratamento térmico consequentemente, alto carbono equi-
convencional. valente e temperabilidade. Além disso,
Watanable et al [13], Bruscato [11] a aplicação desses materiais, em geral,
e Sugiyama et al [14] propuseram equa- envolve estruturas e equipamentos de
ções, conhecidas respectivamente como elevada responsabilidade que operam em
fator J, fator X e PE, a fim de estimar a condições severas. Isso faz com que seja
susceptibilidade do material à fragilização necessária a seleção correta dos proces-
ao revenido. Todas essas equações são sos e consumíveis de soldagem, bem
usadas largamente na engenharia para como um procedimento de soldagem
seleção de materiais (Tabela III). adequado. Tabela III
Em geral, as normas de fabricação
Fator J (Mn+Si)(P+Sn)x104 (em%peso) Eq.2 (Watanabe)
limitam o fator J<150, o fator X<15ppm
e o PE<3. De uma forma prática, esses Fator X (10P+5Sb+4Sn+As)/100 (em ppm) Eq.3 (Bruscato)
parâmetros podem ser interpretados PE C+Mn+Mo+Cr/3+Si/4+3,5x(10P+5SB+4Sn+As) (em%peso) Eq.4 (Sugiyama)
como os limites máximos para que o
material não tenha tendência de fragiliza- Seleção dos processos e consumíveis
ção ao revenido. de soldagem
A fragilização ao revenido é um pro- A composição química do metal
cesso reversível e a tenacidade original depositado pelo consumível de soldagem
pode ser restaurada pelo aquecimento deve ser semelhante à composição do
do material acima de 600°C e posterior metal de base, resultando em proprie-
resfriamento rápido abaixo de 300°C [10]. dades também semelhantes. É ideal que
Entretanto, a melhor maneira de evitar o o metal depositado tenha resistência a
fenômeno é controlar o teor de impurezas fluência e tenacidade igual ou superior ao
do aço e consumíveis de soldagem. metal de base. Um outro ponto impor-
tante é que, se solicitado pelas normas
Resistência à corrosão de fabricação, os consumíveis devem
Como os aços CrMo trabalham em atender aos requisitos de fator X e “step
altas temperaturas e, na maioria da vezes, cooling” requeridos.](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-59-2048.jpg)
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Os processos de soldagem mais utili-
zados para união dos aços CrMo em
campo são o GTAW para o passe de
Taxa ou Corrosão (mm/ano)
raiz e MMA para o enchimento. A fim de
aumentar a produtividade, o processo
de soldagem com arames tubulares
(FCAW) também vem sendo muito utili-
zado. No caso da soldagem na posição
plana para chapas de grandes espes-
suras, o processo SAW possui boa
aceitação. O processo GMAW não é uti-
lizado em larga escala para a soldagem
desses materiais. Para todos os pro-
cessos citados acima, há consumíveis
de soldagem disponíveis para a maioria
das ligas empregadas no mercado. A
Categoria (teor de Cr %) Tabela IV apresenta os consumíveis
Figura 5: Ilustração esquemática da taxa de corrosão de diferentes categorias de aços em ESAB em função do aço e do processo
função do teor de Cr [15] de soldagem.
Tabela IV: Consumíveis de soldagem para aços CrMo em função do tipo do aço e processo de soldagem
Tipo SMAW GTAW GMAW FCAW SAW
OK Flux 10.62 +
C - 0,5%Mo OK 74.55 OK Tigrod 13.09 OK AristoRod 13.09 OK Tubrod 81A1
OK Autrod 12.24
OK Flux 10.62 ou
OK 76.18 ou
1,25%Cr-0,5%Mo OK Tigrod 13.16 OK Autrod 13.16 OK Tubrod 81B2 10.63 + OK Autrod
OK 76.16
13.10SC
OK Flux 10.62ou
OK 76.28 ou
2,25%Cr-1%Mo OK Tigrod 13.17 OK Autrod 13.17 OK Tubrod 91B3 10.63 + OK Autrod
OK 76.26
13.20SC
OK Flus 10.62 +
5%Cr-0,5%Mo OK 76.35 OK Tigrod 13.32 OK AristoRod 13.22 -
OK Autrod 13.33
9%Cr-1%Mo OK 76.96 OK Tigrod 13.37 OK Autrod 13.37 - -
OK Flux 10.93 +
9%Cr-1%MoVNb OK 76.98 OK Tigrod 13.38 - Dual Shield B9
OK Autrod 13.35
Por se tratar de aços ligados,
utilizados em estruturas de alta res-
ponsabilidade que operam em condi-
ções severas, a integridade da solda
é de fundamental importância, sendo
que pequenas descontinuidades resul-
tantes da operação inadequada de
soldagem, como falta de fusão, falta
de penetração, mordeduras, inclusão
de escória, porosidade e sobreposi-
ção podem levar a falhas estruturais
catastróficas. Desta maneira, a sele-
ção do processo de soldagem deve
levar em consideração a habilidade e
qualificação do soldador. Ensaios não
destrutivos da junta soldada também
Figura 6: Aspecto macrográfico de uma trinca pelo hidrogênio [16] são requeridos.](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-60-2048.jpg)
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Defeitos críticos nadas em função da composição do
material.
• Realização de pós-aquecimento mui-
Fissuração a frio tas vezes é necessária para permitir
A fissuração a frio, também conhe- que o hidrogênio difunda através do
cida como trinca por hidrogênio, está metal e evolua em sua superfície.
relacionada a quatro fatores principais: • Realização de TTPS, reduzindo assim
microestrutura frágil, elevado nível de as tensões residuais da junta.
tensões residuais, temperatura favorá-
vel e presença de hidrogênio [16]. Esse Trinca ao reaquecimento
tipo de defeito pode ocorrer tanto no O trinca ao reaquecimento, também
metal de solda quanto na ZTA, sendo conhecida como trinca de alívio de
mais comum nesta última (Figura 6). tensões, pode ocorrer quando os aços
Como os aços CrMo são materiais são submetidos a tratamento térmico
com elevado teor de elementos de liga de alívio de tensões entre temperatu-
e, consequentemente, alto carbono equi- ras de 450 e 700°C ou durante serviço
valente e temperabilidade, eles são alta- em temperaturas entre 300 e 500°C
mente susceptíveis a trinca por hidrogênio [16]. Esse tipo de trinca ocorre na ZTA
quando se tem grandes espessuras, o na região de crescimento de grão e
que é comum devido à aplicação des- tem característica intergranular, assim
ses materiais. Obviamente, quanto mais como apresentado na Figura 7.
ligado o aço CrMo, maior será sua sus- A sensibilidade à trinca de alívio de
ceptibilidade de formação de trincas por tensões aumenta com a presença de
hidrogênio. elementos como C, Cu, Cr, Mo, B, V,
Desta maneira, diversas recomen- Nb e Ti [16]. Isso faz com que os aços
dações devem ser seguidas na seleção CrMo, principalmente aqueles ligados
dos consumíveis e durante a solda- ao V, sejam susceptíveis a esse tipo de
gem. São elas: defeito, que está relacionado à fragiliza-
• Seleção de consumíveis com baixo ção ao revenido e pode ser atribuído à
teor de hidrogênio difusível (Hdif): em segregação de impurezas como P, Sn,
geral, as normas limitam o teor de Hdif Sb e S nos contornos de grão [17].
em no máximo 4mL/100g de metal Desta maneira, a seleção de mate-
depositado para os processos SMAW, riais com baixo nível de impurezas é
GMAW, FCAW e GTAW e 8mL/100g aconselhável para reduzir a tendência
de metal depositado para o processo de formação de trincas de alívio de ten- Figura 7: Morfologia intergranular de uma
SAW. sões, principalmente em aços CrMo trinca ao reaquecimento [17]
• Execução dos procedimentos de
armazenagem e ressecagem dos con-
sumíveis de acordo com a indicação do
fabricante.
• Eliminação de defeitos de soldagem,
como inclusões, falta de penetração,
falta de fusão e mordeduras, já que
esses podem atuar como concentra-
dores de tensão e pontos de iniciação
das trincas.
• Execução de limpeza adequada da
junta, evitando óleos, graxas e carepas.
• Realização de pré-aquecimento e
controle da temperatura de interpasse é
fundamental para reduzir a taxa de res-
friamento da junta e, por consequência,
diminuir a formação de fases frágeis.
Ambas as temperaturas são determi-](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-61-2048.jpg)
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ZTA. A trinca tipo III é localizada não
Linha de fusão região de granulação grosseira da ZTA,
enquanto a trinca tipo IV está disposta
na ZTA próxima ao metal base. A região
intercrítica – região que está entre Ac3
e Ac1– e a região de granulação fina da
Dureza, HV
ZTA – região logo acima de Ac3 – são
conhecidas como os locais onde ocor-
rem as trincas tipo IV [18].
A trinca tipo IV vem sendo repor-
Metal Metal tada nos aços CrMo que operam em
de de
Solda Base temperaturas superiores a 565°C [19] e
vem limitando a temperatura de empre-
go desses materiais, já que a junta sol-
dada apresenta resistência inferior à do
Distância, mm
metal de base e metal de solda quando
analisados separadamente [18].
Figura 8: Variação de dureza ao longo da junta soldada de um aço 9Cr-1Mo modificado [20]
Esse tipo de fratura vem sendo
associada a formação de uma região
de baixa dureza ZTA (Figura 8) em
conjunto com a precipitação de com-
postos nessa região.
Tabela V: Recomendações de procedimento de soldagem de alguns aços CrMo
Temperatura de Temperatura de
Tipo Pós-Aquecimento (°C) TTPS (°C)
Pré-aquecimento (°C) Interpasse (°C)
C - 0,5%Mo 100 100 - 250 200(a) 580 – 630°C(b)
1,25%Cr-0,5%Mo 200 - 250 200 - 300 300(c) 640 – 700°C
2,25%Cr-1%Mo 250 250 - 300 300(d) 670 – 720°C
5%Cr-0,5%Mo 250 250 - 300 300(d) 730 – 760°C
9%Cr-1%Mo 250 250 - 300 300(e) 750°C
9%Cr-1%MoVNb 250 250 - 300 300(e) 750°C
(a) Para espessura superior a 25mm. (b) Para espessura superior a 13mm. Procedimento de soldagem
(c) Para espessura superior a 20mm.(d) Para espessura superior a 12mm. (e) O procedimento de soldagem dos
Para espessura superior a 6mm. aços CrMo geralmente envolve o contro-
le do pré-aquecimento, temperatura de
interpasse, aporte de calor, sequência
ligados ao V. Outros fatores importan- de passes adequada, pós-aquecimento
tes para minimizar a possibilidade de e tratamento térmico pós-soldagem.
ocorrência desse defeito é usar baixo Além disso, devido à aplicação desses
aporte de calor, eliminar concentra- materiais, é comum a utilização de cha-
dores de tensão, como mordeduras, pas espessas intensificando a necessi-
inclusões e falta de fusão. dade de um procedimento de soldagem
bem elaborado.
Trinca tipo IV Em função do discutido acima, a
As trincas em uma junta soldada Tabela V apresenta algumas recomen-
podem ser classificadas de acordo dações de procedimentos de solda-
com a região onde ocorrem. Uma trin- gem. As correlações entre o tipo do
ca tipo I inicia-se e termina no metal material e as especificações segundo
de solda; já a trinca tipo II inicia-se as normas ASTM e EN foram apresen-
no metal de solda e propaga-se para tadas na Tabela I.](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-62-2048.jpg)
![ABRIL Nº 13 2010 63
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Cr Ferritic Steel Weldments. ISIJ to header, pipework and turbine com-
International, Vol. 35 (1 995). nº 10, pp. ponents constructed from the advan-
1284-1290. ced ferritic 9% and 12% chromium
[10] TWI webpage, “What is temper steels. In: Viswanathan R, Bakker WT,
embrittlement, and how can it be con- Parker JD, editors. Proceedings of Third
trolled?”. Endereço eletrônico: http:// Conference on Advances in Materials
w w w. t w i . c o . u k / c o n t e n t / f a q j m n 0 0 3 . Technology for Fossil Power Plants,
html London: The Institute of Metals; 2001.
[11] Bruscato, R. M., Temper p. 69–78.
Embrittlement and Creep Embrittlement [20] Dr. K. Laha, Type IV Cracking in
of 2,25%Cr1Mo shielded arc weld Modified 9Cr-1Mo Steel Weld Joint.
deposits, Welding Journal 49 (4), 1973, Science. Indira Gandhi Centre for
pp. 148-156. Atomic Research.](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-63-2048.jpg)
![ABRIL Nº 13 2010 69
Correio Técnico
Caracterização de juntas de tubos
inoxidáveis supermartensíticos soldados
com consumíveis Superduplex 2509
Ronaldo Cardoso Junior
Consultor Técnico ESAB Brasil
Agnaldo Vasconcelos Silva e Ricardo Rodrigues Silva
V&M do Brasil
Paulo J. Modenese
Universidade Federal de Minas Gerais – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
N
o cenário mundial do mercado desses materiais. Os aços inoxidáveis super-
de óleo e gás, existe, atualmen- martensíticos são uma alternativa de menor
te, uma tendência de explora- custo quando comparados aos aços inoxidá-
ção de reservas que, no passa- veis duplex [2-7]. Como consequência dessas
do, não ofereciam retorno devido às con- características, esses têm sido muito procura-
dições adversas de exploração. Dentre as dos pelas industrias petrolíferas no mercado
principais dificuldades encontradas, pode nacional e internacional como uma alternativa
ser citada a presença de contaminantes para aplicação em linhas de condução em que
como o gás carbônico (CO2) e gás sulfídrico a soldagem é extremamente importante.
(H2S). Além desta, destacam-se também Os aços inoxidáveis supermartensíticos
altas temperatura e pressões, profundidade são caracterizados com base no sistema
dos poços, incluindo camadas de sal, e a Fe-Cr-Ni-Mo, possuindo baixos teores de
distância que se encontram da costa. C, N, P e S. Classificam-se em três classes:
Os aços inoxidáveis martensíticos, baixo teor de Cr, Ni e Mo (11%Cr, 2,5%Ni,
comumente chamados na indústria de óleo 0,1%Mo); médio teor de Ni e Mo (12%Cr,
e gás de 13Cr, são usados há algum tempo 4,5%Ni e 1,5%Mo); alto teor de Ni e Mo
como tubos de produção (‘tubing’), onde (12%Cr, 6,5%Ni e 2,5%Mo) [8]. Nota-se
existe principalmente uma concentração que modificações na composição química
alta de CO2 [1]. Entretanto, esses aços mar- desses materiais foram realizadas de forma
tensíticos convencionais não apresentam a melhorar a perfomance da liga no que diz
boa soldabilidade e são, portanto, limitados respeito a soldabilidade, resistência a corro-
a aplicações line pipe em que a soldagem são e propriedades mecânicas.
não é necessária. O conceito básico para melhorar a
Para garantir uma melhor performance, resistência à corrosão generalizada e loca-
novas gerações de aços martensíticos foram lizada é aumentar o teor de cromo efetivo
desenvolvidas, dentre as quais se encontra na matriz, reduzindo o teor de carbono. A
o aço inoxidável supermartensítico (Super- adição de cromo pode favorecer a forma-
Martensitic Stainless Steel – SMSS). Este ção de ferrita delta e somente uma faixa
novo modelo de liga garante uma melhoria relativamente restrita de composição garan-
nas propriedades mecânicas e resistência à te uma microestrutura completamente mar-
corrosão quando comparado aos aços ino- tensítica, como é mostrado na Figura 1. A
xidáveis martensíticos convencionais, além adição de níquel estabiliza a austenita e não
de apresentar melhor soldabilidade. permite a presença de ferrita delta, embora
Outro fator de suma importância é o custo em excesso leve à presença de austenita à](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-69-2048.jpg)
![70 ABRIL Nº 13 2010
Correio Técnico
à corrosão em ambientes contendo CO2 e
H2S, além de serem mecânicamente com-
patíveis com o aço em questão. Os aços
inoxidáveis duplex, apesar de atenderem
do ponto de vista de resistência à corrosão,
possuem propriedades mecânicas inferiores
ao metal base [1]. Desta maneira, consumí-
veis superduplex são usados, de forma a
atender aos requesitos citados. Além disso,
arames tubulares de composição similar
aos aços inoxidáveis supermartensíticos
foram desenvolvidos com sucesso [9].
O presente trabalho irá apresentar um
estudo da soldabilidade do aço inoxidável
supermartensítico em relação ao proce-
dimento de soldagem (GTAW + FCAW),
propriedades mecânicas, microestrutura e
superfície de fratura. Consumíveis superdu-
Figura 1: Evolução da microestrutura temperatura ambiente, porque a tempera- plex serão usados. Aspectos de corrosão
em função da composição tura final de transformação (Mf) passa a ser não serão avaliados no presente trabalho.
na liga supermartensítica abaixo da temperatura ambiente. Apesar de
(baixo C-Fe-Cr-Ni-Mo) [1]
o molibdênio ser um elemento estabilizador Materiais e Métodos
da ferrita, abaixar a temperatura de início de A liga utilizada como metal base foi
um aço inoxidável martensítico, definido
Composição química (%) comercialmente como super 13Cr, cuja
Material
C Cr Ni Mo composição nominal é 13% de Cr, 6% de
Metal Base 0,012 12,09 5,89 1,83 Ni, 3% de Mo e C < 0,015%. Os tubos
sem costura foram laminados na V&M do
Tabela I: Composição química do formação de martensita (Mi) e tornar a faixa Brasil com 139,7 mm de diâmetro exter-
metal base de existência da martensita mais estreita, a no e 10,54 mm de espessura de parede
sua adição é importante para aumentar a (Ø139,7 x 10,54 mm). Após laminação, a
resistência à corrosão generalizada e sob liga foi submetida a tratamento térmico de
tensão (SSC). Com a diminuição do teor de têmpera e revenimento e, em sequência,
carbono, uma melhora na soldabilidade do foram retiradas as amostras para testes
de soldagem e ensaios de laboratório. A
composição química do metal base é apre-
sentada na Tabela I.
Foram preparados cinco pares de
amostras para os testes de soldagem,
sendo três com chanfro em V (Figura 2a) e
dois com chanfro em meio V (Figura 2b). Os
detalhes da preparação são apresentados
na Figura 2.
Figura 2: Detalhe da preparação aço é esperada. Além disso, uma melhor A soldagem do passe de raiz e do
dos chanfros. a) Chanfro em meio resistência à corrosão e uma melhor tena- segundo passe foi realizada utilizando-se o
V, Ф10,54mm, 30°, r 1 a 2mm e a 5 cidade podem ser conseguidas na junta processo GTAW, e os demais passes foram
mm; b) Chanfro em V, Ф10,54mm, Ф soldados através do processo FCAW. O
soldada com essas alterações do aço con-
30°, r 1 a 2mm e a 5 mm
vencional para o aço super-martensítico, passe de raiz foi soldado de forma manual,
porque o aumento da dureza na ZTA é enquanto os demais passes foram meca-
restringido [1]. nizados, de maneira que toda a soldagem
Para atender às necessidades da apli- fosse realizada na posição plana. Para isso,
cação em line pipe, os consumíveis de sol- foi utilizada uma mesa posicionadora que
dagem devem possuir elevada resistência girava o tubo a uma velocidade constante,](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-70-2048.jpg)
![ABRIL Nº 13 2010 71
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enquanto a tocha de soldagem permanecia zona termicamente afetada (linha de fusão +
parada, conforme apresentado na Figura 3. 2mm - ZTA) e no metal de base, totalizando
Toda a soldagem foi realizada com 24 testes. Para os demais testes, as juntas
uma fonte multi-processo sinérgica ESAB com chanfro em V foram utilizadas.
AristoPower 460, em conjunto com um O ensaio de microdureza foi realizado
controlador AristoPedant U8. Esse dispo- com carga de 1 kgf e tempo de impressão de
sitivo permite a aquisição dos dados de 5s. As medições foram feitas a cada 1 mm a
soldagem, como corrente média, tensão partir do centro do cordão de solda em dire-
média e tempo de arco aberto. ção ao metal de base, sendo possível deter-
Para o processo TIG, foram utilizadas minar o perfil de dureza Vickers da junta.
varetas de aço inoxidável superduplex de As propriedades mecânicas da junta foram
classificação EN ISO 14343 W 25 9 4 NL determinadas a partir de ensaios de tração em
e nome comercial ESAB OK Tigrod 2509, corpos de prova de seção retangular. Os testes
e como gás de proteção foi usado argônio foram realizados em triplicata.
puro. Já para o processo FCAW, foi utiliza- A análise metalográfica foi feita em todas
do o arame tubular “flux cored” ESAB OK as regiões da junta, a fim de se avaliar os
Tubrod 14.28, que deposita um metal de microconstituintes presentes e as possíveis
composição similar a um AISI 2509. Como influências nas propriedades mecânicas.
gás de proteção, foi usada uma mistura de
75% Ar e 25% CO2. A Tabela II apresenta a Resultados e Discussão
composição química típica dos consumíveis Os resultados dos ensaios de impacto Figura 3: Montagem utilizada para
citados. em todas as regiões da junta estão represen- mecanização da soldagem
Composição Química (%)
Material
C Cr Ni Mo Mn Si W Cu N
OK Tigrod 2509 <0,02 25,00 9,80 4,00 0,40 0,40 < 1,00 <0,03 -
OK Tubrod 14.28 0,03 25,20 9,20 3,90 0,90 0,60 - - 0,25
A Tabela III apresenta os parâmetros de tados na Figura 4. Para as duas temperatu- Tabela II. Composição química típica
soldagem utilizados em cada passe. Nota- ras avaliadas (0°C e -40°C), observa-se um dos consumíveis utilizados. Valores
se que, para as juntas em V, foram necessá- aumento da energia absorvida da zona fun- de catálogo
rios seis passes de solda (dois passes TIG dida para o metal de base, sendo que todos
e 4 passes FCAW), enquanto para as juntas os valores estão acima do que é e especifi-
em meio V foram necessários apenas cinco cado pela DNV-OS-F101, que exige que a
passes, devido ao menor volume do chan- energia absorvida de cada ponto individual Tabela III. Parâmetros de
fro. Pode-se observar que tais parâmetros deve ser maior que 45J e a média deve ser soldagem
atendem aos requisitos da norma DNV – OS
– F101 [10], em que o aporte térmico deve
estar entre 0,5 e 2,8 kJ/mm. A velocidade Passe Processo Corrente Tensão Velocidade Aporte Térmico
(A) (V) (cm.min-1) (kJ.mm-1)
de soldagem foi considerada constante,
independente da variação do diâmetro exis- 1° (Raiz) GTAW 132 ± 8 11,7 ± 0,8 N.A. (a) N.A. (a)
tente do passe mais interno para o passe 2° GTAW 195 ± 3 13,3 ± 0,5 13 1,20 ± 0,06
de acabamento. A distância da peça ao 3° FCAW 200 ± 2 29,9 ± 0,2 36 1,00 ± 0,01
bico de contato foi mantida constante em
4° FCAW 205 ± 5 29,7 ± 0,2 36 1,02 ± 0,02
18 mm para soldagem FCAW.
Para avaliação da tenacidade por meio 5° FCAW 204 ± 5 29,8 ± 0,1 36 1,01 ± 0,02
do ensaio Charpy, as juntas com chanfro em 6°(b) FCAW 210 ± 9 29,8 ± 0,1 36 1,04 ± 0,04
meio V foram utilizadas. Os ensaios foram (a) Não se aplica. A soldagem do passe de raiz foi feita manualmente com diversos
realizados em triplicata a 0°C e -40°C, na cordões de solda, não sendo determinada a velocidade de soldagem. (b) Aplicável
zona fundida (ZF), na linha de fusão (LF), na apenas às juntas com chanfro em V.](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-71-2048.jpg)
![72 ABRIL Nº 13 2010
Correio Técnico
maior que 60J a 0°C. Nos aços inoxidáveis forma, reduzindo o endurecimento após a
supermartensíticos ligados ao Ti, os precipi- transformação martensítica, além de manter
tados Ti(C,N) agem como sorvedouros dos uma estrutura fina. Estes efeitos seriam os
átomos de C e N, impedindo a sua presença principais responsáveis pela manutenção de
em solução sólida na austenita e, desta uma boa tenacidade [1].
A Figura 5 representa a superfície de
fratura observada nos corpos de prova de
impacto retirados nas ZF e ZTA e ensaiados
a -40°C. Em ambas as regiões, observa-se
a presença de microcavidades (dimples)
características de fratura dúctil. Com os
altos valores de impactos obtidos, mesmo
em temperaturas baixas e uma superfície
de fratura dúctil, é pertinente dizer que o
material apresenta uma boa capacidade de
absorção de energia.
O perfil de dureza obtido ao longo de
toda a junta soldada (MB, ZTA e ZF) é mos-
trado na Figura 6. A região termicamente afe-
tada apresentou maiores valores para dureza
em comparação com o metal base e a zona
fundida. Resultado similar foi constatado
Figura 4: Resultado dos ensaios charpy para as diversas regiões da junta também por Kondo et al. [1]. Estas duas regi-
ões apresentaram valores de dureza abaixo
de 300 HV, ou seja, em acordo com a espe-
cificação da DNV-OS-F101 [10].
Na ZTA, a dureza atinge um valor máxi-
mo de 340 HV. O aumento observado em
relação ao metal base pode ser atribuído à
formação de microconstituintes de elevada
dureza, formados a partir de regiões aqueci-
das acima de Ac1 e resfriadas rapidamente.
Entre 700 e 1.200°C, aproximadamente, o
material entra no campo monofásico aus-
a) b)
tenítico, transformando-se em martensita
Figura 5: Superfície de fratura do corpo de prova de impacto ensaiado a – 40°C.
não revenida no resfriamento. A presença
a) Representa a ZF; b) Representa a ZTA
de uma maior quantidade de carbono em
solução sólida pode também ter contribuí-
Dureza HV da junta soldada (Super 13 Cr) do para a maior dureza da ZTA. É razoável
pensar que, na região da ZTA, logo após a
linha de fusão, seja formada uma região de
dureza maior devido à maior presença de
carbono em solução, porque nesta faixa de
Dureza HV (externo)
Dureza HV (ixterno)
temperatura uma quantidade relevante dos
precipitados pode ter se dissolvido. Níveis
BM BM de carbono abaixo de 0,015% (o que é
atendido pelo metal base usado) são favo-
ráveis à resistência à corrosão na ZTA, sem
a necessidade de tratamento térmico após
a soldagem [1]. Valores de dureza acima de
Distância do centro da Zona Fundida (mm) 350 HV não são considerados ideais para
Externo Interno
se obter uma adequada resistência à corro-
Figura 6: Perfil de dureza no lado interno e externo do cordão de solda são sob tensão [11].](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-72-2048.jpg)
![74 ABRIL Nº 13 2010
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tidade de austenita nos primeiros cordões o último passe. A região de granulação
de solda. Nas soldagens multipasse, isso grosseira (GGZTA), localizada junto à linha
pode ser explicado pelo aquecimento e de fusão, corresponde normalmente a
reaquecimento devido à deposição de porções do metal base aquecidas acima
cordões subsequentes. Em contrapartida, da temperatura de crescimento de grão,
é importante salientar que, nesta região, tendo uma microestrutura caracterizada
há maior susceptibilidade de formação de pelo seu elevado tamanho de grão. Por
fases intermetálicas que podem causar apresentar claramente o tamanho de grão
fragilização [12]. maior que as demais regiões, é possível
Nos aços supermartensíticos, a ZTA que o material tenha se ferritizado com-
tende a apresentar uma elevada com- pletamente no aquecimento. Essa forma-
plexidade, mesmo em soldagem com ção de grãos grosseiros ocorre acima de
passe único. A mesma pode apresentar 1.400°C, região de obtenção da ferrita.
várias regiões com diferentes constituin- Normalmente, é a região mais problemá-
tes, que podem influenciar nas proprie- tica da ZTA, apresentando perda de tena-
dades da junta soldada. A Figura 11 cidade e local propício para a formação
apresenta uma micrografia da ZTA for- de trincas. A região de granulação fina
mada em elevadas temperaturas durante (GFZTA) situa-se um pouco mais afastada
Intragranular
Widmänstatten
Alotriomorfa
Figura 9: a) Macrografia da região soldada; b) Microestrutura da Zona fundida
(último passe – FCAW – 200x)
3º passe 6º passe
FCAW FCAW
3º passe 5º passe
TIG FCAW
Figura 10: a) interface entre 2° (GTAW) e 3° passe (FCAW); b) interface entre 5° e 6°
passe (FCAW)
GFZTA
GFZTA
ZF GGZTA
GGZTA
Figura 11: Microestrutura da ZTA – a)100x b) 200x](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-74-2048.jpg)
![ABRIL Nº 13 2010 75
Correio Técnico
da linha de fusão. Esta é caracterizada por [2] P.S. JACKMAN, H. EVERSON, Cor-
uma estrutura de granulação fina que pode rosion 95, Paper nº. 95. NACE International,
conter uma estrutura bifásica com a pre- Houston, USA, 1995.
sença de ferrita e austenita, sendo formada [3] H. VAN DER WINDEN, P. TOUS-
em temperaturas entre 1.200°C e 1.400°C, SAINT, L. COUDREUSE. Proceedings of
e normalmente não é uma região muito the Supermartensitic Stainless Steels 2002,
problemática [13]. The Belgian Welding Institute, Brussels,
Na soldagem multipasses, a estrutura Belgium, 3–4 October 2002.
da ZTA torna-se ainda mais complexa devi- [4] J. Enerhaug and P. E. Kvaale, 1996,
do à influência, sobre um dado passe, dos Qualification of welded super 13%Cr mar-
ciclos térmicos devidos aos passes poste- tensitic stainless steels for sour service appli-
riores. As partes das diferentes regiões da cations. Proc. Materialdagen, 13 November
ZTA de um passe que são alteradas por 1996, Stavanger, Norway.
passes seguintes podem ser consideradas [5] A.W. Marshall and J.C.M. Farrar,
como sub-regiões. Essa complexidade não 1998,Welding of ferritic and martensitic
será discutida no presente trabalho. 13%Cr steels. IIW Doc. IX-H 452-99.
[6] J.C.M. Farrar and A.W. Marshall,
Conclusões 1998, Supermartensitic stainless steels –
Os resultados deste trabalho permitem overview and weldability. IIW Doc.IX-H 423-
apresentar as seguintes conclusões com 98.
relação à soldagem de tubos de aço inoxi- [7] L. M. Smith and M. Celant, Martensitic
dável supermartensítico: stainless flowlines – Do they pay?, Proc.
• Para as condições de soldagem utili- Supermartensitic StainlessSteels’99, May
zadas (metal de adição superduplex, solda- 1999, Brussels, Belgium, pp. 66-73.
gem GTAW na raiz e FCAW no enchimento, [8] RODRIGUES, C.A.D., DI LORENZO,
energia de soldagem próxima de 1,0 kJ/ P.L., SOKOLOWSKI, A., BARBOSA, B.C.A.,
mm), as juntas apresentaram propriedades ROLLO, C.J.M.D.A. Desenvolvimento do
de tração, impacto e dureza. Todas de aço supermartensítico microlgado ao titâ-
acordo com as especificações da DNV-OS- nio. 60° congresso anual da ABM. 2005.
F101 OFFSHORE STANDARD. [9] Karlsson et al.; Development of
• Para todas as condições de ensaio matching composition supermartensi-
mecânico utilizadas, a fratura ocorreu sem- tic stainless steel welding consumables.
pre no metal base de forma dúctil, com a Svetsaren, p.3-7, 1999.
formação de microcavidades. [10] DNV-OS-F101 OFFSHORE STAN-
• A microestrutura da ZF apresen- DARD. SUBMARINE PIPE LINE SYSTEMS.
tou uma matriz de ferrita com austenita OCTOBER 2007.
em diferentes morfologias: Widmanstatten; [11] SRINIVASAN,P,B., SHARKAWY, S,
alotriomorfa e intragranular. Nos primeiros W., DIETZEL,W. Hydrogen assisted stress-
passes, observa-se uma menor quantidade cracking behavior of electron beam welded
de ferrita devido ao reaquecimento pelos supermartensitic stainless stell weldments.
passes subsequentes. Material Sciense and Engineering. A 385
• A microestrutura da ZTA formada em (2004) 6-12.
alta temperatura apresenta uma região de [12] NUNES, E.B., MOTTA, M.F.,
granulação grosseira (GGZTA) e uma região ABREU, H.F.G., MIRANDA, H.C., FARIAS,
de granulação fina (GFZTA). J.P., JUNIOR, F.N.A. Influência dos parâ-
metros de soldagem na microestrutura e
na microdureza na deposição de aço ino-
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[1] KONDO, K., OGAWA, K., AMAYA, ABM. 2009.
H., UEDA, M., OHTANI, H. Development of [13] MODENESI, P.J., MARQUES,P.V.,
weldable Super 13Cr Martensitic Stainless SANTOS,D.S., Introdução à Metalurgia da
Steel for flowline. International offshore and soldagem. Universidade Federal de Minas
Polar Engineering Conference. 2002. Gerais. 2006.](https://image.slidesharecdn.com/soluo-abril-110722031444-phpapp01/75/Solucao-abril-75-2048.jpg)
![Aula de sociologia_marx_[modo_de_compatibilidade]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/auladesociologiamarxmododecompatibilidade-110711212738-phpapp02-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
Solução abril
- 1. ABRIL Nº 13 2010 1 #13 2010 GL O B A L S OLU TI ON S FOR L OC AL C U S T O M ERS – EVERY W H ERE Crescimento do mercado de Óleo e Gás gera perspectivas positivas para o setor de soldagem
- 3. ABRIL Nº 13 2010 3
- 4. 4 ABRIL Nº 13 2010 índice ESAB colabora com a formação de soldadores de um dos principais clientes do Sul do Brasil página 8 Parceria ESAB/Tomé Engenharia na construção de tanques da RNEST página 12 Atendimento de alto nível página 15 Novas embalagens asseguram qualidade do produto e adequação 28ª Feira Internacional da Mecânica à sustentabilidade página 17 página 18 Troca de conhecimentos teóricos e práticos no Consolda 2009 página 19 Etapa paulista da Olimpíada do Conhecimento página 20 GMH – Sistema seguimento de junta automático página 28 Novos alimentadores AristoFeed página 29 Novos produtos para o mercado Pipeline página 30 Linha de produtos para o segmento Naval & Offshore página 32 OK Aristorod 12.50: evolução e qualidade no segmento automotivo página 33 Soluções completas para soldagem de peças cilíndricas página 36 Oportunidades no horizonte do mercado de Óleo e Gás Produtividade e qualidade para o página 24 revestimento (cladding) página 41 Aplicações práticas da tecnologia ESAB para revestimento em fita página 42 Revestimento em fita Inconel por ESW página 50 Revestimento de válvulas para a indústria petroquímica página 53 Soldagem de Aços CrMo página 56 Seleção de Equipamentos de Proteção Individual – Parte 2 página 64 Caracterização de juntas de tubos inoxidáveis supermartensíticos soldados com consumíveis Superduplex 2509 página 69 ESAB Esporte Clube página 76 COMBIREX Crônica página 78 página 38
- 5. ABRIL Nº 13 2010 5 Editorial ABRIL Nº 13 2010 1 #13 2010 #13 2010 G L O B A L S O L U T I O N S F O R L O C A L C U S T O M E R S – E V E RY W H ERE A crise no final de 2008, a recuperação gradual da economia a partir do segundo semestre de 2009 e a retomada mais consistente e sólida em 2010 marcam três momentos extremos e que causaram um grande Crescimento do mercado de Óleo e Gás gera perspectivas positivas impacto no mercado mundial. para o setor de soldagem Durante esses dois últimos anos, o mercado viu- se obrigado a rever investimentos, adequar salários e benefícios, ajustar estruturas à nova realidade, refazer planejamentos – estratégicos, tributários, de marketing –, entre outros projetos essenciais para a superação de metas e objetivos. Nesse ambiente, planejamento e Expediente revisão de despesas foram palavras de ordem. Publicação institucional da ESAB Brasil Durante esse período difícil e conturbado, nosso Rua Zezé Camargos, 117 desafio de transformar produtos e serviços em solução Cidade Industrial continuou. Para atingir tais metas, continuamos a rea- CEP. 32210-080 – Contagem – MG lizar diversos treinamentos em parceria com clientes, marketing@esab.com.br associações e instituições de ensino. Participamos de www.esab.com.br congressos, eventos de aprimoramento de profissio- • Diretor-Presidente nais, além de investir na formação de novos profis- Ernesto Eduardo Aciar sionais do segmento de soldagem e corte, como, por • Diretor de Vendas e Marketing exemplo, em parceria com o Senai. Newton de Andrade e Silva Conhecemos nosso negócio, sabemos qual é nosso • Diretor Financeiro Luís Fernando Velasco core business e quais são os nossos objetivos. Todavia, • Gerente de Marketing acreditamos que, por sermos uma empresa centenária, Antonio Plais global e líder no segmento, somos uma fonte ilimitada • Gerente Nacional de Vendas de conhecimento, o qual temos a obrigação de disse- Pedro Rossetti Neto minar de maneira ordenada e estruturada. • Coordenação da Revista Solução ESAB Cristiano Borges Esta edição revela de forma harmoniosa o quanto esta- mos comprometidos em divulgar nossos conhecimentos, • Produção aprender com nossos clientes e nos envolver com a forma- Prefácio Comunicação ção das novas gerações. Veremos, também, a crônica Os (31) 3292-8660 – prefacio.com.br Mestres do Metal, que nos leva a uma viagem no tempo, • Jornalista responsável Cristina Mota – MG 08071 JP e a matéria da editoria Preto e Amarelo, que nos mostra o • Redação envolvimento entre soldagem e futebol! Alexandre Asquini e Pamella Berzoini A ESAB, por ser uma empresa comprometida com • Revisão seus clientes, se esforça permanentemente para conhe- Cibele Silva cer cada vez mais seus clientes, usuários e suas respec- • Editoração tivas necessidades. Para que isso aconteça, entre em Tércio Lemos e Angelo Campos • Fotografias contato conosco, pelo endereço marketing@esab.com. Arquivo da ESAB / outros br. Por meio dele, você poderá nos contar histórias e • Revisão técnica experiências vividas com nossos produtos. Sua participa- Antonio Plais – ESAB ção é essencial para nosso crescimento e sucesso! Cristiano Borges – ESAB Flávio Santos – ESAB José Roberto Domingues – ESAB Pedro Rosetti Neto Pedro Muniz – ESAB Gerente Nacional de Vendas
- 6. 6 ABRIL Nº 13 2010 A ESAB está presente no setor termonuclear. Somos fornecedores dos consumíveis utilizados na Eletrobras Termonuclear – Eletronuclear, responsável por construir e operar as primeiras usinas termonucleares do país, Angra 1 e Angra 2, parte da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA), localizada na praia de Itaorna, em Angra dos Reis (RJ). Um terceiro empreendimento, Angra 3, está em construção: em 2015, quando entrar em operação, a nova unidade terá uma potência elétrica de 1.405 MW (térmica de 3.782 MW) e poderá gerar mais de 10 milhões de MWh por ano – carga equivalente a um terço do consumo total do Estado do Rio de Janeiro, segundo dados de 2008.
- 7. ABRIL Nº 13 2010 7 UI TEM AQ ES AB
- 8. 8 ABRIL Nº 13 2010 Mascarello ESAB colabora com a formação de soldadores de um dos principais clientes do Sul do Brasil Arquivo Grupo Mascarello Vista aérea do parque fabril do Grupo Mascarello A ESAB está presente em impor- preocupação com a formação e o aprimo- tante iniciativa desencadea- ramento de soldadores e também de outros da por um dos seus principais profissionais envolvidos no processo pro- clientes no Sul do país: o Grupo dutivo faz parte da história das empresas Mascarello, da cidade de Cascavel, no que compõem o Grupo Mascarello. Com Estado do Paraná. Trata-se da re-estrutura- a constituição da Mascarello Carrocerias e ção e ampliação do Centro de Treinamento Ônibus, houve, naturalmente, uma deman- Operacional (CTO), que promove a pre- da maior por soldadores, já que os proce- paração e a especialização de soldadores dimentos de soldagem são um fator crucial e também de outros profissionais para as no processo de produção da montadora. duas empresas industriais do Grupo, a “Atualmente, temos mais de 120 máqui- Comil Silos e Secadores e a Mascarello nas de soldagem operando na Mascarello, Carrocerias e Ônibus, ambas localizadas na com cerca de 240 soldadores, e outras 40 BR-277, km 598, no Distrito Industrial Luiz máquinas de soldagem na Comil, com apro- Benjamim Crespi, em Cascavel. A ESAB ximadamente 80 soldadores”, diz o gerente, cedeu em comodato três máquinas de assinalando que 90% desse parque de soldagem, que já estão sendo utilizadas em máquinas, nas duas empresas, correspon- treinamentos, e também atuou na prepara- dem a equipamentos da ESAB, que também ção dos instrutores de soldagem. fornece consumíveis e outros insumos. Ele O gerente de Engenharia de Operações, aponta um outro elemento que evidencia a Thiago Gomes de Oliveira, explica que a importância da soldagem para as empresas
- 9. ABRIL Nº 13 2010 9 Mascarello industriais do Grupo: “Trabalhamos com – trabalham indistintamente para as duas linhas de montagem que reúnem vários sol- empresas. Quando os instrutores terminaram dadores, responsáveis pelos diferentes pon- sua preparação na ESAB e estavam prontos tos do processo. Para que se possa ter uma para sua nova tarefa, passou-se a melhorar a ideia, uma linha voltada para a produção de qualificação do pessoal das empresas, com ônibus urbanos tem nada menos do que 40 um sistema de treinamento ponto a ponto. soldadores”. Ou seja, quando um soldador apresentava alguma deficiência ou encontrava certa difi- Início da parceria culdade, os instrutores iam até ele e tratavam Quando a Mascarello Carrocerias e Ôni- a questão, ministrando os ensinamentos bus estava perto de entrar em operação, em adequados para sanar o problema. 2003, ficou claro que haveria dificuldades A partir dessa sistemática, foi possível para conseguir o número de profissionais perceber que seria fundamental o estabele- qualificados na área de soldagem, como cimento de uma rotina: todo funcionário que exigem as operações da empresa. “Consta- entrasse nos setores de soldagem deveria tamos que, realmente, não havia soldadores passar por um treinamento. “A preparação no mercado local e que nossa região não especializada aprimora a qualidade do ser- estava qualificando esse tipo de profissional. viço, diminui o retrabalho e, portanto, reduz A alternativa encontrada foi de formar os pro- o número de horas empregadas na fabrica- fissionais contratados ainda sem experiência ção de cada produto, minimiza a perda de alguma. Para isto, selecionamos uma equipe material, ajuda a combater o desperdício e de instrutores operacionais, que foram qua- garante mais qualidade a todo o processo”, lificados para atuarem nesse processo de assegura o gerente, acrescentando: “Essa formação”, disse Thiago, destacando que, primeira estrutura de treinamento melhorou nesse ponto, foi fundamental a parceria com bastante o processo de soldagem nas duas a ESAB, que treinou os profissionais selecio- empresas. E começamos a perceber que nados, possibilitando que se transformassem a rotina poderia e deveria crescer, espe- em instrutores do Grupo Mascarello. cialmente porque nossos procedimentos Em razão da diversidade dos produtos de soldagem se referem especialmente ao fabricados pela Comil e pela Mascarello aço galvanizado, um material que apresen- Carrocerias e Ônibus, cada uma dessas ta complexidades que o soldador precisa empresas tem as suas próprias linhas e o conhecer para fazer um bom trabalho”. seu respectivo gerente de produção. Porém, dentro de um critério de racionalidade, áreas Qualificação ainda melhor de apoio – como Recursos Humanos, o Por enquanto, a Comil e a Mascarello Centro de Treinamento Operacional (CTO) e a Carrocerias e Ônibus desenvolvem as ativi- área de Infraestrutura e Meios de Fabricação dades de treinamento junto à área da produ- Mais de cinco décadas de história A trajetória do Grupo Mascarello segmento, gera soluções customizadas A empresa oferece 1.300 empregos remonta à segunda metade da década para a agricultura e tem exportado tec- diretos – a Comil conta com 650 funcio- de 1950, quando foi fundada a Comil, nologia em armazenamento, secagem nários – e já superou a marca das 7 mil que, desde o início, atua na área de e transporte de grãos. No ano 2000, unidades produzidas. Atualmente, seu mecanização e modernização de ativi- foi constituída a segunda empresa do portfólio exibe 12 modelos de produtos dades da agricultura, com uma linha de Grupo Mascarello, a Mascor Imóveis, destinados ao transporte de passagei- produtos que atualmente inclui, além de que atua no mercado imobiliário, com ros em meio urbano, viagens rodoviárias silos e secadores, elevadores e maqui- destaque para loteamentos e empreen- e outras necessidades. A proposta da nário agrícola. Detentora de uma marca dimentos residenciais e comerciais. empresa é desenvolver e oferecer pro- de alta respeitabilidade no mercado, a Mais jovem organização do Grupo, a dutos com alto nível de aproveitamento empresa investe em pesquisa e desen- Mascarello Carrocerias e Ônibus, criada de espaço, agregando conforto, sofisti- volvimento de novas tecnologias para o em 2003, é pioneira do setor no Paraná. cação, segurança e tecnologia.
- 10. 10 ABRIL Nº 13 2010 Mascarello Fotos: Arquivo Grupo Mascarello ção. Há uma sala específica em cada uma treinamento”, informou o gerente. das duas fábricas, nas quais são desenvolvi- As instalações do CTO funcionarão em das as partes teóricas dos treinamentos. Em um prédio já existente no interior da planta cada uma das empresas, há também locais da Comil e que está sendo preparado para apropriados para os treinamentos práticos essa sua nova finalidade. As duas plantas de soldagem. “Existe essa estrutura, que são vizinhas, de modo que não haverá funciona bem, mas queremos aprimorar qualquer dificuldade para o deslocamento todo o processo. A ideia é distanciar o trei- dos treinandos. As três máquinas cedidas namento da produção e organizar o Centro pela ESAB já estão sendo utilizadas. Junto de Treinamento Operacional (CTO) como a mais uma máquina pertencente ao Grupo uma unidade separada. Será uma estrutura Mascarello, elas irão equipar o novo CTO, Equipe da Mascarello de caráter didático, que permitirá acomodar que deverá entrar em operação no segundo mais facilmente o pessoal em atividade de semestre de 2010. Novo Centro vai aprimorar a formação de profissionais O instrutor Emanuel Biasi Anzorena expli- em uma região marcadamente vocacionada ca que as atuais atividades do Centro de para a agricultura e a avicultura, praticamen- Treinamento Operacional (CTO) são desen- te não há mesmo mão de obra especializada volvidas por dois instrutores: ele próprio no setor industrial. De acordo com o instrutor e seu colega, Edson Telles de Camargo, Edson Telles de Camargo, para formar pro- havendo ainda um terceiro profissional em fissionais qualificados em soldagem, há dois preparação e que em breve também atuará caminhos: um deles é convidar os auxiliares como instrutor. “Ministramos treinamento de de produção já empregados no Grupo, e o soldagem, com aulas teóricas e práticas, e outro, abrir recrutamentos externos. Neste treinamentos voltados para a área de proje- caso, os trabalhadores são recrutados como tos de produção, especificamente, desenho auxiliares de produção e encaminhados para técnico e metrologia – básica e avançada, o treinamento de soldagem. Se obtiverem estes em sala de aula”, disse. Outros profis- boas notas de aprendizagem, serão promo- sionais também dividem seu conhecimento, vidos a soldadores. Caso contrário, conti- atuando como instrutores convidados. nuarão como auxiliares de produção. “Para Anzorena realça a importância do novo os auxiliares treinados, é uma oportunidade Centro. Ele concorda que as atividades de de crescimento, de obter uma profissão”, treinamento estão vivendo um período de assinala o instrutor. transição e que vão para o que se pode Edson sublinha que, entre os recruta- chamar de uma ‘casa própria’. “O Centro dos no processo de seleção, raramente terá instalações físicas específicas. Estamos se encontra um trabalhador com alguma desenvolvendo um planejamento para ter experiência em soldagem. “Alguns detêm um local com mais capacidade, de modo a algum conhecimento, adquirido em oficinas atender à demanda das fábricas”. As condi- mecânicas ou em metalúrgicas de pequeno ções e o conteúdo dos treinamentos con- porte. Mas são treinados da mesma forma, tinuarão a responder às necessidades das pois, para nós, a solda deve ser de muita duas empresas industriais do Grupo. Além qualidade. Só depois da qualificação é que disso, os treinandos estarão fora do ambien- eles estarão prontos para atuar na linha de te de produção, com mais tranquilidade para produção”. aprender. “Didaticamente, será importante, O foco dos treinamentos na área de porque teremos um ambiente separado da soldagem está nos processos MIG e MAG, produção. Os treinandos estarão 100% vol- os mais utilizados nas empresas industriais tados para as atividades do treinamento”. do Grupo Mascarello. “As áreas de pro- Em razão de o Grupo Mascarello atuar dução das empresas do Grupo usam em
- 11. ABRIL Nº 13 2010 11 Mascarello menor escala o processo TIG. Para preparar condições de planejamento das atividade alguém para atuar com soldagem nesse de treinamento vão melhorar. Ao todo, processo, selecionamos um soldador já o Centro disporá inicialmente de quatro qualificado que, então, recebe o treinamen- máquinas. “Com isso, poderemos treinar to específico”, diz Edson. quatro soldadores na parte da manhã e Com relação ao conteúdo, o instrutor quatro à tarde, e assim, preparar até 16 explica que há informações e conhecimen- soldadores por mês”, avalia Edson. tos que são ministrados em aulas teóricas, na sala de treinamento, e depois exemplifi- Manutenção cados nas aulas práticas. Em linhas gerais, O instrutor Anzorena informa que o os ensinamentos abrangem, primeiramente, CTO dispõe de um diagnóstico das neces- conhecimentos mais básicos e, gradativa- sidades de treinamento nas empresas mente, chegam aos tópicos e procedimen- industriais do Grupo e adianta que há um tos mais complexos. trabalho em andamento visando à prepara- Como há um grande número de trei- ção de pessoal para a manutenção preven- nandos sem formação profissional anterior, tiva e corretiva de máquinas. são oferecidos uma visão geral do que é a Célio Valmorbida, supervisor de soldagem, informações sobre a existência Manutenção, trabalha na Mascarello de diferentes processos e um detalhamento Carrocerias e Ônibus desde o início. “Comecei maior das técnicas, equipamentos e pro- na empresa 20 dias depois da inauguração”, cedimentos nos processos MIG e MAG. conta com orgulho, assinalando que viu a “Explicamos o que é solda MIG, o que é chegada das primeiras máquinas da ESAB. solda MAG e falamos a respeito dos tipos de “Houve a compra de um lote inicial e, depois, gases empregados nos dois casos. Falamos à medida que a produção foi crescendo, também sobre os tipos de arcos elétricos e foram sendo adquiridos novos lotes, até que suas funcionalidades. E mostramos o sig- se completasse o número de máquinas hoje nificado da continuidade da solda, os mais à disposição”. comuns defeitos de soldagem e por que é As primeiras máquinas ainda estão em preciso haver qualidade no resultado do tra- operação regular e isso se deve ao trabalho balho de soldagem”, diz o instrutor. da manutenção. “Há um profissional na Além disso, os instrutores enfatizam a empresa responsável pelo cuidado com as questão da segurança, com o uso dos máquinas de soldagem. Ele fez o primeiro Equipamentos de Proteção Individual (EPIs), módulo de treinamento de manutenção indispensáveis em qualquer procedimento de máquinas e alimentadores na filial da de soldagem. “O profissional que faz o curso ESAB em Porto Alegre”, diz Valmorbida, tem que sair bem consciente da importância informando que o Grupo Mascarello tem da utilização dos EPIs. E nós avaliamos esse planos de preparar um outro profissional de quesito no decorrer do treinamento”. As manutenção para atuar no segundo turno atividades têm a duração necessária para a de produção. absorção dos conhecimentos e da prática O gerente Thiago Oliveira assinala que a em situação real de soldagem. O treinamento relação do Grupo Mascarello com a ESAB é em solda MAG, por exemplo, tem carga de bem antiga, e Célio Valmorbida sublinha que 80 horas, com atividades teóricas e práticas a longevidade na parceria tem efeitos práti- focadas somente nesse processo. O núme- cos significativos para as ações de manuten- ro de dias pelos quais será distribuída essa ção. “Temos todos os manuais e códigos da carga horária é diferente em cada programa ESAB. Com o tempo, a gente vai conhecen- de treinamento, dependendo, sobretudo, do o comportamento dos equipamentos nas da disponibilidade dos treinandos, já que condições em que são utilizados e, assim, certas turmas, em razão das necessidades formamos uma boa noção do consumo, o da produção, passam meio período atuando que permite manter um pequeno estoque como auxiliares de produção e meio período das peças de manutenção mais usadas e em treinamento. de consumíveis”, diz, fazendo questão de O Grupo Mascarello já formou mais de frisar que o atendimento da ESAB é sempre Soldagem na produção da 200 soldadores. Com o novo Centro, as rápido e sem burocracia. Mascarello Carrocerias e Ônibus
- 12. 12 ABRIL Nº 13 2010 Ao lado do cliente Parceria ESAB/Tomé Engenharia na construção de tanques da RNEST Halinson Faustino Dias Campos Consultor ESAB Brasil Francklin Machado Tomé Engenharia C ada vez mais, a ESAB Bra- almente, está presente em diversos seg- sil vem se destacando como mentos, entre eles Engenharia de Óleo e parceiro preferencial de seus Gás. É uma das empresas responsáveis clientes. A empresa procura, pela edificação da Refinaria do Nordeste constantemente, oferecer soluções dife- – Abreu e Lima – RNEST –, da Petrobras, renciadas e promover todo o suporte para construindo e montando tanques que irão o melhor desempenho das companhias suprir metade da necessidade de armaze- que utilizam seus produtos. namento do empreendimento. Um exemplo é o trabalho desenvolvi- Serão 61 tanques, cujos diâmetros do junto à Tomé Engenharia. A empresa nominais variam entre 3 e 63 metros e altu- iniciou suas atividades em 1973 e, atu- ras nominais, entre 5 e 15 metros. As insta-
- 13. ABRIL Nº 13 2010 13 Ao lado do cliente lações serão destinadas ao armazenamento trodo revestido, a menor produtividade de derivados, resíduos, produtos químicos, deve-se ao fato de este ser um processo dreneiros, óleos e diversos tipos de água. manual, com relativa baixa taxa de deposi- Para sua construção e montagem, do ponto ção e ciclo de trabalho. Já o processo Arco de vista de soldagem, estima-se que serão Submerso, apesar de sua mecanização e necessários cerca de 50,5 quilômetros de alta taxa de deposição, mostrou-se inferior solda, com uma quantidade total aproxima- ao processo arame tubular mecanizado. da de 81 toneladas de metal depositado. Isso se deve ao longo tempo necessário para montagem e preparação do equipa- Cálculos e testes mento de arco submerso, reduzindo sig- A parceria da ESAB compreendeu nificativamente o ciclo de trabalho deste. desde o cálculo estimativo de consumo de Em se tratando do processo arame tubular consumíveis de soldagem de cada junta da mecanizado, o menor tempo de montagem obra até a sugestão de Especificações de e preparação, aliado à possibilidade do uso Procedimento de Soldagem (EPS) e trei- de mais de um equipamento por junta si- namento prático das soluções em termos multaneamente, permite um ciclo de traba- de consumíveis, equipamentos e sistemas lho significativamente maior em relação aos mecanizados de soldagem. No Centro demais processos avaliados, resultando de Desenvolvimento de Processos ESAB em uma maior produtividade. (Process Centre), em conjunto com a equi- Em meio às várias possibilidades de jun- pe da Tomé Engenharia, todas as possibi- tas e geometria de chanfros levantadas no lidades de juntas, geometria de chanfros e trabalho em parceria entre Tomé Engenharia parâmetros de soldagem foram compara- e ESAB, as configurações aprovadas via si- das via testes práticos de solda. mulação e testes práticos e seus detalhes Com base nos resultados obtidos e em constam na Figura 1. simulações, realizou-se uma análise entre os processos eletrodo revestido, arco sub- merso – utilizando-se o Tankwelder, equi- pamento ESAB específico para a soldagem Tabela I: Comparativo de processos em custo e produtividade de tanques – e arame tubular mecanizado. Retificadores Tank welder Rail Track Comparativo dos processos Unidade (SMAW) (SAW) (FCAW) A Tabela I apresenta os resultados obtidos para produtividade e custos totais por me- Número de máquinas un 100% 13% 33% tro de solda, estimados tendo como refe- Produtividade dos processos m/h 100% 176% 422% rência o processo por eletrodo revestido Tempo estimado para soldagem h 100% 57% 24% de cada metro (100%) para as soldas horizontais e verti- Número de horas trabalhadas por ano h/ano 100% 100% 100% cais dos costados dos tanques. Custos totais por metro $/m 100% 261% 91% No que se refere ao processo por ele- Chanfro K simétrico Chanfro X Chanfro meio V Chanfro em V OK Backing Pipe 9 OK Backing Concave 12H OK Backing Concave 13 Figura 1: Juntas e backings testados e aprovados para soldagem vertical e horizontal de tanques
- 14. 14 ABRIL Nº 13 2010 Ao lado do cliente Tabela II: Metais de base do projeto e respectivos consumíveis aplicados Metal de Base Metal de Adição Classificação ASTM A 240 Tp 439 Shield Bright 309L ASME SFA/AWS A5.22 E309LT1-1 ASTM A 283 Gr. C Dual Shield 7100 LH ASME SFA/AWS A5.20 ASTM A 36 Dual Shield 7100 LH E71T-1C(M)/ E71T-9C(M) A solução completa oferecida ao clien- equipamento Railtrac FW1000 (Trator com- te pela ESAB corresponde a arames tubu- pacto e motorizado), associados ao uso de lares selecionados de acordo com o metal backings cerâmicos OK. de base (conforme mostrado na Tabela II) e O alto ciclo de trabalho aliado ao bom aspecto dos cordões fez do Railtrac FW1000 a solução perfeita para a aplica- ção, minimizando a demanda por solda- dores com grande habilidade e reduzindo prazos e custos com formação e capacita- ção de pessoal. A aplicação de backings cerâmicos OK foi um fator que contribuiu significativa- mente para uma maior produtividade. Eles proporcionaram raízes com ótima aparên- cia, sem necessidade de remoção de con- trassolda, fazendo com que a soldagem ficasse ainda mais produtiva. É importante salientar que, para a seleção das juntas, buscou-se também minimizar o “embica- mento” e empeno das chapas. Aprovação Frente a estes resultados, a Tomé En- genharia optou pela solução proposta pela ESAB e, além dos consumíveis e equipa- mentos já citados, houve a aquisição tam- bém de equipamentos e periféricos como a LAI 550 (fonte de energia MIG/MAG), Miggytrac 1500 (trator compacto utilizado para soldagem MIG/MAG e arame tubular), Origofeed 304 P4 (Alimentadores de arame para soldagem semiautomática em servi- ços de produção média e pesada), além de outros periféricos e acessórios. Outro fator determinante para o sucesso deste projeto refere-se ao suporte técnico da ESAB no processo de início da obra. Técni- cos da ESAB treinaram a equipe da Tomé Engenharia, capacitando-a para a aplicação do processo de soldagem selecionado. Sempre com o foco no cliente, a ESAB seguirá com essa parceria até o fim das obras, previsto para 2012, e também em futuros projetos.
- 15. ABRIL Nº 13 2010 15 Foco no cliente Atendimento de alto nível C ada vez mais preocupada com Abrangência a excelência no atendimento de A atuação do Customer Care abrange seus clientes, a ESAB vem bus- interfaces com todas as equipes da América cando ampliar seus canais de do Sul, presentes no Brasil, Argentina, Chile, comunicação e disponibilizar uma equipe Panamá e Colômbia. Objetivando respostas de profissionais altamente qualificados para rápidas e precisas, a estrutura do Customer dar suporte aos clientes antes, durante e Care América do Sul também conta com após a compra de seus produtos. interfaces existentes no grupo ESAB, pre- Esta equipe é o Customer Care, um depar- sente nos cinco continentes, onde a troca tamento criado para atender aos clientes, de informações é chave para soluções serviços autorizados e equipes internas, forne- eficazes. cendo soluções de alto nível e suporte rápido e eficaz para torná-los cada vez mais compe- Equipe titivos em seus negócios. O foco do Customer A equipe é formada por engenheiros Care ESAB é estreitar o relacionamento e, e técnicos para fornecer soluções que como consequência, fidelizar clientes através efetivamente agreguem valor ao negócio da satisfação com serviços e produtos. do cliente e funcionar como um canal de
- 16. 16 ABRIL Nº 13 2010 Foco no cliente Garantia – Caso necessite realizar algum serviço em seu equipamento dentro do período de garantia, o cliente deve pro- curar um dos Serviços Autorizados ESAB (SAEs), onde ele encontrará uma equipe técnica capacitada e sempre disponível para a realização do atendimento. Ao soli- citar peças para este tipo de serviço, os SAEs enviam ao PA um Relatório de Serviço Técnico, cujos dados são compila- dos e minuciosamente analisados, gerando ações de melhoria nos produtos, os quais são acompanhados até um ano depois da implantação da melhoria. Treinamento e Educação – O PA Treinamento e Educação programa, orga- niza e realiza treinamentos para que cada profissional ESAB seja capacitado, cons- tantemente atualizado e esteja sempre apto a oferecer um atendimento de qualidade e comunicação cliente-ESAB sempre dispo- soluções eficazes aos clientes. nível e com grande facilidade de acesso. Standard & Automation – Este ponto Estrutura de atendimento é responsável pelo suporte O Customer Care é estruturado em técnico ao cliente em campo, e também cinco Pontos de Atendimento (PAs): Help pela solução de dúvidas técnicas via telefo- Desk, Peças de Reposição, Garantia, ne e e-mail. Sempre que necessário, o PA Treinamento e Educação e Standard & Standard & Automation realiza testes e Automation. simulações em laboratório, fornece suporte e treinamento em entregas técnicas de Help Desk – Neste ponto de aten- equipamentos no cliente e revisa os manu- dimento acontece o primeiro contato do ais de instrução dos equipamentos. cliente com a ESAB. Os clientes têm suas demandas ouvidas, registradas e, a partir Desafios daí, são geradas ações para tratar cada Durante 2010, o Customer Care irá solicitação. Quando necessário, é feito o ampliar ainda mais a estrutura dos serviços, redirecionamento da solicitação para outro através de sistemas informatizados para departamento ou PA, sempre com acom- atendimento e também da gestão de aten- panhamento até a conclusão do atendi- dimentos dos SAEs. mento, garantindo o envio rápido e eficaz Também é meta realizar os vários trei- da solução ao cliente. namentos técnicos e comerciais já progra- mados, objetivando tornar a equipe ESAB Peças de Reposição – Para garantir cada vez mais capacitada para suportar que os clientes tenham todo o suporte soluções e esclarecer dúvidas dos clientes. necessário na compra de peças de repo- sição para seus equipamentos ESAB, este PA os auxilia na identificação de compo- nentes e códigos das peças. Além disso, lá também são realizados, em conjunto com Entre em contato com o a Logística, estudos para definição de esto- ques e melhoria contínua no atendimento Customer Care pelo e-mail de peças de reposição, objetivando agilizar faleconosco@esab.com.br a entrega das peças aos clientes.
- 17. ABRIL Nº 13 2010 17 Foco no cliente Novas embalagens asseguram qualidade do produto e adequação à sustentabilidade A tenção às necessidades dos clientes e, ainda, adoção de processos e produtos ambien- talmente adequados são pre- missas da ESAB, empresa certificada globalmente pelas normas ISO 9001 e 14001, relativas à Qualidade e ao Meio Ambiente, respectivamente. Neste senti- do, alterações recentes em embalagens foram realizadas, com bons resultados. Para muitos clientes, tambores Marathon Pac™ para MIG/MAG e FCAW são fundamentais para maximizar a efi- ciência e qualidade de produção. Isso porque o Marathon Pac™ pode reduzir o tempo gasto nas trocas de bobinas e manutenções em quase 95%. A técnica especial de enrolamento utilizada durante a embalagem assegu- ra que o arame nunca estará torcido ou empenado, propiciando soldas bem posicionadas e perfeitamente alinhadas. Também em função da técnica especial, o processo de desenrolamento do tambor é automático, não sendo necessário equi- pamento de desbobinamento e nenhuma força adicional, como no caso de um tradicional carretel rotativo. Isso se traduz em uma menor taxa de desgaste para o alimentador de arame. Ainda seguindo a diretriz ambiental da ESAB, as embalagens dos equipamentos Reciclável foram alteradas. Antes, elas eram com- O Marathon Pac™ segue também, postas de polionda, plástico alveolar for- a tendência de adequação à respon- mado por duas lâminas planas unidas por sabilidade ambiental: sua embalagem, nervuras longitudinais. Os materiais foram composta de tambores de papelão octo- progressivamente substituídos por emba- gonais classificados como Resíduos Não lagens em papelão, recicláveis, e classi- Perigosos Classe II, é totalmente reci- ficadas como Resíduos Não Perigosos clável. Ela pode também ser redobrada Classe II. Atualmente, 100% das emba- após o uso, economizando espaço de lagens dos novos equipamentos de solda armazenamento. são feitas em papelão.
- 18. 18 ABRIL Nº 13 2010 Evento 28ª Feira Internacional da Mecânica Cristiano Borges Departamento de Marketing ESAB Brasil Como principal destaque para o evento teremos o pré-lançamento de um inversor multi-processo e multi-tensão de 400A. O equipamento, que terá o nome revelado somente durante o evento, pro- mete revolucionar o mercado de solda- gem. Dividindo as luzes com este novo inversor teremos a fonte MIG/MAG, tam- bém inversora e multi-tensão, AristoMig 5001i MultiVoltage. O equipamento, apre- sentado como pré-lançamento na Feimafe 2009, estará presente e disponível para demonstrações, mostrando suas inúme- ras funcionalidades, utilizado em conjunto com o painel de controle U82. Apresentaremos também novidades em automatização de soldagem e o novo equipamento para corte automatizado CNC, a Combirex, um sistema extrema- Estande na 27ª Feira Internacional da Mecânica, em 2008 mente eficiente e focado em cortes de alta performance e baixo custo. R ealizada desde 1959, aconte- Presente também como pré-lança- ce em São Paulo, de 11 a 15 mento na Feimafe 2009, a linha ESAB de de maio, a Feira Internacional acessórios e EPIs para soldagem e corte da Mecânica. Em sua 28ª edi- será apresentada aos clientes. Oficialmen- ção, a Mecânica apresentará máquinas te lançada no segundo semestre de 2009, para trabalhar metal, plástico, borracha e a ampla linha de produtos será apresenta- outros, além de ferramentas e uma série da ao público. Proteção visual, respirató- de outros equipamentos direcionados ria, vestimentas de segurança, acessórios tanto para as áreas de produção quanto e muito mais. para manutenção da indústria. Para a Sempre atenta às necessidades do edição 2010, são esperados cerca de mercado, a ESAB contará em seu estan- 1.960 expositores de mais de 35 países de com uma área exclusivamente dedica- e público de 116 mil pessoas vindo de 40 da aos clientes do segmento Oil & Gás. países diferentes. Os técnicos ESAB apresentarão soluções Como principal fornecedor de produ- para as mais diversas necessidades em tos para soldagem e corte para o merca- soldagem para este segmento. do sulamericano, a ESAB conta com uma longa história de participações no evento e estará presente na edição 2010 num amplo estande de 176 m². Durante os cin- Visite o estande da ESAB: co dias da feira, serão apresentados ao esquina das ruas A e P. público os principais lançamentos e pré- Nossa equipe está pronta lançamentos de produtos previstos para o para recebê-lo. ano de 2010.
- 19. ABRIL Nº 13 2010 19 Evento Troca de conhecimentos teóricos e práticos no Consolda 2009 N o período de 26 a 29 de outu- dos diversos temas relativos a processos bro de 2009, foi realizado o de soldagem, metalurgia e comportamen- XXXV Congresso Nacional de to dos materiais, projetos e fabricação de Soldagem. O evento, orga- estrutura soldadas, física da soldagem, nizado pela Associação Brasileira de automação e robótica, dentre outros. Soldagem, contou com a ESAB como A ESAB, preocupada com pesquisa e patrocinador. desenvolvimento, participou de diversos No primeiro dia de evento, a ESAB, trabalhos técnico-científicos, fornecendo mostrando a sua força e conhecimento insumos para sua realização e também no segmento de Óleo e Gás, realizou desenvolvendo e publicando trabalhos, uma palestra sobre Soldagem de Aços como “Caracterização de Juntas de Tubos Resistentes a Fluência que veio ao encon- Inoxidáveis Supermartensíticos Soldados tro das necessidades do mercado brasi- com Consumíveis Superduplex 2509” e leiro e despertou interesse do público. “Soldagem de Estruturas Pesadas de Aço No decorrer do evento, foram discuti- Inoxidável Ferrítico”. Ronaldo Cardoso Junior, da ESAB Brasil, durante apresentação no Consolda
- 20. 20 ABRIL Nº 13 2010 Evento Etapa paulista da Olimpíada do Conhecimento Régis Filho E m novembro de 2009, a ESAB A etapa de São Paulo teve concorrentes apoiou em São Paulo um dos em 45 áreas de formação profissional, algu- mais vibrantes e significativos mas das quais específicas para portadores eventos voltados ao estímulo da de deficiências físicas. As provas foram formação profissional no Brasil, organizado realizadas no Pavilhão de Exposições do pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Anhembi, um dos maiores e mais impor- Industrial (Senai): a etapa paulista da tantes da capital paulista, entre 9 e 12 de Olimpíada do Conhecimento, que classifi- novembro. Durante os quatro dias, os con- cou concorrentes para a sexta edição dessa correntes, somados a milhares de outros competição em nível nacional, realizada no estudantes de escolas públicas e privadas, período de 9 a 14 de março de 2010, no Rio emprestaram àquele recinto, normalmente de Janeiro. A fase nacional da Olimpíada do dedicado a feiras de negócios, uma aura Conhecimento aconteceu juntamente com marcadamente juvenil. Havia muito entu- a competição continental America Skills, siasmo e curiosidade sobre as tecnologias que reuniu jovens de outros países das três empregadas na indústria, mas, principal- Américas e teve caráter classificatório para mente, interesse pelos caminhos profissio- o torneio mundial WorldSkills, marcado para nais que elas podem abrir. Um estande da 2011, em Londres, na Inglaterra. ESAB, localizado junto à área em que foram
- 21. ABRIL Nº 13 2010 21 Evento realizadas as provas de Soldagem, foi bas- valorizar as ocupações industriais. “Num tante procurado pelos jovens visitantes. país que tem a tradição de considerar que A ESAB forneceu todos os principais equi- as ocupações da manufatura, as atividades pamentos utilizados nas provas que envolve- de ordem manual, são para ‘os filhos dos ram atividades de soldagem. Ao todo, foram outros’, esta competição tem o papel extra- cedidas 48 máquinas, a maior parte utilizada ordinário de valorizar o trabalho. E mostra pelos competidores da área de Soldagem: que a riqueza por meio do trabalho traz cinco nas provas de Caldeiraria, e as demais, dignidade para aquele que trabalha”. nas atividades de Manufatura Integrada. “A Ele destacou também o significado da empresa disponibilizou também todos os participação de empresas detentoras de consumíveis empregados pelos alunos na tecnologias utilizadas na vanguarda da pro- competição, e quantidades adequadas de dução industrial, como a ESAB, no apoio ao spray antirrespingo. Além disso, ofereceu processo de formação profissional do país, 140 cortinas, usadas na proteção dos boxes o que, a seu ver, qualifica e amplia a com- de solda, as mangueiras para os gases, petitividade industrial brasileira. “Em todas cabos, cabos porta eletrodo e tochas TIG as áreas, observamos a participação das e MIG-MAG”, informou Valdemir de Oliveira indústrias dentro das oficinas e dos labo- Primo, coordenador da Área de Soldagem, ratórios do Senai, apoiando o trabalho de do Senai-SP, ele próprio um ex-aluno que, formação profissional. A grande vantagem no final da década de 1980 e início dos anos do Senai em relação a outras instituições é 1990, participou de forma vitoriosa dos tor- exatamente essa relação estreita entre os neios nacionais e internacionais de formação meios de produção e os meios de formação profissional que precederam a Olimpíada do profissional”. Conhecimento. Segundo o educador, as empresas com- preendem muito bem o seu papel na dinâ- O significado mica da formação profissional para o país. Qual é exatamente a importância de “A indústria sabe que não precisa ir à nossa um evento em que estudantes de cursos ‘cozinha’ fazer o molho, mas ela é exigente, Consumíveis ESAB foram utilizados profissionalizantes competem para mostrar tem que continuar a exigir que nós – do Senai nas provas conhecimentos e habilidades? O presidente e do Sesi – façamos aquilo que precisa ser da Federação das Indústrias do Estado de feito, de modo bem feito: a formação de mão São Paulo (Fiesp), Paulo Skaf, disse acreditar de obra capacitada, de profissionais com as que a educação seja, em última análise, um habilidades e as competências necessárias. caminho para o crescimento. Sem poder E os trabalhadores têm se revelado um comparecer à sessão de encerramento, Skaf fator decisivo nesse processo de abertura enviou mensagem aos concorrentes, subli- do mercado brasileiro e da competição que nhando que, durante toda a competição, nossas empresas enfrentam com organiza- os estudantes deram provas de dedicação, ções internacionais”. garra e talento, e acabaram por demons- trar “que a educação é um instrumento de Empenho transformação social e de mudança”. Como “Trata-se de uma ideia espetacular, entidade que congrega as indústrias paulis- levada a cabo aqui no Brasil pelo Senai, e, tas, a Fiesp responde pela administração do no mundo, pela World Skills International”, Senai e do Sesi no Estado de São Paulo, afirma Marcos Cezar Pontes, o primeiro assim como outras entidades regionais astronauta brasileiro a executar uma missão industriais cuidam dessas organizações em espacial e ‘embaixador mundial’ da World seus respectivos Estados, e a Confederação Skills. Ele prossegue: “Vejo a Olimpíada do Nacional da Indústria (CNI) responde pela Conhecimento como uma iniciativa muito coordenação das atividades do Senai e do interessante porque incentiva os jovens a Sesi no plano federal. se aperfeiçoar, a fazer cada vez melhor e No entender de Walter Vicioni Gonçalves, a aprimorar as suas capacidades. E, além diretor regional do Senai e superintendente de tudo, o ambiente é bastante acolhedor; do Sesi de São Paulo, a Olimpíada do sabemos que há competição, mas perce- Conhecimento é muito importante para bemos que há cooperação também”.
- 22. 22 ABRIL Nº 13 2010 Evento O astronauta concorda que sua profis- na formação dos jovens profissionais, pois Fotos: Régis Filho são seja altamente especializada e requer os estudantes são levados a trabalhar em muito empenho pessoal e determinação, equipe, aprendem a liderar e a ter con- mas vê uma correlação entre o seu tra- fiança neles mesmos. E mais: adquirem balho e aqueles feitos pelos profissionais autoestima e desenvolvem outros atributos qualificados da indústria. “Digo sempre que complementam o ensino profissional aos jovens: o negócio não é desenvolver a propriamente dito. competência profissional, mas, também, ter Pontes ressalta ainda o papel de empre- a capacidade, como ser humano, de sus- sas como a ESAB para o êxito da Olimpíada tentar a competência profissional desen- do Conhecimento. “Os jovens ficam numa volvida. E a atitude é fundamental no que espécie de vitrine para as empresas. Eu fui diz respeito ao aperfeiçoamento. Devemos aluno do Sesi e do Senai e, do meu ponto buscar sempre um pouquinho a mais e ser de vista, a possibilidade de participar de otimistas, acreditando que será possível. uma competição desse tipo – com toda essa É preciso cultivar a postura de vencedor e qualificação em termos de ambiente e dos pensar: ‘se eu treinar um pouco mais, vou equipamentos – é uma grande oportunidade conseguir me superar’. É disso que estou para esses jovens. Veja quantas empresas falando: não se trata de superar os outros, estão por aqui. Elas estão observando os mas de superar a si próprio”. Ele entende seus futuros colaboradores. Creio que, em também que competições como a Olimpí- todos os sentidos, isso é muito bom para os ada do Conhecimento são muito positivas jovens, para as empresas e para o Brasil”. Provas complexas testam a capacidade dos alunos A Olimpíada do Conhecimento é um ma e mais complexa etapa. Há pesos dife- evento planejado com meses de antece- renciados para cada tipo de prova, sendo a dência e envolve um grande conjunto de prática a que tem maior peso. detalhes. No caso da etapa paulista, o Senai- SP preparou toda a montagem do evento, Exigência com uma equipe de apoio constituída por A prova prática na área de soldagem docentes das próprias escolas do Senai de demonstra bem o grau de exigência da todo o Estado de São Paulo. A participação competição. Pediu-se aos competidores das empresas é considerada fundamental, que soldassem corpos de prova, chapas e em especial, porque muitas delas – como fez tubos, em todas as posições e em vários a ESAB na área da soldagem – colocaram processos: eletrodo revestido, MAG, arame equipamentos, ferramentas e instrumentos tubular e TIG. “Essas peças são ensaiadas de primeira linha à disposição dos alunos visualmente e dimensionalmente. São tam- para que realizassem as provas. bém realizados ensaios de dobramento e de Foram quatro dias de provas práti- radiografia”, explica o coordenador Valdemir cas. Mas, antes de colocarem “a mão na de Oliveira Primo. massa”, os alunos concorrentes fizeram No passo seguinte, foi determinado aos uma prova de qualidades pessoais, em que alunos que executassem um vaso de pres- foram avaliadas as suas habilidades inte- são – uma peça de dimensões maiores, lectuais, tais como capacidade de pesqui- totalmente vedada –, em que foram obriga- sa, aplicação de conhecimentos anteriores, dos a empregar vários processos de solda- raciocínio lógico e precisão. Depois, foram gem, de acordo com o estudo da simbologia submetidos a uma prova teórica, em que de solda. Na terceira fase, cada concorrente foram colocados diante de 20 situações- executou uma peça em alumínio, com sol- problema para as quais deveriam selecionar dagem no processo TIG. No quarto e último a alternativa correta. A prova prática é a últi- estágio, foi determinado que executassem
- 23. ABRIL Nº 13 2010 23 Evento OS VENCEDORES Área de Soldagem 3° lugar – Vantony Luís dos Santos Melo, da Escola Senai 1° lugar – Wellington dos Santos, da Escola Senai Mário Hessel Horácio Cherkassky, de Cubatão. Henrique Simonsen/Piracicaba. 2° lugar – Matheus Breis, da Escola Senai Professor João Área de Manufatura Integrada (equipes) Baptista Salles da Silva/Americana. 1° lugar – Eliana Rodrigues Martins, Jofre Bezerra Félis e 3° lugar – Diogo Yoshiaki Sunamoto, da Escola Senai Luiz Takashi Onishi, da Escola Senai Roberto Simonsen/São Eulálio de Bueno Vidigal Filho/Suzano. Paulo. 2° lugar – Matheus Artioli Leandrin, Eduardo da Silva Área de Caldeiraria Pinto e Ícaro Alves Fasseira, da Escola Senai João Martins 1° lugar – Alisson Gomes, da Escola Senai Mariano Ferraz, Coube/Bauru. da capital. 3° lugar – Luan Cardoso dos Santos, André Pìcon 2° lugar – Flávio Ferreira dos Santos, da Escola Senai Félix Maranho e Everton Tavares Amorim de Lima, da Escola Guizard, de Taubaté. Senai Shunji Nishimura/Pompéia. uma peça em aço inoxidável, também sol- à limpeza final do material. Nos quatro dias dada no processo TIG. de provas práticas, cada aluno trabalha seis O que exatamente será pedido na prova horas por dia. é uma surpresa para o aluno. “Cada con- Há uma sequência para a realização de corrente recebe o desenho, juntamente às todas as atividades programadas, porque peças cortadas e preparadas. Ele tem uma as primeiras peças executadas passam por hora e meia, aproximadamente, para fazer ensaios radiográfico, visual e de dobramen- o estudo do projeto de modo a entender to. “A radiografia, por exemplo, não é feita o que a prova pede. A partir daí, é com no Senai, e, sim, em uma indústria externa. ele”, informa o coordenador. Cada aluno O laudo é emitido por uma empresa que deve fazer a interpretação do desenho e da não tem qualquer participação ou interesse simbologia de solda, a montagem de todos na competição. E a empresa tem um dia os conjuntos solicitados e a soldagem pro- para fazer todos os ensaios e nos devolver”, priamente dita, sem esquecer de proceder conclui Valdemir.
- 24. 24 ABRIL Nº 13 2010 Entrevista Oportunidades no horizonte do mercado de Óleo e Gás Henídio Queiroz Jorge, gerente de Implementação de Empreendimentos para Exploração e Produção e Transporte Marítimo da Petrobras, fala sobre a exploração a camada pré-sal e as perspectivas para todos os segmentos envolvidos Geraldo Falcão/Banco de Imagens Petrobras Navio-plataforma FPSO Cidade de São Vicente operando no campo de Tupi na Bacia de Santos M uitos desafios, com expec- do mercado para as empresas e profissio- tativas promissoras: esse é nais de soldagem. O momento, assim, é de o cenário do mercado de avaliação das novas exigências e, principal- óleo e gás do Brasil, com o mente, de desenvolvimento de produtos e início das atividades na chamada camada processos, bem como de qualificação de pré-sal, localizada no litoral do país, entre os mão de obra especializada. Estados do Espírito Santo e Bahia. Testes A Revista Solução conversou sobre o estão sendo realizados na área de Tupi, cenário e suas consequências com o geren- na bacia de Santos, e o petróleo do local te de Implementação de Empreendimentos já está sendo refinado. A Petrobras estima para Exploração e Produção e Transporte que, no fim de 2010, o projeto piloto da Marítimo, da Área de Engenharia da área entre em produção, gerando 100 mil Petrobras, Henídio Qureiroz Jorge. Confira. barris diários. Marco para o país, a exploração da A camada pré-sal é considerada um camada pré-sal exige novas tecnologias, marco para a exploração de petróleo estruturas industriais e uma série de outras e gás natural no país. Explique sobre demandas. Como resultado do investimen- essa camada e o histórico de sua des- to em infraestrutura, haverá um crescimento coberta.
- 25. ABRIL Nº 13 2010 25 Entrevista Tabaruna/BIP A descoberta de petróleo e gás em pré-sal são de dobrar esta produção em grandes volumes abaixo de uma camada apenas 10 anos, chegando a um total, em de sal que chega a 2 mil metros de profun- 2020, considerando os volumes do pós-sal didade, pela primeira vez no mundo, é um e do pré-sal, de cerca de 4 milhões de bar- feito marcante não apenas para o Brasil, mas ris por dia, o que representa cerca de 5% da para a indústria global de petróleo. A história produção mundial de hoje. da formação do pré-sal está relacionada à separação dos continentes sul-americano e A exploração é economicamente viá- africano, ocorrida há mais de 100 milhões vel? Quais são os principais desafios? de anos, que formou uma imensa rachadura, Tanto é viável que a Petrobras já está paralela ao atual litoral brasileiro. A rachadura produzindo petróleo em dois poços no pré- foi aumentando e a deposição de matéria sal e já está em processo de contratação orgânica sob rocha e sal deu origem ao petró- de plataformas para os projetos definitivos leo que agora foi encontrado a mais de 5 mil de produção no pré-sal. Pioneira no mundo metros de profundidade de água e solo. Os na tecnologia de produção de petróleo em primeiros indícios de petróleo e gás na área água profundas, a Petrobras dispõe de foram encontrados em 2005, a primeira des- tecnologias capazes de produzir econo- coberta foi em 2006, e iniciamos a produção micamente o petróleo e o gás natural já no pré-sal em 2008 no mar do Espírito Santo, encontrados e que forem descobertos nas no Campo de Jubarte. Em maio de 2009, área do pré-sal, que se estendem por, prati- começamos a produção em teste de longa camente, todas as bacias submersas. Entre duração na área de Tupi, na Bacia de Santos, o Espírito Santo e Santa Catarina, porém, a Camadas geológicas: oceano, e já estamos refinando petróleo destas áreas. camada, com cerca de 800 km de exten- pós-sal, camada de sal e pré-sal são, é mais larga, chegando a 200 km. Qual o volume estimado de óleo até o momento? E qual a expectativa em O que as descobertas significam relação à produção de gás natural? para a Petrobras? As descobertas já realizadas ainda Somente com as áreas que já tem sob estão em fase de avaliação. Entretanto, os contrato no pré-sal, a Petrobras vai dobrar testes preliminares, realizados em quatro de tamanho, e o país vai se colocar em áreas do pré-sal (três na Bacia de Santos e um novo patamar na economia e na geo- uma na Bacia de Campos) permitiram pre- política mundial. Estamos numa posição ver volumes recuperáveis entre 10,6 bilhões privilegiada. O Brasil tem grandes reservas, e 16 bilhões de barris equivalentes – BOE alta tecnologia em petróleo, base industrial (petróleo e gás), o que dobraria as reservas diversificada, grande mercado consumidor brasileiras de petróleo e gás, que são de 15 e estabilidade institucional e jurídica. Isso bilhões de barris de petróleo e gás. Até o não ocorre com os países com muitas final do ano, entrará em produção o projeto reservas que, em geral, têm pouca tec- piloto da área de Tupi, na Bacia de Santos, nologia, reduzida base industrial, conflitos com 100 mil barris diários. O Plano de regionais e instabilidade institucional. Já os Negócios da Companhia estabelece como países com grandes mercados consumido- metas diárias de produção nas áreas do res têm, de forma geral, poucas reservas, pré-sal os seguintes volumes de petróleo e alta tecnologia, grande base industrial e gás em barris de óleo equivalente: 219 mil estabilidade institucional. barris em 2013, cerca de 582 mil barris em 2015, passando para 1.336.000 barris em E para o Brasil, quais são as pers- 2017 e atingindo 1.815.000 em 2020. pectivas de desenvolvimento advindas da exploração do pré-sal? Quanto representa esse potencial As descobertas no pré-sal fortalecerão em nível mundial? nossa economia, vão melhorar a percepção A Petrobras produz hoje cerca de 2 de risco do país, possibilitarão a criação e milhões de barris de petróleo por dia, resul- o desenvolvimento de tecnologia de ponta, tado dos seus 56 anos de existência. As consolidando a liderança off-shore do país. expectativas de volumes recuperáveis do Contaremos com mais recursos para saúde,
- 26. 26 ABRIL Nº 13 2010 Entrevista Roberto Rosa / Banco de Imagens Petrobras educação, habitação, inovação e pesquisa Quais são o papel e importância da tecnológica e infraestrutura, além da gera- atividade de soldagem para a indústria ção de emprego e renda. Neste sentido, do petróleo? foram encaminhados projetos de lei ao A soldagem é um dos principais pro- Congresso Nacional, alguns já aprovados cessos fabris relacionados à industria do e outros em tramitação, com o objetivo de petróleo. Por ser considerado um processo adequar a nova situação do setor petróleo especial, exige o controle de seus parâme- brasileiro, visando exatamente garantir que tros, antes, durante e após a sua execução. os recursos obtidos com a produção de A indústria do petróleo está passando por petróleo das novas descobertas sejam prio- uma fase de grandes desafios, representa- ritariamente aplicados no desenvolvimento dos, entre outros aspectos, por novos tipos econômico e social do país, em melhoria de óleo, novas temperaturas de proces- das condições de vida do nosso povo, com samento, altas profundidades e elevadas oportunidades de emprego e renda. pressões. Esse novo cenário requer que equipamentos e tubulações sejam projeta- Como está a capacidade instalada dos e construídos com utilização de mate- da indústria para atender às demandas riais que resistam a essas novas condições que vão surgir a partir da operação? operacionais. Os materiais utilizados nessas Com a política industrial que está sendo soluções são geralmente de menor solda- desenhada pela Petrobras, focada no incen- bilidade, requerendo assim maior domínio tivo à nacionalização, desenvolveremos no técnico sobre três importantes aspectos país uma enorme cadeia produtiva, capaz da soldagem: metalurgia, processos de de suprir as necessidades de equipamentos soldagem e normas de projeto, construção e serviços de engenharia para atender às e montagem. necessidades do setor petróleo no Brasil e Amostra do óleo extraído pelo navio de para exportação. Qual o recado que a Petrobras pode produção FPSO P-34, no campo de Jubarte, dar aos profissionais e empresas do na Bacia do Espírito Santo A operação envolve toda uma cadeia setor de soldagem? produtiva e obras diversas, como cons- Com o crescimento dos investimentos trução de plataformas, gasodutos e em infraestrutura que o Brasil assistiu nos outros projetos. Como estão esses pla- últimos anos, o mercado especializado em nejamentos? soldagem se ampliou consideravelmente, O objetivo é produzir no país tudo o o que nos permite afirmar que a soldagem que for possível. Para isso, a Petrobras vem constitui hoje uma excelente oportunidade de se articulando com a indústria nacional e entrada no mercado de trabalho para profis- procurando empresas internacionais produ- sionais de diferentes níveis de escolaridade toras de bens e serviços para o setor, visan- e formação acadêmica. Nos últimos anos do incentivar a instalação de fábricas no foram criados, por várias universidades, em Brasil. As atividades do pré-sal constituem diferentes regiões do país, cursos de pós- uma oportunidade para a consolidação da graduação em Engenharia de Soldagem, indústria nacional de forma competitiva e fator que poderá dar grande impulso e for- em bases sustentáveis. Esses investimen- talecer este importante segmento industrial. tos estimularão o desenvolvimento de toda O mercado de trabalho brasileiro apresenta uma cadeia produtiva de alta tecnologia uma forte deficiência na oferta de mão de para atender às sofisticadas soluções tec- obra especializada em soldagem, em todos nológicas necessárias à exploração das os níveis profissionais: soldadores, encarre- jazidas do pré-sal. Com a intensificação da gados, inspetores, técnicos e engenheiros demanda por bens e serviços, o Programa de soldagem. A fim de minimizar essa carên- de Mobilização da Indústria do Petróleo cia, mais especificamente de soldadores, a (Prominp), uma parceria entre Petrobras, indústria da construção está voltando sua Governo e centros formadores de mão de atenção ao uso de processos de soldagem obra, ampliará sua abrangência, envolvendo mecanizados, automatizados e até robotiza- também a iniciativa privada, centros de pes- dos; assim, a falta desse profissional pode quisas, universidades e fornecedores. ser amenizada.
- 27. ABRIL Nº 13 2010 27
- 28. 28 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos GMH – Sistema seguidor de junta automático Tradução da Svetsaren, revista da ESAB Global O seguidor de junta GMH, um Aplicações sistema robusto e fácil de usar • Construção naval (painéis, sub-compo- em soldas automáticas, é for- nentes). mado pelos cursores motori- • Geração de energia (torres eólicas, cal- zados da ESAB e pelo sensor de contato deiras e vasos de pressão). especialmente desenhado para aplicações • Componentes de infraestruturas (vigas, de soldagem. pontes). O sistema GMH minimiza os reparos • Veículos fora de estrada (escavadeiras, e ajustes após a soldagem, pois garante caminhões articulados). o posicionamento ideal do arco elétrico durante o processo. A qualidade de toda O GMH está disponível junta é mantida sem que o operador pre- em três versões: cise se concentrar no posicionamento da • Com o painel de controle frontal: adequado cabeça de soldagem. Assim, permite-se para Tratores A2 / A6 e para carro sobre viga que ele se concentre em outros dispositi- A2 / A6 da ESAB. Soluções automáticas com GMH vos do sistema de soldagem, reservatório pequenas distâncias entre a cabeça de solda- de fluxo e rolo de arame, evitando a inter- gem e a caixa de controle GMH; assim, o ope- rupção da produção. rador possui uma boa visão da junta de solda e da cabeça de soldagem sem se mover. Conteúdo do sistema • Com controle remoto (sem painel frontal): A cabeça de soldagem é montada sobre adequado para Colunas Manipuladoras e para um cursor motorizado duplo, no qual ela grandes instalações automáticas com gran- pode ser movida para cima e para baixo, des distâncias entre a cabeça de soldagem e para a esquerda e a direita. O sensor é a a caixa de controle GMH; assim, o operador parte mais importante do sistema, forne- deve se deslocar, a fim de obter uma boa cendo informações sobre como ajustar os visão da junta de solda. cursores para manter o arco na posição ideal. • Sem o painel de controle e sem o controle Existem sensores mecânicos de contato para remoto: adequado para soluções personali- variadas aplicações, e sensores indutivos zadas, em que o controle remoto do próprio também podem ser utilizados. cliente é adaptado para a caixa de controle do GMH. Operação O operador usa o controle para guiar a cabeça de soldagem e o sensor mecânico de toque na posição correta. Nenhuma Principais características programação é necessária. A unidade é • Fácil de usar, não é necessária pro- ajustada no modo de rastreio e já se pode gramação. iniciar a soldagem. • Robusto. O GMH tem capacidade de seguir juntas • Flexível, com um controle remoto. curvas para realização da soldagem auto- • Períodos curtos de montagem. mática, a partir do momento em que estas • Conveniente para o operador. estão dentro do intervalo de trabalho dos • Minimiza os erros do operador. cursores motorizados utilizados.
- 29. ABRIL Nº 13 2010 29 Lançamentos Novos alimentadores AristoFeed Marco Aurélio Alves Ferreira Engenharia de Produto ESAB Brasil A linha de produtos Aristo da a cada aplicação, utilização de até 10 posi- ESAB destina-se a clientes ções de memória dos parâmetros de sol- que desejam alto padrão de dagem mais utilizados, soldagem no modo desempenho e soldabilidade pulsado totalmente digital, entre outros. em seus processos produtivos. Neste cenário, a ESAB apresenta a nova linha AristoFeed 3004 M0 de alimentadores de arame AristoFeed, Nesta versão, o cliente deve utilizar o que podem ser utilizados com as já alimentador em conjunto com os contro- consagradas fontes de energia MIG Aris- ladores de soldagem AristoPendant U82 toPower 460 e AristoMig 5001i MultiVol- ou AristoPendant U82 Plus. Assim, além tage, oferecido em duas versões: das vantagens citadas para o alimen- tador com painel U6, torna-se possível AristoFeed 3004 U6 a soldagem no modo SuperPulse, com Ideal para o cliente que deseja moder- possibilidade de eliminação quase total nizar seus processos de soldagem com a dos respingos de solda, além da utiliza- inclusão de linhas de sinergismo adequadas ção de até 255 posições de memória, integração com o sistema de monitora- mento online de soldagem WeldPoint, integração com sistemas de soldagem robotizadas, entre outros.
- 30. 30 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos Novos produtos para o mercado Pipeline V Humberto Pacelle isando a atender à crescen- em soldagem fora de posição. ArcForce, Engenharia de Produto te demanda para o mercado elevado ciclo de trabalho, carro para des- ESAB Brasil de construção e reparação de locamento, display voltímetro/amperíme- tubulações, a ESAB disponibili- tro e possibilidade de ajuste por controle Marco Aurélio Alves Ferreira za uma solução completa de equipamen- remoto são importantes características Engenharia de Produto tos e consumíveis. Trata-se das máquinas oferecidas pelo equipamento agregando ESAB Brasil Origo Arc 468t, Origo Arc 250 edw e dos valor e controle ao processo produtivo. eletrodos OK Pipeweld Plus. João Guilherme Ferreira Origo Arc 250 edw Consultor Técnico Origo Arc 468t Buscando atender à necessidade de ESAB Brasil Desenvolvida em substituição à LHI mobilidade e versatilidade do segmento, a 425 Pipeweld, a OrigoArc 468t inova ESAB apresenta a nova motossoldadora em design e desempenho. Com exce- Origo Arc 250 edw. É a solução com- lente soldabilidade, utilizando eletrodos pleta para trabalhos em que não existe celulósicos em baixas correntes, a Origo disponibilidade de rede elétrica e há a Arc 468t é referência em trabalhos de necessidade de performance avançada passe de raiz em tubulações e também de soldagem. Robusto e funcional, o novo Painel de Origo Arc 250 edw
- 31. ABRIL Nº 13 2010 31 Lançamentos equipamento é a combinação de alta quali- dade de soldagem CC e 7kW de potência elétrica, disponível em tomadas de 110, 220 e 380V para trabalhos auxiliares. A nova motossoldadora ESAB dispõe de um motor Honda, é movida a gasolina e possui grande autonomia de trabalho através de um dispo- sitivo que economiza combustível. Pipeweld Plus Complementando a Solução ESAB em construção e reparação de dutos, também está sendo lançada a nova linha de eletro- dos Pipeweld Plus. Esta linha de eletrodos é composta pelo Pipeweld 6010 Plus, destina- Origo Arc 468t do ao uso no passe de raiz, Pipeweld 7010 Plus, Pipeweld 8010 Plus e Pipeweld 9010 Plus, aplicados aos passes de enchimento/ acabamento, atendendo aos requisitos da norma AWS 5.5 na classificação E XX10-P1, garantindo altos valores de tenacidade em temperaturas até -30ºC. Além das vantagens das propriedades mecânicas superiores, a nova linha também traz benefícios para os soldadores: • Facilidade para aplicação no passe de raiz através de um arco elétrico potente, que garante alta penetração e excelente controle do arco. • Melhor estabilidade do arco elétrico e maior controle da poça de fusão. • Melhor perfil do cordão de solda, pro- porcionando um melhor acabamento do cordão de solda. Origo Arc 250 edw
- 32. 32 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos Linha de produtos para o segmento Naval & Offshore Marco Aurélio Alves Ferreira Engenharia de Produto ESAB Brasil Ronaldo Cardoso Junior Consultor Técnico ESAB Brasil T raduzindo as necessidades do perfeito com a já reconhecida linha de segmento naval e offshore em arames tubulares e sólidos. Trata-se de termos de soluções robustas uma linha completa de equipamentos e e eficientes, a ESAB lança consumíveis. novos equipamentos, formando um par Equipamentos Os equipamentos OrigoMig propor- cionam arcos de excelente característica e ótima estabilidade, utilizando como gás de proteção tanto CO2 quanto mistura. Possuem indicador digital para os parâ- metros de tensão e corrente de solda, proteção contra superaquecimento ou fator de trabalho excessivo. Além disso, apresentam rodas e rodízio de diâmetro adequado a qualquer tipo de piso. Uma outra importante característica que permite elevada produtividade são os elevados ciclos de trabalhos: • OrigoTM Mig 408T: 300A @ 100% - 400A @ 60% • OrigoTM Mig 558T: 400A @ 100% - 550A @ 60% A versão pulsada promove elevado desempenho na soldagem de chapas finas, aços inoxidáveis e alumínio nas posições vertical e sobrecabeça. Consumíveis A gama de consumíveis atende à demanda de soldagem de todas as ligas presentes no segmento naval e offshore. São arames tubulares e arames sólidos de alto desempenho que se destacam pela ótima soldabilidade e atendem aos mais restritos requisitos impostos pelo segmento. Além disso, esses consumí- veis possuem todas as homologações OrigoTM Mig 558t requeridas.
- 33. ABRIL Nº 13 2010 33 Lançamentos OK Aristorod 12.50: evolução e qualidade no segmento automotivo Roberto Luiz de Souza Consultor Técnico ESAB Brasil A indústria automobilística ou de transportes ainda possui no pro- cesso de soldagem MAG, aliado aos arames sólidos cobreados, o seu principal processo de soldagem ao arco elétrico. Tendo em vista que esta indústria possui a fabricação seriada como método vital de sobrevivência, e que o mercado altamente competitivo cobra, dia após dia, custos cada vez menores com maior produtividade, essa indústria visualizou no processo MAG com arames sólidos cobreados um processo de soldagem versátil, de fácil aquisição e opera- ção, ideal para aplicações robotizadas e ou semiautomáticas. O processo MAG de soldagem ao arco elétrico é, sem dúvida, o mais empregado hoje na indústria de transportes – lembrando que se A figura (A) mostra o tracionador de arame, após utilização do arame OK fala em processos de soldagem ao arco elétri- Aristorod 12.50, livre de descamação de cobre co, excluindo-se soldagem a ponto, projeção, costura ou laser. Mesmo com o crescimento das aplicações dos processos arame tubular e SAW, aproximadamente 90% das aplicações de soldagem ao arco elétrico são realizadas através do processo MAG, tendo como prin- cipal consumível o arame sólido cobreado em processos semiautomaticos ou robotizados. Desde o desenvolvimento do processo de soldagem MIG/MAG, em 1948, pelo Batelle Memorial Institute, até os dias atuais, foram mais de seis décadas de muita inovação tec- nológica, principalmente no que diz respeito a fontes de energia e tipos de gases de proteção para este processo. Porém, houve pouco investimento tecnológico quanto ao processo de fabricação do arame sólido cobreado. OK Aristorod Com a criação do arame OK Aristorod, A figura (B) mostra o tracionador de arame, após utilização de um arame a ESAB dá um salto em alta tecnologia de cobreado comum, presença excessiva de limalha e descamação de cobre
- 34. 34 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos fabricação de arames sólidos para o proces- um acabamento diferenciado nas peças solda- so de soldagem MIG/MAG. Trata-se de um das (figuras 1 e 2). Os respingos que ocorrem arame diferenciado, que recebe um trata- durante a transferência metálica são minimiza- mento superficial inovador e único, chamado dos com a utilização do OK Aristorod 12.50 de ASC – Advanced Surface Characteristics e possuem tamanho menor. Dessa forma, – fazendo-o apresentar resultados surpreen- aderem com menos frequência a superfícies dentes, principalmente para aplicações robo- metálicas e a regiões próximas ao cordão de tizadas. soldagem (figuras 3 e 4). O arame OK Aristorod não possui cobre Figura 1: Componente em sua superfície: ao invés do material, o Dados estatísticos soldado com o arame arame recebe um processo de trefilação dife- Na página 35, são apresentados dois grá- OK Aristorod 12.50 (AWS renciada e um lubrificante especial para for- ficos que ilustram alguns dos resultados refe- A5.18 ER70S-6) necer o máximo de desempenho no que diz rentes à produtividade da célula de soldagem respeito a uma alimentação de arame suave, robotizada, levando em consideração o tem- constante, livre de oscilações e descamação po de parada x itens mais significativos para de cobre. O tratamento diferenciado, aliado à a célula de soldagem, como arame fundindo sua característica de fabricação, faz com que no bico de contato, arame vibrando e enros- o arame forneça um arco elétrico mais está- cando no bico de contato, falha na abertura vel e com menor nível de respingos, quando do arco elétrico e correção dos parâmetros comparado ao arame cobreado comum. de soldagem. Os resultados foram elaborados após avaliação de um mesmo período de pro- Aplicação prática dução de um arame cobreado comum e de Descreve-se uma aplicação de soldagem um arame livre de cobre na superfície, o OK Figura 2: Componente soldado com o arame sólido robotizada, na qual se consegue visualizar e Aristorod 12.50. Foi levado em consideração cobreado convencional mensurar alguns dos benefícios da utilização o consumo de aproximadamente 0,5 ton de (AWS A5.18 ER70S-6) do arame OK Aristorod 12.50 (AWS A5.18 arame. Dessa forma, foi possível visualizar as ER70S-6), em comparação com um arame vantagens do OK AristoRod 12.50, principal- cobreado comum, atendendo à mesma espe- mente em relação à produtividade, que foram cificação de norma (AWS A5.18 ER70S-6). atribuídas principalmente ao fato do arame A soldagem foi realizada em um eixo tra- não conter cobre na superfície e, por conse- seiro de um veículo leve, através do processo quência, não possuir o destacamento deste MAG robotizado, utilizando-se o arame OK cobre, o que provocaria entupimento dos Aristorod 12.50 em embalagens Marathon guias, conduíte e bico de contato, dificultando Pac de 120 kg. O arame foi consumido em a alimentação (“passagem”) do arame através três dias de produção, valendo-se de três dos consumíveis do sistema de tracionamen- turnos de trabalho, sendo que a soldagem to e tocha. Figura 3: Componente foi efetuada com os mesmos parâmetros de soldado com o arame OK Aristorod 12.50 (AWS soldagem. Conclusão A5.18 ER70S-6) O arame apresentou excelente desempe- Resultados nho em todos os itens avaliados, mostrando As figuras 1, 2, 3 e 4 mostram o acaba- resultados superiores em relação ao arame mento final de dois eixos traseiros de automó- cobreado, ou seja: redução de respingos; vel, um soldado com o arame OK Aristorod arco elétrico mais estável; e, principalmente, 12.50, e outro com um arame cobreado redução significativa do tempo de parada da convencional norma AWS A5.18 ER70S-6. célula de soldagem para correção de falhas. Verifica-se que o acabamento dos compo- Com a utilização do OK AristoRod 12.50, o nentes soldados com o arame OK Aristorod tempo improdutivo da célula foi reduzido em 12.50, em função de proporcionar um arco 84%, de 4h51 para 2h44, o que proporcio- elétrico mais estável e uma alimentação de nou um aumento real do período produtivo em arame constante e de pouco atrito, faz com 2h07 (equivalente a 4 dias de produção em que os respingos de soldagem inerentes ao três turnos). Ou seja, ao fim de um período de Figura 4: Componente soldado com o arame sólido processo MAG sejam minimizados. Sua maior 20 dias, teremos um acumulado de 10h35 a cobreado convencional estabilidade proporciona que o cordão de mais de produção, muito significativo quando (AWS A5.18 ER70S-6) soldagem fique mais linear e uniforme, criando se trata de produção seriada.
- 35. ABRIL Nº 13 2010 35 Lançamentos Controle de Paradas: Itens significativos para Soldagem Arame OK Aristorod 12.50 AWS A5.18 - ER70S-6 Período produtivo (96h) Período improdutivo utilizando OK Aristorod 12.50 (2h44) (Avaliação do tempo de parada da célula em Período improdutivo horas, após consumo de 500Kg de arame) Período produtivo Controle de Paradas: Itens significativos para Soldagem Arame cobreado comum AWS A5.18 - ER70S-6 Período produtivo (96h) Período improdutivo utilizando arame comum ER70S-6 (4h51) (Avaliação do tempo de parada da célula em Período improdutivo horas, após consumo de 500Kg de arame) Período produtivo Parâmetros utilizados Corrente “média” Tensão “média” Posições de Tipo de junta (A) (V) soldagem 200 27 1F/2F/3Fd Filete/Sobreposta Especificações do Arame Marca comercial Embalagem Diâmetro Peso Norma Classificação OK Aristorod 12.50 Marathon Pac 1,2mm 120Kg AWS A5.18 ER70S-6
- 36. 36 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos Soluções completas para soldagem de peças cilíndricas Pedro Muniz Gerente de Automatização e Corte CNC ESAB Brasil A ESAB continua incrementando estes sistemas permitem configurações de o número de sistemas para sol- tamanho desde 2x2 até 6x6 metros, con- dagem de corpos cilíndricos. forme Tabela I. Em 2010, a empresa traz novos equipamentos para o mercado. PEK Outro lançamento que incrementa as CAB soluções da ESAB é o novo controlador A linha de manipuladores de soldagem de soldagem para sistemas mecanizados tipo viga e coluna da ESAB fica completa GMAW e SAW, o PEK. Este novo controla- com o lançamento dos modelos CAB 300 dor oferece as seguintes vantagens: S, nos tamanhos 4x4 e 5x5 metros, e do modelo CAB 2200 BR, com 3x3 metros. • Menus de texto claros para um uso mais Junto ao renomado modelo CAB 460 BR, facilitado.
- 37. ABRIL Nº 13 2010 37 Lançamentos • Controle pela tecnologia CAN Bus. novo sistema de movimentação de cursores • Seleção de processo de soldagem. motorizados, o PAV. • Pré-regulação de todos os parâmetros de Tanto o PAV como o GMH são sistemas soldagem. que, em conjunto com o PEK e as Colunas • Memória para 255 conjuntos de todos os Manipuladoras CAB, incrementam as solu- parâmetros. ções ESAB para soldagem de corpos cilín- • Regulagem entre corrente constante (CA) dricos. ou velocidade de arame constante (CW). O sistema GMH, montado em uma • Visualização do Heat Input no visor digital. coluna, manipuladora permite o controle • Controle da movimentação dos motores preciso da posição da tocha em relação ao por encoders. chanfro e à altura do stick-out, garantindo • Porta USB para registro e transferência a qualidade da junta soldada ao longo de de dados. todo o comprimento, minimizando erros de • Gravação dos parâmetros de soldagem operação. usados diretamente em uma memória USB. • Transferência de dados para um PC/LAN. Viradores e consumíveis • Documentação de parâmetros de solda- Para completar a solução de equipa- gem usados em PC ou através de LAN com mentos para aplicação, a ESAB também WeldPoint™. lança a nova linha de viradores de corpos cilíndricos, com capacidade de 5 a 120 O PEK, em conjunto com as Novas Fon- toneladas. Os novos modelos podem ser tes de Soldagem LAF 1001 e LAF 1251, pode controlados pelo controlador ESAB PEK, ser usado com os já renomados alimentado- possibilitando maior nível de automação do res de arame A2 e A6, tanto na forma esta- processo de soldagem. Todos os modelos cionária em colunas manipuladoras como em usam rolos revestidos com poliuretano. sistema tipo trator de soldagem, os modelos A solução ESAB para soldagem de cor- ESAB A2T Multitrac e o A6T Mastertrac. Am- pos cilíndricos torna-se completa com a uti- bos os sistemas são aplicados na soldagem lização dos renomados consumíveis da em- de corpos cilíndricos, as colunas para solda- presa. Entre eles estão os arames tubulares, gem circunferênciais e longitudinais internas arames de arco submerso e fluxos aglome- e externas, enquanto os tratores são usados rados. A combinação do Arame ESAB OK com sucesso principalmente para a solda- Autrod 12.22 com o Fluxo ESAB OK Flux gem circunferencial interna. 10.71 vem sendo utilizada pelo mercado ao longo de muitos anos com sucesso e alcan- GMH e PAV çando os mais elevados níveis de qualidade Seguindo o mesmo conceito do novo da junta soldada com propriedades mecâ- controlador PEK, a ESAB também lança o nicas, permitindo a homologação nas mais novo sistema seguidor de junta, o GMH, e o renomadas classificadoras. Tabela I Curso Útil Horizontal (mts) Curso Útil Vertical (mm) 2 3 4 5 6 2 CAB 2200 CAB 2200 - - - 3 - CAB 2200 - - - CAB 300 4 - - CAB 460 CAB 460 CAB 460 CAB 300 5 - - CAB 460 CAB 460 CAB 460 6 - - CAB 460 CAB 460 CAB 460
- 38. 38 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos COMBIREX Solução completa ESAB de alta performance e versatilidade Pedro Muniz Gerente de Automatização e Corte CNC ESAB Brasil A nova COMBIREX é uma máqui- ao longo de toda a área de trabalho. na de corte, resultado de exten- Essas características mecânicas possi- sivas análises das necessida- bilitam os melhores resultados de qualidade, des do mercado. Uma solução produtividade e versatilidade no corte plasma de construção rígida, de fácil utilização e quando utilizando o sistema M3 da ESAB. custo-beneficio imbatível. O equipamento foi projetado para atender a todas as mais Processo M3 rigorosas normas internacionais, sendo um As sete décadas de experiência e o produto global com fabricação local. O pro- foco nas necessidades dos clientes são as jeto contempla uma solução completa de bases do sucesso dos sistemas de corte software, controle, processos e construção. da ESAB. Aliado ao desenvolvimento dos A COMBIREX também é capaz de alcançar processos térmicos de corte – Plasma, os melhores resultados de qualidade e pro- Oxicorte e Laser –, a ESAB desenvolveu dutividade de corte. O projeto compacto faz da máquina uma solução que requer espaços rela- tivamente pequenos para instalação. O projeto dos trilhos torna a operação de carregamento e descarregamento extre- mamente fácil. A flexibilidade de configurações do sis- tema permite a definição mais adequada para as diversas aplicações. A COMBIREX pode ser usada com plasma, oxicorte, ou ambos os processos de corte combi- nados com até quatro estações, sempre com precisão para alcançar os diferentes requerimentos de cada aplicação. O projeto modular torna a máquina extremamente flexível, com possibilidade de upgrade a qualquer momento. Todas as características estruturais do pórtico da nova COMBIREX estão de acor- do com as normas de qualidade da ESAB Cutting Systems. O sistema de movimen- tação transversal com dupla motorização e transmissão precisa, através do meca- nismo tipo pinhão e cremalheira, permite elevada precisão de posicionamento e repetibilidade com velocidade de até 20 mil mm/min. Os guias lineares, em conjunto com os motores AC sem escovas, garan- tem uma excelente precisão da máquina
- 39. ABRIL Nº 13 2010 39 Lançamentos uma linha completa de máquinas que com- uma funcionalidade de corte superior e pro- bina, de forma eficiente, altíssima qualidade dutividade em uma larga faixa de materiais e velocidade de corte. e espessuras, com o mínimo tempo de O sistema Plasma M3 da ESAB leva a ajuste, paradas e custo de consumíveis. produtividade do plasma a outro nível. Nenhum outro sistema oferece a precisão, Pela primeira vez, está disponível a a versatilidade e a eficiência do sistema capacidade de realizar corte e marcação de Plasma M3 da ESAB. forma fácil em um único sistema. Pode-se realizar, com uma única tocha, corte em alta CNC Vision velocidade e baixo custo com plasma con- A solução de corte de precisão torna-se vencional (Production), cortes de qualidade completa com a utilização do novo contro- com precisão (Quality), marcação plasma lador CNC Vision 51. O produto oferece e corte com alta corrente em materiais excepcional controle de posicionamento, espessos. agregando confiabilidade à solução forne- O processo Plasma M3 produz uma cida pela ESAB para alcançar excelente consistente face superior do corte, com performance e produtividade em diversas mínima escória de corte, necessitando de aplicações. mínimo retrabalho de limpeza após o corte. A ESAB estabeleceu um novo padrão de Columbus projeto de tochas de corte plasma, que De forma a complementar a solução de permite alcançar resultados de corte e mar- corte, a ESAB dispõe do software avançado cação em uma vasta variedade de materiais de programação Columbus, que otimiza a e espessuras, usando o menor número programação de corte e permite atingir os de peças consumíveis. Tudo apresentando melhores resultados.
- 40. 40 ABRIL Nº 13 2010 Lançamentos Dados Técnicos COMBIREX Largura entre trilhos (mm) 3.500 / 4.000 Largura de corte (mm) 3.000 / 3.500 Largura total da máquina (mm) 4.925 / 5.425 Comprimento de corte (mm) Max. 18.000 Processos de corte Plasma e Oxicorte Número total de estações 4 Tecnologia plasma Plasma de precisão 200 A, 360 A, 450 A Plasma convencional 100 A , 150 A Espessura de corte Máx. 60mm Furação Máx. 50mm Número de estações Máx. 1 Tecnologia oxicorte Espessura de corte Máx. 200mm pela borda Furação Máx. 150mm Número de estações 1–4 Velocidade de 20.000 posicionamento (mm/min) Comprimento de máquina (mm) 1.670 Altura da máquina (mm) 1.935 Altura da bancada de corte (mm) 700 Alimentação elétrica 220 V, 60Hz Potência elétrica 2 KVA
- 41. ABRIL Nº 13 2010 41 Lançamentos Produtividade e qualidade para o revestimento (cladding) O processo de soldagem arco e espessura de 0,5 mm. submerso e eletroescória com A faixa de soldagem de revestimento fita é ideal para revestimento, requer uma fonte de energia com alta capa- pois garante elevada produti- cidade, sendo as fontes ESAB LAF 1250 vidade e baixa diluição, reduzindo a con- e LAF 1600 perfeitas para serem usadas taminação do metal depositado pelo metal em conjunto com o alimentador A6S Strip base. Esse fato conserva todas as pro- Cladding. Elas possibilitam uma boa esta- priedades do revestimento, como elevada bilidade de arco em baixa e alta tensão, resistência à corrosão. possuindo controle de tensão variável, que A linha ESAB conta com fluxos de sol- permite um ajuste preciso dos parâmetros dagem especialmente desenvolvidos para de soldagem. revestimento e uma gama completa de fitas de aços inoxidáveis e ligas de níquel. Seguindo o mesmo padrão construtivo dos equipamentos ESAB destinados à soldagem por arco submerso, para a apli- cação de soldagem com fitas é oferecido o alimentador A6S SAW Strip Cladding Head, que trabalha com correntes de até 1500A a 100% do ciclo e possibilita a uti- lização de fitas com largura de 30-100mm
- 42. 42 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global Aplicações práticas da tecnologia ESAB para revestimento em fita Gabrielle Gallazzi ESAB Itália Solveig Rigdal e Martin Kubenka ESAB AB Gotemburgo, Suécia O revestimento em fita em aço inoxidável é uma maneira flexí- vel e econômica de aplicar uma camada protetora resistente a corrosão em aços carbono de baixa liga para trabalho sob carga. Os revestimentos em fita são, portanto, frequentemente utili- zados na produção de componentes para as indústrias químicas, petroquímicas e nucleares. Este artigo relata dois métodos de revestimentos em tiras e descreve suas aplicações em dois grandes fabricantes Ita- lianos – Sices e Ansaldo Camozzi. Os dois sistemas mais produtivos para revestir grandes componentes sujeitos a corrosão ou desgaste são revestimento a arco submerso e revestimento por eletroes- cória utilizando fita. Os dois processos são caracterizados por uma elevada taxa de deposição e baixa diluição e são adequa- dos para o revestimento de objetos planos e curvos, como chapas para tubo trocador de calor e vasos de pressão. A soldagem a arco submerso (SAW) é frequentemen- te utilizada, mas, se for necessária maior produtividade e se as taxas de diluição são restritas, recomenda-se a soldagem por ele- troescória (ESW). Revestimentos em fita a SAW O conhecido método SAW tem sido am- plamente utilizado com fita desde meados dos anos 1960. Uma fita, normalmente de 60 mm x 0,5 mm ou 90 mm x 0,5 mm, é utilizada como eletrodo (geralmente positivo), e um arco elétrico é formado entre a fita e a peça de trabalho. O fluxo é utilizado para formar uma escória fundida com o objetivo de proteger a poça de fusão da atmosfera e contribuir para formar um cordão de solda de Figura 1: Princípios do revestimento em tiras por eletroescória superfície lisa.
- 43. ABRIL Nº 13 2010 43 ESAB Global Revestimento em (em torno de 1000-1250 A com fita de 60 mm fita por ESW de largura, correspondendo a 33-42 A/ mm2). O revestimento com fita pelo processo • Fluxos especialmente desenvolvidos para eletroescória, que é um aperfeiçoamento do alta produtividade podem ser empregados revestimento com fita pelo processo SAW, em soldagem com amperagem superior a rapidamente se estabeleceu como um pro- 2000 A, o que corresponde a uma densida- cesso confiável de alta taxa de deposição. O de de corrente em torno de 70 mm2. revestimento pelo processo ESW baseia-se • Aumento da velocidade de soldagem no aquecimento por resistência ôhmica em (50%-200% maior), resultando em uma uma camada superficial de escória eletro- maior cobertura da área em m2/h. condutiva líquida. O calor gerado pela poça • Aporte térmico similar. de escória líquida funde a superfície do mate- • Baixo consumo de fluxo (em torno 0,4-0,5 rial base e a ponta da fita, que é mergulhada kg//kg de tiras). na escória e no fluxo. A penetração é menor • A taxa de solidificação do metal de solda para o ESW do que para SAW, já que não por ESW é menor, o que melhora a desga- existe arco entre o eletrodo e o material de seificação, reduzindo a porosidade. Óxidos base. podem flutuar mais facilmente na poça de Em comparação com o revestimento a fusão; o metal de revestimento é mais lim- SAW, a condutividade elétrica da escória po, do ponto de vista metalúrgico, e portanto fundida deve ser muito maior, para evitar for- menos sensível a trincas e a corrosão. mação do arco, o que perturba o processo. A composição do fluxo de soldagem influen- Aplicações práticas no cia a condutividade, o tempo de solidifica- processo industrial ção e a viscosidade da escória fundida. Os Para uma ótima produtividade em re- fluxos para o revestimento em fita por ESW vestimentos de solda, é importante ter uma são do tipo básico, com uma grande parce- alta taxa de deposição e baixa diluição com la de fluoretos. Para aumentar a velocida- o material base. O revestimento com fita a de de revestimento em correspondência às arco submerso tem sido amplamente utili- elevadas correntes de solda, é necessária zado há muitos anos para o revestimento de a utilização de fluxos, que produzem uma grandes áreas. No entanto, a técnica do re- escória com maior condutividade elétrica e vestimento em fitas por eletroescória está se menor viscosidade. A temperatura da poça estabelecendo na indústria de soldagem. de escória é em torno dos 2300°C e, já que Aqui, destacamos dois grandes grupos não é totalmente coberta com fluxo, ela emi- industriais do norte da Itália – Sices e An- te uma radiação infravermelha. A carga tér- saldo-Camozzi – com longa experiência em mica resultante faz com que seja necessário aplicações de revestimento em fita. o resfriamento com água das garras de con- tato. Devido às altas correntes transferidas, A Sices utiliza o novo Fluxo os cabeçots de solda para o revestimento OK Flux 10.14 da ESAB para em fita por ESW são mais robustos do que o revestimento em tiras por os cabeçotes para soldagem SAW. eletroescória A Sices SpA faz parte do grupo Sices, Características do ESW que é especializado em plantas industrais e Em comparação com o revestimento com projeto e fabricação de vasos de pressão, re- fita por arco submerso, o processo de revesti- atores, torres, trocadores de calor, tanque de mento por eletroescória apresenta as seguintes armazenamento e tubulações pré-fabricadas características: para indústrias químicas, petroquímica, de • Aumento da taxa de deposição de 60% energia e ecológica. A oficina, situada em para 80%. Lonate Ceppino (Varese), obteve todas as • Apenas metade da diluição do material qualificações importantes e Selos de Cer- base, devido à menor penetração (diluição tificações, incluindo o ISO 9001-2000, EN em torno de 10-15%). 729.2, Stamp ASME R, S, U, U2. • Menor tensão de arco (24-26 V). A ESAB lida com as empresas do • Maior amperagem e densidade da corrente grupo como um parceiro qualificado com
- 44. 44 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global Tabela I: Parâmetros típicos sugeridos para relação ao processo de soldagem e cor- deposição muito elevadas (até 450 mm/ AWS A5.9: EQ347 revestimento te, tanto como um fornecedor confiável min com fita de 60x0,5 mm), utilizando de camada única quanto como um promotor de novas alta potência. Com as populares fita de tecnologias e consumíveis. Alguns dos 60 mmx0,5 mm, podem ser utilizadas Corrente de soldagem (Is) = 2300 A objetivos mais importantes da ESAB correntes de soldagem de até 2.300A Tensão de soldagem (Us) = 25V sempre foram a pesquisa e o desenvol- (Tabela I). Os gerentes de Qualidade Velocidade de soldagem vimento de produtos e tecnologias que da Sices SpA ficaram imediatamente (Vs) = 410 mm/seg visam oferecer aos seus clientes um au- impressionados com o alto nível de de- s/o = 40 mm mento constante da produtividade, pro- sempenho do novo fluxo, que permite FH = 45 mm porcionando redução de custos, tanto uma taxa de deposição 20% maior do Fita OK Band 309LNb (S 23 12 L pela manutenção quanto pela melhora que qualquer outra oferecida pelos con- Nb) da qualidade do processo ou consumí- correntes. Testes de qualificação de pro- OK Flux 10.14 vel. Com este propósito em mente, a cesso de soldagem foram realizados de Aporte técnico (E) = 86 kJ/cm ESAB apresentou recentemente à Sices acordo com os códigos ASME IX, e os A/t= 1,3 m2/h SpA um novo fluxo de alta velocidade resultados obtidos confirmaram todas as para os revestimentos em fitas por ele- expectativas – com a vantagem de uma troescória. O OK Flux 10.14 da ESAB é qualidade superior. Os seguintes testes um fluxo básico projetado para uma úni- de qualificação foram realizados: ca camada, ou várias camadas de reves- • Controle Visual – dimensional. timento, em combinação com fita auste- • Teste de ultrassom. nítica Cr, Cr-Ni, Cr-Ni-Mo com taxas de • Teste com líquidos penetrantes. • Análise química. • Conteúdo de ferrita. • Testes de dobramento. • Teste de adesão do revestimento à peça. A oportunidade para testar em produ- ção o novo OK Flux 10.14 ESW da ESAB surgiu apenas alguns dias após os bem- sucedidos resultados do procedimento de qualificação, através da realização de um revestimento por ESW em um reator para uma planta de dessulfurização (Figu- ra 2). O reator foi projetado de acordo com o código VIII div. 1 da ASME e com os suplementos de acordo com as diretivas Figura 2: Reator de refinaria – planta de dessulfuração na Sices para desenvolvimento de Equipamentos de Pressão, PED 97/23/CE. O metal base para as partes inferiores e para a cober- Bico de tura é do tipo ASTM SA 387 Gr. 11 C12, Fita de Contato soldada através do processo SAW. Con- Alimentação sumíveis de soldagem empregados: OK Flux 10.62 ESAB + OK Autrod 13.10 SC (AWS A5.23 EB 2R). As dimensões do reator eram: 23.000 Escória Líquida mm (comprimento) - 3.650 mm (diâme- tro) - 75 mm (espessura) - 161.500 litros Escória Sólida (volume) - 160 toneladas (peso vazio) - 360 toneladas (peso bruto). A tempe- ratura mínima de projeto é de -30°C, en- quanto a temperatura em funcionamento é de 414°C (389°C em trabalho). O tes- te hidrostático foi de 89 bar, enquanto a pressão de trabalho será de 50 bar/f.v. O
- 45. ABRIL Nº 13 2010 45 ESAB Global material de preenchimento teve que satis- fazer o intervalo de ferrita de 3-8 antes e após PWHT. Seguindo as especificações do cliente, o revestimento foi realizado em duas camadas com os consumíveis ESAB: Arame OK Flux 10.14 + OK Band 309 LNb (AWS 30 mm A5.9 EQ309L Nb) OK Flux 10.14 + OK 60 mm Band 347 (AWS A5.9 EQ347) – Tabela II. 90 mm 120 mm Um exemplo significativo desta situação é mostrado na Tabela III com a análise reali- zada em uma única camada. 300 400 500 600 900 1000 1100 1500 1700 2100 As fontes de energia mais comuns são capazes de fornecer 1500-1600A em um ciclo de trabalho de 100% com fitas de 60 mmx0,5 mm. Figura 3: Taxa de deposição SAW As razões para escolher ESW ao invés de SAW são: • Menor penetração • Diluição reduzida • Maior produtividade As figuras 3 e 4 comparam a taxa de deposição dos processos padrões SAW e ESW utilizando o OK Flux 10.14 da ESAB. Mais uma vez, a ESAB atingiu os seus objetivos de qualidade, produtividade e eco- nomia de custo – os mesmos objetivos de- terminados pelo cliente. Posteriormente, um contrato foi assina- 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 do para o fornecimento de um moderno e sofisticado equipamento de revestimento Figura 4: Taxa de deposição ESW com dois cabeçotes. vision of Ansaldo, especialista na produção ANSALDO-CAMOZZI de componentes para a indústria nuclear. Produtora de Componentes Ansaldo (ex-Breda) tem sido ativa na pro- Nucleares e Telescópicos dução de caldeiras, turbinas e alternado- A Ansaldo-Camozzi foi criada após a res para usinas nucleares desde I960. Em aquisição pela Camozzi, um grupo indus- 1991, criou o “Centro Nuclear”, em Milão, trial da Brescia, da Special Components Di- com o acompanhamento da Special Com- Tabela II: Análise química do material de base e das tiras Materiais C Si Mn P S Cr Ni Material base P355N (StE355) 0,19 0,29 1,49 0,02 0,007 0,94 0,94 Grupo OK 309LNb S 23 12 L Nb 0,013 0,31 1,95 0,009 0,0005 23,92 12,49 Tabela III: Análise química da camada única de depósito de solda, incluindo % e ferrita, e os requisitos EM e ASME Depósito de Materiais C Si Mn P S Cr Ni Mo Nb N Ferrita Fluxo OK 10.14 + 0,055 0,45 1,94 0,013 0,003 18,37 9,82 0,02 0,55 0,023 4,8 Grupo OK 309LNb EN 1600: 8x%C <0,08 <1,2 <2,0 <0,03 <0,025 18 -21 9 -11 - - E 19 9 Nb 1,1 ASME II p.C 0,5 - 8x%C- <0,08 <0,9 <0,04 <0,03 18 -21 9 -11 <0,75 - SFA 5.4 : E347 2,5 1,0
- 46. 46 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global ponents Division, adquiridas em abril de 2001 pelo grupo Camozzi, criando assim a Ansaldo-Camozzi Energy Special Compo- nents SpA. Produção A Ansaldo-Camozzi se concentra na pro- dução de componentes para o setor nuclear e convencional e elementos para transporte e escoamento dos gases de escape de com- bustível nuclear e trocadores de calor para usinas nucleares. Eles também produzem grandes telescópios, cujas dimensões po- dem ser generosas. A Ansaldo-Camozzi foi a primeira em- Figura 5a e b: Revestimento por eletroescória com fita para um reator de refinaria na Sices presa fora dos EUA a obter o selo N e NTP ASME. A lista dos certificados ASME em conformidade com ASME III Division 1 é impressionante. É quase desnecessário dizer que também obtiveram a certificação ISO 9001 2000. Ao contrário, o ASME N3 é extremamente importante e diz respeito ao projeto e à fabricação de recipientes para Figura 6: Soldagem com abertura estreita de uma junta circunferencial. O arame de soldagem é alimentado com um tambor de 280 kg para evitar os custos de parada para a troca de carretel
- 47. ABRIL Nº 13 2010 47 ESAB Global exploração e transporte de combustível nu- clear exauridos. Isto obviamente implica que o fornecedor de materiais de soldagem tam- bém tem que ter os pré-requisitos de garan- tia de qualidade. A ESAB foi a primeira em- presa a obter o selo de certificação nuclear ASME, na Itália, pela produção de consumí- veis de soldagem e corte. Existem essencialmente dois tipos de materiais de base a serem soldados para a construção dos trocadores. Para a pro- teção externa, é um aço forjado de baixa liga, SA508 Classe 3A. Ele deve atender a um limite de resistência (LR) mínimo de 620 MPa e tenacidade ao impacto de 27 J a -29°C após 25 horas de tratamento térmico. As espessuras variam de 240 mm para o fundo principal para uma espessura progressivamente variável de 120 mm a 90 mm para o vaso que compõe a cobertura. Considerando-se as espessuras, todas as soldagens, tanto longitudinal quanto cir- Figura 7: Revestimento em Tiras a SAW de um componente trocador de calor cunferencial, são realizadas pelo processo SAW com vão estreito com um único arame ou em conjunto com a combinação arame/ fluxo de OK Flux 10.62/0K Autrod 13.40N ESAB. Neste caso, o condicionamento em grandes tambores foi particularmente apre- ciado: tambores de 280 kg de arames, cada um, permitindo o uso contínuo de todo o comprimento da soldagem, evitando caras paralisações para troca de arame (Figura 6). Anteriormente, 100 kg de bobinas foram utilizadas, o que já evitou três paralisações em comparação com o padrão de bobinas de 30 kg. As bobinas de 30 kg, no entanto, ainda são utilizadas na soldagem SAW cir- cunferencial de portas com equipamentos ESAB especialmente projetados. A camada de revestimento interno do trocador é em aço carbono e pode ter até 50 mm de espessura. A combinação SAW utilizada é OK Flux 10.62/OK Autrod 12.24. No revestimento de 640 mm dos tubos de preaquecimento, fo- ram feitos 25.000 furos, nos quais os tubos Figura 8: Trocador de calor concluído Inconel 690 foram soldados pelo processo TIG, sem material de enchimento. Além das juntas, há também algumas peças que pre- cisam da superfície revestida, pois estarão sujeitas a um ambiente corrosivo. O revesti- mento é realizado pelo processo SAW com um cabeçote para revestimento com fita de 60 mm x 0,5 mm. As combinações utilizadas
- 48. 48 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global são: OK Flux 10.05 com OK Band 309L na ou portões (diâmetro mínimo de 260 mm primeira camada, e OK Band 308L nas ca- / máximo de 1.350 mm). As estações, em madas seguintes (Figura 7). particular, são equipadas com uma interfa- Além disso, como indicado na Tabela IV, ce com um rolo posicionador para manter quantidades menores de eletrodos são uti- o mesmo nível de poça de fusão em todas lizadas em posições que são difíceis de se as posições. alcançar. Na parte externa das estruturas • Um sistema SAW e/ou eletroescória (cujo peso e dimensões são enormes), al- (ESW) composto de um cabeçote de re- guns olhais são instalados onde serão presos vestimento com uma tocha ESW 30-60 e aos equipamentos que farão seu içamento e dispositivo automático de orientação ver- deslocamento. Estes olhais são soldados uti- tical (stick-out constante), alimentado por lizando-se uma quantidade bastante grande um retificador 1600 A/46V a 100%. de OK Autrod 13.29 ESAB, com 1,20 mm • Um sistema tradicional de revestimento de diâmetro através do processo MIG, e será circunferencial a arco submerso com um ca- removido após a montagem final. beçote para as partes internas (faixa de 30 A produção é realizada de acordo com mm) capaz de revestir todos os portões e/ou a Divisão I das normas ASME III (grau nu- corpos cilíndricos com 340 mm de diâmetro clear). Tratamento térmico: em produção, interno até 2.500 mm de comprimento. é realizado a 610°C por 4h 30 minutos; e • Um equipamento de soldagem a arco para qualificações a 610°C por 25h. submerso em configuração tandem do tipo • Todas as soldagens na parte externa são DC AC HNG-T adequado para soldagem submetidas a 100% de testes radiográficos e de vasos cilíndricos de paredes muito es- ultrassônicos. As peças internas também são pessas (até 350 mm), com uma tecnologia inspecionadas através de radiografia e ultras- narrow-gap e dois passos para cada ca- som, dependendo da espessura. Testes de mada. O cabeçote de solda é equipada superfície são realizados por toda parte, com com duas tochas de lâmina reta isoladas, líquidos penetrantes e testes magnéticos. com um terminal articulado controlado por Testes de estanqueidade são realizados em um mecanismo cinemático específico. toda a tubulação/placa de soldagem utilizan- • Um dispositivo orientador automático, bi- do hélio. Finalmente, o teste de estanqueida- direcional, para a medição correta dos dois de é realizado a 215 bar, correspondendo a eixos de correção vertical e horizontal. 1,5 vezes a pressão de trabalho. Todos os metais depositados são duplamente verifica- A cooperação com a ESAB dos no que se refere às características mecâ- Superando essas condições de exi- nicas, propriedades de impacto e curvas de gência, a ESAB estabeleceu excelentes transição. Todas as peças de revestimento relações comerciais com a Sices e com passam por um teste de flexão. Nos últimos a Ansaldo-Camozzi. Ambas as empresas anos, a ESAB também forneceu a Ansaldo têm relatado e aprovado de maneira in- Camozzi um impressionante conjunto de dependente esta estreita relação de tra- equipamento de solda: balho, qualidade adequada ao esperado, • Três estações automáticas de soldagem excelente serviço e, em caso de qualquer a arco submerso para janelas de visita e/ problema, um suporte sempre disponível. Tabela IV: Consumo de metal de depósito Consumo de material de soldagem por um trocador de calor OK Band 309L Kg. 1000 OK Band 308L Kg. 1000 OK Flux 10.05 Kg. 2000 OK Autrod 13.40 Kg. 7000 OK Autrod 12.24 Kg. 1000 OK Flux 10.62 Kg. 8000
- 49. ABRIL Nº 13 2010 49
- 50. 50 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global Revestimento em fita Inconel por ESW – solução para a escassez de aço revestido para a Maritime Industrial Services, Dubai Sandish Salian ESAB Oriente Médio, Dubai, Emirados Árabes A escassez mundial de aço re- vestido de Inconel forçou a Maritime Industrial Services a pesquisar a possibilidade de um revestimento realizado dentro de suas próprias instalações para a SA 516 Gr. 70. A Soldagem por Eletroescória (ESW) pro- vou ser a forma mais produtiva para alcan- çar os padrões de composição do Inconel 625, dentro de duas camadas especifica- das pelo cliente. Bem estabelecida no Oriente Médio, com operações em Dubai, Arábia Saudi- ta, Kuwait e Catar, a Maritime Industrial Services Co. Ltd. (MIS) desfruta de uma reputação de longa data no setor de construções e serviços relacionados ao petróleo. A empresa fornece uma comple- ta gama de serviços de engenharia, com- pras, fabricação, construção, segurança, exploração e serviços de manutenção para indústrias de petróleo, gás, geração de energia, petroquímicas, marítimas e in- dústrias pesadas. O sucesso da MIS é realçado por uma carteira de pedidos que excedeu os $ 700 milhões em 2007 – mais que o dobro do valor de 2006 –, incluindo grandes contra- tos com empresas internacionais de perfu- ração para F&G projetado para superplata- formas M2 Jackup. A MIS está presente na Figura 1: Revestimento por ESW de uma camada protetora de Inconel 625 do casco de Bolsa de Valores de Oslo e possui cerca de uma embarcação para o projeto de dessalinização Katachanak 3.500 funcionários.
- 51. ABRIL Nº 13 2010 51 ESAB Global Revestimentos em fita Tabela I: Revestimento SAW com OK Flux 10.16/OK Band NiCrMo-3 por SAW ou por ESW? Conteúdo de Fe Em 2006, a MIS foi levada a conside- Teste Camada Espessura na superfície rar novas opções para superar a escas- sez mundial de aço revestido de Inconel, 1ª 3,2mm 15,93% 1 quando receberam um pedido para a fa- 1ª e 2ª 5,7mm 7,63% bricação de três navios do projeto de des- 1ª 4,0mm 21, 32% salinização Katachanak, no Cazaquistão. 2 1ª e 2ª 8,0mm 7,25% Os três navios – um estabilizador conden- sado de 1º e 2º estágios e um dessalini- zador/desgaseificador de 1º e 2º estágios – tinham várias dimensões, mas todos Tabela II: Revestimento ESW com eram feitos em aço SA 516 Gr.2 com uma OK Flux 10.11/OK Band NiCrMo-3 espessura de 36 mm, a serem produzidos Conteúdo de Fe na de acordo com os princípios de projeto Teste Camada Espessura superfície ASME Sec.VIII Div.1. Os revestimentos em fita por SAW e 1 1ª 4,9mm 9,05% por ESW foram as duas opções óbvias 2 1ª 4,3mm 10,41% para cobrir inteiramente o interior dos dois 1ª 4,0mm 11,91% navios, e uma parte do terceiro com uma 3 1ª e 2ª 8,0mm 3,28% camada protetora de Inconel 625. As es- 1ª 3,1mm 11,93% pecificações do cliente estipularam um 4 mínimo de duas camadas e um conteúdo 1ª e 2ª 6,2mm 5,15% máximo de Fe de 5% na solda do revesti- A Revista Svetsaren, edição 1/2007, página 7, fornece informações detalhadas sobre ambos mento da superfície e um máximo de 7% os processos de revestimentos SAW e ESW, juntamente com outros exemplos de aplicações na subcamada de 2 mm. Esta é a maior exigência dentro do setor petroquímico, abrangendo tanto o aquecimento quanto tiras por SAW nas duas camadas (Tabela a corrosão. I). Uma terceira camada seria necessária, Posteriormente, os dois métodos fo- mas envolveria um dispendioso tempo de ram julgados e testados pela MIS, auxilia- fabricação, além de material de solda em da pela ESAB com relação à seleção de maior quantidade e mais caro. Com o re- consumíveis e à escolha de parâmetros. vestimento por ESW, no entanto, foram Como a espessura do revestimento não encontrados parâmetros para cumprir com foi especificada, a MIS teve liberdade para os requisitos químicos em duas camadas chegar à composição final da maneira (Tabela II), devido à menor diluição com o mais econômica. material de origem. Os testes indicaram claramente que Com base no teste número 4, os parâ- não seria possível cumprir com os requi- metros de soldagem foram afinados e um sitos de Fe utilizando revestimentos em procedimento de soldagem para deposição Tabela III: Composição Química Inconel 625 (%) Liga Al C Cr Fe Mn Mo Nb Ni P S Si Ti 0,40 0,10 20,0 - 5,0 0,50 8,0 - 3,15 - 0,015 0,015 0,50 0,40 N06625 rem máx. máx. 23,0 máx. máx. 10,0 4,15 máx. máx. máx. máx. Tabela IV: Composição Química OK Band NiCrMo-3 (EN ISO 18274: B Ni6625 NiCr22Mo9Nb) C Si Mn Cr Ni Mo Fe Nb + Ta <0,10 <0,20 <0,50 20,0 – 23,0 >0,60 8,0 – 10,0 <2,0 3,15 – 4,15
- 52. 52 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global de solda da SA 516 Gr.70 (P1 Gr.2) foi cria- incluindo o topo curvo e o fechamento do e qualificado de acordo com as especifi- inferior, foram entregues ao cliente den- cações da ASME Sec. IX e do cliente. Além tro do prazo combinado. As Figuras 1 e disso, foram estabelecidos procedimentos 2 mostram exemplos do ESW durante o de soldagem para a restauração do reves- processo. timento de cordões, bocais e bocais de pequeno diâmetro, respectivamente com OK Flux 10.11 GMAW, GTAW e GMAW. O Fluxo OK 10.11 é um fluxo aglome- A espessura mínima do revestimento rado básico (basicidade: 5,4) para revesti- ESW foi fixada em 6 mm nas duas cama- mento em tiras por ESW. Ele possui baixa das. Parâmetros de solda: 1050-1180A, viscosidade e é ideal para revestimentos 24-25V, 19.8-21.9cm/min. Dimensões da com Ni, Cr e ligas austeníticas, devido ao fita do OK Band NiCrMo-3: 60 x 0.5mm. As seu excelente comportamento. O fluxo Tabelas III, IV e V mostram a composição permite o revestimento ESW em elevadas química, respectivamente, de Inconel 625, velocidades. OK Band NiCrMo-3 e do revestimento de solda obtido pela MIS. Agradecimentos Com o ESW, a MIS teve acesso a um Agradecemos ao Ramesh Kumar – En- método produtivo para o revestimento genheiro de Soldagem, ao Hassan Bader com Inconel 625, superando a escassez - Gerente da Divisão QC (Quality Control) e os longos prazos de entrega para aços e ao Mohsen El Sherif – Gerente Senior da revestidos por explosão. Os três navios, Divisão pela valiosa ajuda. Tabela V: Análise química do revestimento por solda ESW (%). Análise química do Inconel 625 a 3,5 mm da linha de fusão e 2,25 mm abaixo da superfície C Ni Cr Mo Fe 0,02 59 22 8,5 4,0 Figura 2: Operadores de revestimento em fita por ESW fazendo um Figura 3: Fechamento do topo de um navio. Observe a solda merecido intervalo perfeitamente plana com acabamento liso
- 53. ABRIL Nº 13 2010 53 ESAB Global Revestimento de válvulas para a indústria petroquímica Gabriele Gallazzi, ESAB SpA, Mesero, Itália Figura 1: Fita ou revestimento ESW de uma válvula ou esfera S empre que houver indústrias força as empresas a explorarem reservas químicas ou petroquímicas, de difícil extração, o petróleo bruto muitas serão necessários tubos e vál- vezes se enriquece de partículas estranhas vulas para transportar e con- e de impurezas, aumentando o desgaste trolar os fluxos de fluidos ou gases. Eles dos sistemas de transportes - em especial devem atender a requisitos específicos, das válvulas, geralmente os componentes tais como pressão, temperatura, resistên- mais críticos. Como resultado, a fabricação cia à corrosão e desgaste por abrasão. e a reparação de válvulas são uma indús- Enquanto a demanda mundial de petróleo tria em crescimento.
- 54. 54 ABRIL Nº 13 2010 ESAB Global com produção e com trabalho por contra- to. Algumas dessas empresas operam no mercado de ponta – equipadas com ferra- mentas e sistemas altamente eficientes e capazes de lidar com produções em larga escala. São empresas enxutas, cuja força motriz é a especialização, a qualidade e a produtividade. Oxy Welding Engineering “Snello è bello” (enxuta é melhor) é o lema da Oxy Welding Engineering SpA, com sede em Magnago, Itália. Com sete operadores de revestimento e oito estações de trabalho contínuo de solda- gem e revestimentos, é uma das poucas empresas capazes de cobrir esferas com um diâmetro de até 60 polegadas e um peso de até 15 toneladas, para as válvulas com uma porta de fluxo de 1,5 metros de largura. A empresa foi fundada em 2002 pelo Sr. Fabio Genone – um ex- distribuidor de materiais de soldagem e equipamentos para as indústrias de vál- vulas – quando a terceirização de reves- timentos teve seu início. A Oxy Welding Engineering focou no revestimento das esferas que compõem a parte móvel da válvula que, em rotação, permite ou inter- A natureza dos fluidos que passam rompe o fluxo. através das válvulas determina a seleção O Sr. Genoni explica a mudança na de materiais, que vão desde o aço inoxi- fabricação de válvulas utilizando o revesti- dável austenítico às ligas a base de níquel, mento: “A substituição de válvulas de aço como o Inconel. Durante a última década, inoxidável ou de Inconel por um corpo em o uso de materiais nobres para a fabri- aço carbono revestido com tais materiais cação de toda a válvula deu lugar a um não é decidida apenas por questões de mancal de carga fundido ou forjado em custo. Como o aço CMn é mais resistente, CMn com uma liga resistente. A qualidade isso evita o superdimensionamento, forja- do revestimento varia de acordo com a mento ou fundição de válvulas totalmente aplicação da válvula. No caso de válvulas inoxidáveis.” para o transporte de gás, a camada final Uma exigência normal é que o reves- é um aço inoxidável da categoria 316, timento atenda à composição química uma vez que está sujeita apenas à corro- necessária a uma profundidade de, no são, enquanto a camada final de Inconel mínimo, 3 mm. A camada final deve ter 625 é a escolha natural quando se trata uma sobre-espessura para proporcionar de petróleo misturado com areia, o que uma margem de segurança e permitir a provoca tanto o ataque químico quanto usinagem de uma peça perfeitamente a abrasão. esférica. Além disso, é necessário que se Cada vez mais, fabricantes de válvulas considere a deformação causada durante terceirizam os revestimentos para empre- o revestimento pela contração e pela sas com conhecimentos e equipamentos tensão do metal de solda. “Não existe especializados. Isso deu origem a um nenhum software mágico que possa cal- segmento industrial completamente novo, cular isso”, diz o Sr. Genoni. “Isto é pura de revestimento de superfície de válvula, experiência.”
- 55. ABRIL Nº 13 2010 55 ESAB Global Processos de revestimento Consumíveis Foram feitas escolhas cuidadosas para A combinação de fluxo/arame utilizada otimizar a produtividade dos processos no revestimento em tiras ESW com com- de revestimento. O processo MIG não é o posição final de 316L são as seguintes: mais produtivo para esta aplicação, mas • Camada única: OK Flux 10.10/0K 309 possui a vantagem de não exigir a aten- Band LMo. ção permanente do operador – o que lhe • Camada dupla: OK Flux 10.10/0K 309 permite operar outra estação simultanea- Band LM para o primeiro passo e Fluxo mente. Para a Oxy Welding Engineering, o OK 10.10/0K Band 316L para o segundo processo MIG se mostra econômico para passo. uma válvula de esfera de até aproxima- A combinação fluxo/arame utilizada damente 24 polegadas. Para diâmetros para revestimento em tiras ESW com com- maiores, o revestimento em tiras ESW é a posição final de Inconel 625 é: melhor escolha, mesmo que isso implique • Fluxo OK 10.11 / OK Band NiCrMo3. dedicação total do operador à máquina. Esta combinação garante os melhores Há uma considerável versatilidade e resultados em termos de análise e aparên- sinergia entre os operadores e sistemas. É cia superficial, tanto para a camada única comum um único operador supervisionar quanto para a camada dupla. duas ou mais estações de trabalho simul- Os arames MIG utilizados são: ESAB taneamente. Dependendo das dimensões OK Autrod 309LSi, OK Autrod 309LMo, OK e acessibilidade, a máquina mais adequada Autrod 316LSi e OK Autrod 19.82. O uso de ao trabalho é utilizada, ou seja, para cada embalagem Marathon Pac de 100 kg e 250 aplicação, o processo adotado é o que kg fornece um aumento importante do ciclo oferece a maior produtividade possível. O de trabalho nas aplicações automatizadas e nível de qualidade alcançado é totalmente robóticas. Além disso, a inovadora tecnolo- satisfatório, enquanto a produtividade é gia de superfície fosca aplicada pela ESAB maximizada, e os reparos, praticamente em arames de aço inoxidável proporciona nenhum. “A mesma lógica foi aplicada para uma efetiva estabilidade no processo. a robotização”, explica o Sr. Genoni. “Não A alta demanda de fabricantes de válvu- é necessário ter um grande lote para jus- las e empresas de engenharia tem levado a tificar o uso de um robô. Enquanto houver Oxy Welding Engineering a investigar cada horas de trabalho disponíveis, o processo uma das combinações de consumíveis uti- também será vantajoso para uma única lizadas, mediante a realização de testes peça de trabalho – especialmente quando complementares (por exemplo, testes de o esforço de programação é menor. O corrosão, microscopia para determinação da ciclo de revestimento começa à noite e, estrutura, de macro-dureza etc.), além dos na manhã seguinte, o trabalho está con- testes necessários para a qualificação do cluído!” procedimento de soldagem de acordo com Desde a sua criação, a Oxy Welding as normas da AWS, EM e API. Todos os tes- Engineering percebeu que as ferramentas tes ocorreram de maneira satisfatória. para o sucesso são produtos de quali- dade e alta produtividade. Nesta linha, a A cooperação com a empresa optou por sistemas automáticos ESAB avançados ou automatização e processos O suporte da ESAB é valioso para de alta produtividade, como o revestimento a Oxy Welding Engineering. A ESAB em fita por eletroescória – o processo de entende que as suas aplicações e revestimento mais produtivo disponível. necessidades especiais exigem um diá- Atualmente, há três sistemas ESW logo direto e uma relação próxima. da ESAB em funcionamento, cada um Isso resulta na oferta de um sofisticado consistindo em uma fonte de energia LAF equipamento de revestimento e mate- 1600 fornecendo 1500-1600A a 100% do rial de enchimento de alta qualidade, ciclo de trabalho, um cabeçote A6 para permitindo à Oxy Welding Engineering revestimento em tiras de 30-60mm e uma fazer pleno uso de seu profissionalismo unidade de controle PEH. e experiência.
- 56. 56 ABRIL Nº 13 2010 Segmentação Soldagem de Aços CrMo Ronaldo Cardoso Junior Consultor Técnico ESAB Brasil Resumo serão destacados, como tratamento térmi- Os aços CrMo são utilizados em diver- co, fragilização ao revenido e resistência à sos segmentos de mercado, em aplicações corrosão. No que diz respeito à soldabilida- de elevada resistência a fluência, como de desses materiais, será discutida a sele- equipamentos e estruturas que operam em ção dos processos e dos consumíveis de elevadas temperaturas. Atualmente, há uma soldagem, bem como a determinação dos gama de ligas sendo usadas no mercado. parâmetros do procedimento de soldagem. Alguns fatores importantes desses materiais Ainda com relação à soldabilidade, serão discutidos os defeitos comuns a que esses Propriedade Condição de Operação materiais são suscetíveis. Temperatura 540-750 °C Introdução Pressão 160-370 bar A resistência mecânica dos aços Tempo de vida 250000 h diminui com o aumento da temperatura σ 100.000h 100MPa devido à maior mobilidade das discordân- cias nessa condição. Sendo assim, em Tabela I: Exemplo de condição de serviço de um componente em uma planta de termo equipamentos ou estruturas que operam geração de energia [1] em elevadas temperaturas, torna-se claro o aumento da tendência à deformação irreversível que ocorre sob uma carga constante, definido como fluência, o que Economia de energia pode levar a falhas catastróficas. Dessa maneira, a propriedade de W líquido resistência à fluência possui um elevado W líquido interesse tecnológico e industrial, sendo utilizada como um importante parâmetro de seleção de materiais para equipamen- tos que operam em altas temperaturas e pressões, como caldeiras, trocadores r) de calor, reatores, tubulações de vapor, ba r( po dentre outros. Esses equipamentos estão va presentes em diversos segmentos indus- de o triais, com destaque para o de Óleo e Gás sã es e termo geração de energia (Tabela I). Pr O limite de resistência à fluência dos materiais é definido como a tensão de ruptura a uma determinada temperatura de trabalho e tempo de vida da estrutura. Por exemplo, considerando uma tempe- ratura de serviço de 500°C e um tempo Temperatura de Pressão (ºC) de 105 h, a tensão de ruptura do aço Figura 1: Aumento da eficiência de uma planta de termo geração de energia em função 16Mo3 (0,5%Mo) é de 100MPa [3]. da temperatura e pressão do vapor [3] Sabe-se que quanto maior a tempe-
- 57. ABRIL Nº 13 2010 57 Segmentação ratura e pressão do vapor nas turbinas de tempo de 105h e uma carga de 100MPa, uma planta de termo geração, maior será de diversos aços aplicados na indústria de a eficiência da mesma [2], assim como geração de energia. Observa-se o aumento apresentado na Figura 1. Selecionando- dessa temperatura para os aços CrMo fer- se a condição de 535°C/185bar como ríticos em função da evolução dos materiais referência, quando se aumenta a pressão [5]. Outro ponto de relevante importância é para 300bar (mantendo a temperatura a comparação entre aços CrMo ferríticos e constante), tem-se um aumento de 1,9% inoxidáveis austeníticos, em que se pode na eficiência. Já aumentando-se a tempe- observar uma elevada resistência a fluência ratura para 650°C, tem-se uma elevação dos últimos. Porém, eles não são preferidos de eficiência de 5,7%. Combinando um devido ao alto custo, ao elevado coeficiente aumento de temperatura e pressão para de expansão térmica e à baixa condutivida- 650°C/300bar, tem-se um aumento maior de de calor, o que os tornam susceptíveis à Tabela II: Tipos, classificação e de 8% na eficiência [3]. fadiga térmica, particularmente para seções composição química de alguns Não apenas por questões financeiras, espessas e quando a operação envolve aços CrMo mas também por questões ambientais, há frenquentes paradas [2,6,7]. C- 1,25%Cr- 2,25%Cr- 5%Cr- 9%Cr- 9%Cr- Tipo 0,5%Mo 0,5%Mo 1%Mo 0,5%Mo 1%Mo 1%MoVNb EN 16Mo3 13CrMo4-5 10CrMo9-10 12CrMo5 X11CrMo9-1 X10CrMoVNb9-1 ASTM/ASME T/P 1 T/P 11 T/P 22 T/P502 T/P 9 T/P 91 C (%) 0,12-0,20 0,10 - 0,17 0,08 - 0,15 máx. 0,15 0,08 - 0,15 0,08 - 0,12 Si (%) 0,15-0,35 0,10 - 0,35 0,15 - 0,40 máx. 0,50 0,25 - 1,00 0,20 - 0,50 Mn (%) 0,4-0,8 0,40 - 0,70 0,30 - 0,70 0,30 - 0,60 0,30 - 0,60 0,30 - 0,60 Cr (%) 0,70 - 1,10 2,00 - 2,50 4,00 - 6,00 8,0 - 10,0 8,00 - 9,50 Mo (%) 0,25 - 0,35 0,45 - 0,65 0,90 - 1,20 0,45 - 0,65 0,90 - 1,00 0,85 -1,05 V (%) - - - - - 0,18 - 0,25 Nb (%) - - - - - 0,06 - 0,10 uma corrida pelo aumento da eficiência do setor energético, que é o maior gerador de CO2 na atmosfera [2]. Consequentemente, buscam-se materiais, metais de base e consumíveis de soldagem que sejam resis- tentes a temperaturas e pressões cada vez maiores e, ao mesmo tempo, possu- am elevada resistência à corrosão e não tenham um custo alto. Sendo assim, materiais CrMo com maiores teores de Cr e Mo e com adições de outros elementos de liga como V, Nb, W, B, Ti, N vêm sendo desenvolvidos [4]. A Tabela II apresenta alguns exemplos de CrMo existentes, suas normas de classifica- ção e respectivas composições químicas. A Figura 2 apresenta uma comparação entre a temperatura de operação, para um Figura 2: Carga de ruptura de Temperatura máxima de operação (ºC), aços usados em estações de baseado na resistência média de ruptura geração de energia [5] sob tensão de 100 MPa por 100.000 h
- 58. 58 ABRIL Nº 13 2010 Segmentação Fatores importantes Simulado dos aços CrMo Tratamento térmico Dependendo da composição química do aço, tratamentos térmicos complexos Dureza, Hv(10Kgf) são requeridos para atingir as proprie- dades mecânicas necessárias. Como já mencionado, o tratamento térmico é um dos fatores que define tipos, tamanhos e estabilidade dos precipitados que têm papel fundamental no mecanismo de resistência à fluência. A norma ASTM A387 [8] define, por exemplo, que para os graus 91 e 911 deve ser realizada uma normalização entre 1040 e 1095°C e, posteriormente, um revenimento a uma temperatura mínima de 730°C. Simulado Para a junta soldada, não diferente do Temperatura de pico (ºC) metal de base, tratamentos térmicos pós- soldagem (TTPS) de revenimento também são requeridos. A temperatura e o tempo de encharque serão função da composi- ção química (que define Ac1) e espessura Figura 3: Medidas de dureza de Mecanismo de resistência do material. Nesse caso, o tratamento um aço 9Cr1Mo modificado sujeita à fluência dos aços CrMo também tem a função de aliviar a tensão a ciclos térmicos simulados antes e da junta soldada, reduzindo a dureza da depois de TTPS [9] A resistência à fluência de um mate- mesma, assim como apresentado na rial está relacionada à sua resistência Figura 3 [9], em que é possível observar mecânica e à maior facilidade ou não do a redução da dureza em função de ciclos movimento das discordâncias. O cromo de TTPS a 740°C por 8 e 24h para diver- e o molibdênio, quando adicionados ao sas temperaturas de pico simulando a aço, atuam nesses dois sentidos, pois ZTA de um aço ASTM A387 Gr. 91. aumentam a resistência mecânica por formação de solução sólida e dão origem Fragilização ao revenido a precipitados estáveis em elevadas tem- A fragilização ao revenido se refere peraturas. a uma queda na tenacidade quando Esses precipitados dificultam (tra- o material é exposto a uma faixa de vam) os contornos de grão, prevenindo temperatura entre 400 e 600°C [10]. o movimento dos planos de desliza- Aços carbono com teor de Mn inferior a mento do material e, consequente- 0,5%Mn são pouco suceptíveis a esse mente, bloqueando a fluência. Outros problema. No entanto, adições de Ni, Cr elementos de liga, como V, Nb, W, B, e Mn promovem maior tendência a fragili- Ti e N, atuam da mesma maneira. A zação. Pequenas quantidades de W e Mo composição, tamanho e estabilidade podem inibir a mesma, porém essa inibi- dos precipitados são parâmetros de ção é reduzida quando os teores desses extrema importância, e são definidos elementos aumentam [10]. em função da composição química do Esse tipo de fragilização é causado aço, de sua microestrutura e tratamen- pela presença de certas impurezas no to térmico [1]. Os precipitados comu- aço que segregam no contorno de grão mente encontrados nos aços CrMo são primário austenítico durante o tratamento grafite, Epsilon Fe 2,4C, Cementita Fe 3C, térmico ou em serviço [10]. Os principais Chi Fe2C, M 2X, M 6C, M 23C6, M 7C 3 Laves elementos causadores desse tipo de fragi- e M5C2 Fase Z [1]. lização, em ordem de criticidade, segundo
- 59. ABRIL Nº 13 2010 59 Segmentação Bruscato [11], são o P, Sb, Sn e As. A ocorrência de fragilização ao reve- nido pode ser determinada através de um tratamento térmico conhecido como “step cooling”, em que é mensurada e equacio- nada a queda da temperatura de transição para um material após tratamento térmico convencional e após o tratamento conven- cional seguido de “step cooling”. A Figura em ambientes corrosivos, a resistência à Figura 4: Ciclo de tratamento 4 apresenta o ciclo de tratamento térmico corrosão é um importante fator a ser con- térmico de “step cooling”. de “step cooling” definido pela norma siderado no projeto do equipamento. R0=56°C/h, R1=6°C/h, Petrobras N1704 Rev C [12]. A Figura 5 apresenta de forma esque- R1’=2,8°C/h e R2=28°C/h[12]. Segundo a norma Petrobras N1704 mática a resistência à corrosão dos aços Figura modificada Rev C [12], igualmente a norma ASTM CrMo em função do teor de cromo. A387 1999 [8], o material deve atender a Nota-se que quanto maior o teor de Cr, equação 1 para que ele não sofra fragili- menor é a redução de espessura em fun- zação ao revenido em serviço. ção do tempo de exposição do material. Portanto, os aços CrMo com maiores teores de Cr, como o 5%Cr0,5%Mo VTr55 + 2,5 VTr55 = 10ºC Eq.1 e 9%Cr1%Mo, são empregados em VTr55 = temperatura de transição a 55J ambientes corrosivos. após tratamento térmico convencional VTr55 = temperatura de transição a Soldabilidade dos aços CrMo 55J após tratamento térmico convencio- Os aços CrMo são materiais com nal seguido de “step cooling” menos de elevado teor de elementos de liga e, transição a 55J após tratamento térmico consequentemente, alto carbono equi- convencional. valente e temperabilidade. Além disso, Watanable et al [13], Bruscato [11] a aplicação desses materiais, em geral, e Sugiyama et al [14] propuseram equa- envolve estruturas e equipamentos de ções, conhecidas respectivamente como elevada responsabilidade que operam em fator J, fator X e PE, a fim de estimar a condições severas. Isso faz com que seja susceptibilidade do material à fragilização necessária a seleção correta dos proces- ao revenido. Todas essas equações são sos e consumíveis de soldagem, bem usadas largamente na engenharia para como um procedimento de soldagem seleção de materiais (Tabela III). adequado. Tabela III Em geral, as normas de fabricação Fator J (Mn+Si)(P+Sn)x104 (em%peso) Eq.2 (Watanabe) limitam o fator J<150, o fator X<15ppm e o PE<3. De uma forma prática, esses Fator X (10P+5Sb+4Sn+As)/100 (em ppm) Eq.3 (Bruscato) parâmetros podem ser interpretados PE C+Mn+Mo+Cr/3+Si/4+3,5x(10P+5SB+4Sn+As) (em%peso) Eq.4 (Sugiyama) como os limites máximos para que o material não tenha tendência de fragiliza- Seleção dos processos e consumíveis ção ao revenido. de soldagem A fragilização ao revenido é um pro- A composição química do metal cesso reversível e a tenacidade original depositado pelo consumível de soldagem pode ser restaurada pelo aquecimento deve ser semelhante à composição do do material acima de 600°C e posterior metal de base, resultando em proprie- resfriamento rápido abaixo de 300°C [10]. dades também semelhantes. É ideal que Entretanto, a melhor maneira de evitar o o metal depositado tenha resistência a fenômeno é controlar o teor de impurezas fluência e tenacidade igual ou superior ao do aço e consumíveis de soldagem. metal de base. Um outro ponto impor- tante é que, se solicitado pelas normas Resistência à corrosão de fabricação, os consumíveis devem Como os aços CrMo trabalham em atender aos requisitos de fator X e “step altas temperaturas e, na maioria da vezes, cooling” requeridos.
- 60. 60 ABRIL Nº 13 2010 Segmentação Os processos de soldagem mais utili- zados para união dos aços CrMo em campo são o GTAW para o passe de Taxa ou Corrosão (mm/ano) raiz e MMA para o enchimento. A fim de aumentar a produtividade, o processo de soldagem com arames tubulares (FCAW) também vem sendo muito utili- zado. No caso da soldagem na posição plana para chapas de grandes espes- suras, o processo SAW possui boa aceitação. O processo GMAW não é uti- lizado em larga escala para a soldagem desses materiais. Para todos os pro- cessos citados acima, há consumíveis de soldagem disponíveis para a maioria das ligas empregadas no mercado. A Categoria (teor de Cr %) Tabela IV apresenta os consumíveis Figura 5: Ilustração esquemática da taxa de corrosão de diferentes categorias de aços em ESAB em função do aço e do processo função do teor de Cr [15] de soldagem. Tabela IV: Consumíveis de soldagem para aços CrMo em função do tipo do aço e processo de soldagem Tipo SMAW GTAW GMAW FCAW SAW OK Flux 10.62 + C - 0,5%Mo OK 74.55 OK Tigrod 13.09 OK AristoRod 13.09 OK Tubrod 81A1 OK Autrod 12.24 OK Flux 10.62 ou OK 76.18 ou 1,25%Cr-0,5%Mo OK Tigrod 13.16 OK Autrod 13.16 OK Tubrod 81B2 10.63 + OK Autrod OK 76.16 13.10SC OK Flux 10.62ou OK 76.28 ou 2,25%Cr-1%Mo OK Tigrod 13.17 OK Autrod 13.17 OK Tubrod 91B3 10.63 + OK Autrod OK 76.26 13.20SC OK Flus 10.62 + 5%Cr-0,5%Mo OK 76.35 OK Tigrod 13.32 OK AristoRod 13.22 - OK Autrod 13.33 9%Cr-1%Mo OK 76.96 OK Tigrod 13.37 OK Autrod 13.37 - - OK Flux 10.93 + 9%Cr-1%MoVNb OK 76.98 OK Tigrod 13.38 - Dual Shield B9 OK Autrod 13.35 Por se tratar de aços ligados, utilizados em estruturas de alta res- ponsabilidade que operam em condi- ções severas, a integridade da solda é de fundamental importância, sendo que pequenas descontinuidades resul- tantes da operação inadequada de soldagem, como falta de fusão, falta de penetração, mordeduras, inclusão de escória, porosidade e sobreposi- ção podem levar a falhas estruturais catastróficas. Desta maneira, a sele- ção do processo de soldagem deve levar em consideração a habilidade e qualificação do soldador. Ensaios não destrutivos da junta soldada também Figura 6: Aspecto macrográfico de uma trinca pelo hidrogênio [16] são requeridos.
- 61. ABRIL Nº 13 2010 61 Segmentação Defeitos críticos nadas em função da composição do material. • Realização de pós-aquecimento mui- Fissuração a frio tas vezes é necessária para permitir A fissuração a frio, também conhe- que o hidrogênio difunda através do cida como trinca por hidrogênio, está metal e evolua em sua superfície. relacionada a quatro fatores principais: • Realização de TTPS, reduzindo assim microestrutura frágil, elevado nível de as tensões residuais da junta. tensões residuais, temperatura favorá- vel e presença de hidrogênio [16]. Esse Trinca ao reaquecimento tipo de defeito pode ocorrer tanto no O trinca ao reaquecimento, também metal de solda quanto na ZTA, sendo conhecida como trinca de alívio de mais comum nesta última (Figura 6). tensões, pode ocorrer quando os aços Como os aços CrMo são materiais são submetidos a tratamento térmico com elevado teor de elementos de liga de alívio de tensões entre temperatu- e, consequentemente, alto carbono equi- ras de 450 e 700°C ou durante serviço valente e temperabilidade, eles são alta- em temperaturas entre 300 e 500°C mente susceptíveis a trinca por hidrogênio [16]. Esse tipo de trinca ocorre na ZTA quando se tem grandes espessuras, o na região de crescimento de grão e que é comum devido à aplicação des- tem característica intergranular, assim ses materiais. Obviamente, quanto mais como apresentado na Figura 7. ligado o aço CrMo, maior será sua sus- A sensibilidade à trinca de alívio de ceptibilidade de formação de trincas por tensões aumenta com a presença de hidrogênio. elementos como C, Cu, Cr, Mo, B, V, Desta maneira, diversas recomen- Nb e Ti [16]. Isso faz com que os aços dações devem ser seguidas na seleção CrMo, principalmente aqueles ligados dos consumíveis e durante a solda- ao V, sejam susceptíveis a esse tipo de gem. São elas: defeito, que está relacionado à fragiliza- • Seleção de consumíveis com baixo ção ao revenido e pode ser atribuído à teor de hidrogênio difusível (Hdif): em segregação de impurezas como P, Sn, geral, as normas limitam o teor de Hdif Sb e S nos contornos de grão [17]. em no máximo 4mL/100g de metal Desta maneira, a seleção de mate- depositado para os processos SMAW, riais com baixo nível de impurezas é GMAW, FCAW e GTAW e 8mL/100g aconselhável para reduzir a tendência de metal depositado para o processo de formação de trincas de alívio de ten- Figura 7: Morfologia intergranular de uma SAW. sões, principalmente em aços CrMo trinca ao reaquecimento [17] • Execução dos procedimentos de armazenagem e ressecagem dos con- sumíveis de acordo com a indicação do fabricante. • Eliminação de defeitos de soldagem, como inclusões, falta de penetração, falta de fusão e mordeduras, já que esses podem atuar como concentra- dores de tensão e pontos de iniciação das trincas. • Execução de limpeza adequada da junta, evitando óleos, graxas e carepas. • Realização de pré-aquecimento e controle da temperatura de interpasse é fundamental para reduzir a taxa de res- friamento da junta e, por consequência, diminuir a formação de fases frágeis. Ambas as temperaturas são determi-
- 62. 62 ABRIL Nº 13 2010 Segmentação ZTA. A trinca tipo III é localizada não Linha de fusão região de granulação grosseira da ZTA, enquanto a trinca tipo IV está disposta na ZTA próxima ao metal base. A região intercrítica – região que está entre Ac3 e Ac1– e a região de granulação fina da Dureza, HV ZTA – região logo acima de Ac3 – são conhecidas como os locais onde ocor- rem as trincas tipo IV [18]. A trinca tipo IV vem sendo repor- Metal Metal tada nos aços CrMo que operam em de de Solda Base temperaturas superiores a 565°C [19] e vem limitando a temperatura de empre- go desses materiais, já que a junta sol- dada apresenta resistência inferior à do Distância, mm metal de base e metal de solda quando analisados separadamente [18]. Figura 8: Variação de dureza ao longo da junta soldada de um aço 9Cr-1Mo modificado [20] Esse tipo de fratura vem sendo associada a formação de uma região de baixa dureza ZTA (Figura 8) em conjunto com a precipitação de com- postos nessa região. Tabela V: Recomendações de procedimento de soldagem de alguns aços CrMo Temperatura de Temperatura de Tipo Pós-Aquecimento (°C) TTPS (°C) Pré-aquecimento (°C) Interpasse (°C) C - 0,5%Mo 100 100 - 250 200(a) 580 – 630°C(b) 1,25%Cr-0,5%Mo 200 - 250 200 - 300 300(c) 640 – 700°C 2,25%Cr-1%Mo 250 250 - 300 300(d) 670 – 720°C 5%Cr-0,5%Mo 250 250 - 300 300(d) 730 – 760°C 9%Cr-1%Mo 250 250 - 300 300(e) 750°C 9%Cr-1%MoVNb 250 250 - 300 300(e) 750°C (a) Para espessura superior a 25mm. (b) Para espessura superior a 13mm. Procedimento de soldagem (c) Para espessura superior a 20mm.(d) Para espessura superior a 12mm. (e) O procedimento de soldagem dos Para espessura superior a 6mm. aços CrMo geralmente envolve o contro- le do pré-aquecimento, temperatura de interpasse, aporte de calor, sequência ligados ao V. Outros fatores importan- de passes adequada, pós-aquecimento tes para minimizar a possibilidade de e tratamento térmico pós-soldagem. ocorrência desse defeito é usar baixo Além disso, devido à aplicação desses aporte de calor, eliminar concentra- materiais, é comum a utilização de cha- dores de tensão, como mordeduras, pas espessas intensificando a necessi- inclusões e falta de fusão. dade de um procedimento de soldagem bem elaborado. Trinca tipo IV Em função do discutido acima, a As trincas em uma junta soldada Tabela V apresenta algumas recomen- podem ser classificadas de acordo dações de procedimentos de solda- com a região onde ocorrem. Uma trin- gem. As correlações entre o tipo do ca tipo I inicia-se e termina no metal material e as especificações segundo de solda; já a trinca tipo II inicia-se as normas ASTM e EN foram apresen- no metal de solda e propaga-se para tadas na Tabela I.
- 63. ABRIL Nº 13 2010 63 Segmentação Referências Bibliográficas [12] Petrobras N1704 Rev C - [1] Bhadeshia H.K.D.H. and Weijei REQUISITOS ADICIONAIS PARA VASO Liu; Creep-Resistant Steel, Case DE PRESSÃO EM SERVIÇO COM Study; Graduate Institute of Ferrous HIDROGÊNIO. Technology, POSTECH. [13] Ishiguo, T; Murakami, Y; Ohnishi, [2] J. A. Francis, W. Mazur and H. K. K and Watanabe, J. 2,25%Cr-1%Mo D. H. Bhadeshia. Type IV cracking in pressure vessel steels with improved ferritic power plant steels. Materials creep rupture strength. Proceedings Science and Technology 2006 VOL 22 of the symposium on applications of nº 12 1387. 2,25%Cr-1%Mo steel for thick-wall [3] Ingo von Hagen and Walter Bendick, pressure vessels, ASTM STP 755, 1980, CREEP RESISTANT FERRITIC STEELS pp. 129-147. FOR POWER PLANTS, Mannesmann [14] Sugiyama, T; Hatori, N; Yamamoto, Forschungsinstitut GmbH, Germany. S; Yoshino, F and Kiuchi, A. Temper [4] Toshifumi KOJIMA.Kenji HAYASHI embrittlement of Cr-Mo weld metals. IIW and Yasuyuki KAJITA1. HAZ Softening Doc. XII-E-6-81, IIW, 1981. and Creep Rupture Strength of High [15] M B Kermani, J C Gonzales, C Cr Ferritic Steel Weldments. ISIJ Linne, M Dougan and R Cochrane International, Vol. 35 (1 995). nº 10, pp. DEVELOPMENT OF LOW CARBON 1284-1290. Cr-Mo STEELS WITH EXCEPTIONAL [5] P J Ennis1 and A Czyrska- CORROSION RESISTANCE FOR Filemonowicz, Jülich. Recent Advances OILFIELD APPLICATIONS. Corrosion in Creep Resistant Steels for Power 2001. Paper N° 01065. Plant Applications. OMMI. Vol 1, n°1, [16] Modenesi, P.J. Apostila: April 2002. Soldabilidade dos Aços Transformáveis, [6] H. Cerjak: Proc. Int. Conf. on 2004. ‘Achievements and perspectives in [17] S P Ghiya , D V Bhatt, R V Rao. producing welded construction for Stress Relief Cracking in Advanced urban environments’, 56th IIW Annual Steel Material- Overview. Proceedings Assembly, Bucharest, Romania, July of the World Congress on Engineering 2003, ASR, 15–24. 2009, Vol. II, 2009. [7] ‘Metals handbook’, ‘Elevated tempe- [18] S.K. Albert,, M. Matsui, T. Watanabe, rature properties of ferritic steels’, 10th H. Hongo, K. Kubo, M. Tabuchi. Variation edn, Vol. 1, 617–652; 1990, Materials in the Type IV cracking behaviour of Park, OH, ASM International. a high Cr steel weld with post weld [8] ASTM A387/A387M-99. Standard heat treatment. International Journal of Specification for Pressure Vessel Plates, Pressure Vessels and Piping, 80 (2003) Alloy Steel, Chromium-Molybdenum. 405–413. [9] Toshifumi KOJIMA.Kenji HAYASHI [19] Middleton CJ, Brear JM, Munson and Yasuyuki KAJITA1. HAZ Softening R, Viswanathan R. An assessment of and Creep Rupture Strength of High the risk of Type IV cracking in welds Cr Ferritic Steel Weldments. ISIJ to header, pipework and turbine com- International, Vol. 35 (1 995). nº 10, pp. ponents constructed from the advan- 1284-1290. ced ferritic 9% and 12% chromium [10] TWI webpage, “What is temper steels. In: Viswanathan R, Bakker WT, embrittlement, and how can it be con- Parker JD, editors. Proceedings of Third trolled?”. Endereço eletrônico: http:// Conference on Advances in Materials w w w. t w i . c o . u k / c o n t e n t / f a q j m n 0 0 3 . Technology for Fossil Power Plants, html London: The Institute of Metals; 2001. [11] Bruscato, R. M., Temper p. 69–78. Embrittlement and Creep Embrittlement [20] Dr. K. Laha, Type IV Cracking in of 2,25%Cr1Mo shielded arc weld Modified 9Cr-1Mo Steel Weld Joint. deposits, Welding Journal 49 (4), 1973, Science. Indira Gandhi Centre for pp. 148-156. Atomic Research.
- 64. 64 ABRIL Nº 13 2010 Proteção do soldador Seleção de Equipamentos de Proteção Individual – Parte 2 Proteção Respiratória Os perigos dos fumos gerados nos processos de soldagem e corte Antonio Plais Gerente de Produto EPI ESAB Brasil O s trabalhadores que desenvolvem e tem sido objeto de estudos diversos em atividades industriais em ambien- todo o mundo. Ao longo dos últimos anos, tes agressivos, como mineração, diversas restrições foram estabelecidas pelos cimento, silagem e metalurgia, órgãos de fiscalização e controle, incluindo o estão expostos a riscos diversos, sendo os banimento de diversos materiais e substân- de contaminação por via respiratória um dos cias como, por exemplo, o asbesto (amianto), mais difíceis de serem controlados. devido aos efeitos maléficos que causam A geração de poeiras, fumos e gases à saúde humana, tanto dos trabalhadores é inerente a diversos processos industriais como, eventualmente, dos usuários dos pro-
- 65. ABRIL Nº 13 2010 65 Proteção do soldador dutos que contêm estas substâncias. no ambiente em que o trabalho se realiza No caso dos processos de soldagem e depende das condições de ventilação deste corte, a geração de fumos e gases é resultado local. A soldagem ou corte em ambientes das reações físico-químicas que ocorrem na abertos, com circulação natural de ar, pro- poça de fusão. As altas temperaturas produ- porciona uma dissipação dos fumos de zidas pelo arco elétrico ou pela chama oxi- forma muito mais rápida que a soldagem acetilênica (acima dos 2.000°C) proporcionam em ambientes fechados, como galpões, ou a fusão do metal base e do metal de adição mesmo dentro de peças ou locais enclausu- (quando usado), mas ocasionam também rados, que impedem a dissipação dos fumos a vaporização de elementos presentes na gerados. Esta concentração de elementos chapa sendo soldada ou cortada (elementos presentes no ar do ambiente é medida em de liga, tintas, óleos, graxas, ferrugem etc.) “partes por milhão” (PPM) ou miligramas por e no consumível de soldagem (elementos metro cúbico (mg/m3), e é a informação mais de liga, revestimento de eletrodos e arames, importante para a correta seleção dos equi- fluxos, gases de proteção etc.). Esta geração pamentos de proteção respiratória. de fumos e gases é inerente ao processo, O controle da exposição dos trabalha- e muito esforço tem sido dispendido pelos dores aos fumos e gases é feito por meio fornecedores de chapas de consumíveis de da medição dos níveis de contaminação e soldagem para reduzir ao máximo o conteúdo sua comparação com os níveis máximos de elementos prejudiciais à saúde presentes prescritos pela legislação, referidos como nos materiais empregados. Limite de Exposição Média Ponderada no Os fumos e gases provenientes dos pro- Tempo (TLV/TWA). Nas situações em que cessos de soldagem e corte apresentam o nível de contaminantes no ar exceda os composições diversas, determinadas pelo limites prescritos são necessárias medidas metal que está sendo trabalhado, pelo pro- de engenharia visando a reduzir a conta- cesso de soldagem e pelo tipo de consumível minação a limites aceitáveis (normalmente empregado. Em geral, podemos afirmar que através de ventilação, exaustão ou aspi- a soldagem com eletrodos revestidos produz ração forçada) e/ou o fornecimento de maior quantidade de fumos e gases, em Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) razão da queima do revestimento, seguido que atuem como uma barreira para a aspi- pela soldagem com arames tubulares, pela ração destes contaminantes (normalmente soldagem MIG/MAG e, finalmente, pela sol- são usadas máscaras descartáveis ou res- dagem TIG, que gera um volume bastante piradores motorizados). reduzido de fumos e gases. Alguns componentes presentes nos Se a geração dos fumos de solda- fumos e gases de soldagem e corte e seus gem e corte depende dos materiais e pro- efeitos sobre a saúde são apresentados na cessos empregados, a sua concentração Tabela I. Tabela I Material Contaminante TLV/TWA Efeitos sobre a saúde Possível alteração nos pulmões, Total das partículas 5.0 mg/m³ Aço doce detectados por raio X, Irritação, Fluoretos 2.5 mg/m³ incapacidade óssea progressiva. Moleza, debilidade nas Aço manganês Manganês 1.0 mg/m³ pernas, transtornos emocionais. Cobre 0.2 mg/m³ Irritação, náusea, câncer Monel Níquel 0.05 mg/m³ pulmonar. Possíveis alterações pulmonares, Alumínio 5.0 mg/m³ Alumínio irritação, redução da Ozônio 0.1 ppm Valor teto capacidade respiratória Úlcera cutânea, irritação nasal, Aço inoxidável Cromo 0.5 mg/m³ câncer
- 66. 66 ABRIL Nº 13 2010 Proteção do soldador A Seleção de Equipamentos hipotéticas similares, mas que diferem no nível de Proteção Respiratória de contaminantes presentes no ambiente. (EPR) Situação 1 – soldagem de aço inoxidável, Os equipamentos de proteção respira- ao ar livre, com eletrodo revestido: tória (EPR) são classificados de acordo com Limite de exposição (TLV) do Cromo: os Fatores de Proteção Atribuídos (FPA), que 0,5mg/m³ representam o grau de proteção oferecido Medição de índice de Cromo no ambiente: por cada tipo de equipamento, conforme 2mg/m³ mostrado na Tabela II (extraída da Instrução Fator de Proteção calculado: 2/0,5 = 4 Normativa 1, de 11/04/1994). EPR apropriado: peça semifacial filtrante Para a correta seleção do EPR, devemos (máscara descartável) - FPA=10 dividir a concentração de cada contaminante Situação 2 – soldagem de aço inoxidá- no ambiente em que o trabalho será reali- vel, em ambiente fechado, com eletrodo zado (de preferência na área de respiração revestido: do trabalhador) e dividir o valor encontrado Limite de exposição (TLV) do Cromo: pelo seu TLV. O maior número encontrado 0,5mg/m³ indicará o menor FPA necessário para efe- Medição de índice de Cromo no ambiente: tivamente proporcionar proteção adequada 8mg/m³ para o trabalhador nestas condições. Fator de Proteção calculado: 8/0,5 = 16 Como exemplo, podemos usar os dados EPR apropriado: respiradores com adução de apresentados nestas duas tabelas para fazer a ar motorizado ou de linha de ar comprimido seleção do EPR apropriado em duas situações – FPA = 25 Tabela II Tipo de coberturas das vias respiratórias Tipo de respirador Com vedação facial Sem vedação facial Peça fácil Capuz e Outros Peça semifacial(b) inteira capacete A - Purificador de Ar 10 100 -------- -------- - Não motorizado 50 1000(d) 1000 25 - Motorizado B - De adução de ar B1 - Linha de ar comprimido 10 100 ---- ------ - De demanda sem pressão positiva 50 1000 ------- ------- - De demanda com pressão 50 1000 1000 25 positiva - De fluxo contínuo B2 - Máscara autônoma (circuito aberto ou fechado) 10 100 ------ - De demanda sem pressão ------ (e) ----- positiva (c) - De demanda com pressão positiva a) O Fator de Proteção Atribuído (FPA) não é aplicável para respiradores de fuga. b) Inclui a peça quarto facial, a peça semifacial filtrante e as peças semifaciais de elastômeros. c) A máscara autônoma de demanda não deve ser usada para situações de emergência, como de incêndios. d) Os Fatores de Proteção apresentados são de respiradores com filtros P3 ou sorbentes (cartuchos químicos pequenos ou grandes). Com filtros classe P2, deve-se usar Fator de Proteção Atribuído 100, devido às limitações do filtro. e) Embora esses respiradores de pressão positiva sejam considerados os que proporcionam maior nível de proteção, alguns estudos que simulam as condições de trabalho concluíram que nem todos os usuários alcançaram o Fator de Proteção 10.000. Com base nesses dados, embora limitados, não se pode adotar um Fator de Proteção definitivo para esse tipo de respirador. Para pla- nejamento de situações de emergência, em que as concentrações dos contaminantes possam ser estimadas, deve-se usar um Fator de Proteção Atribuído não maior que 10.000.
- 67. ABRIL Nº 13 2010 67 Proteção do soldador Além dos Fatores de Pproteção intrínse- Classes dos elementos cos de cada tipo de EPR, outros devem ser filtrantes considerados para a correta seleção destes Existem três classes de elementos filtran- equipamentos: tes adequados para a filtragem de partículas • A natureza do trabalho a ser realizado sólidas ou líquidas (ou ambas) do ar contami- e o tempo de exposição ao contaminante – nado. Eles são classificados de acordo com a Trabalhos que exijam movimentação brusca, NBR 13697:1996, como segue: grandes esforços ou grandes deslocamentos • Classe P1: indicados para remoção de podem limitar as opções de EPR adequados. partículas sólidas em suspensão, como pós e O tempo de exposição do trabalhador ao poeiras, geradas mecanicamente.* ambiente contaminado deve também ser • Classe P2: indicados para remoção levado em consideração. de partículas sólidas (subclasse L) ou sólidas • A facilidade de adaptação do trabalha- e líquidas (subclasse SL), geradas mecani- dor ao EPR – Máscaras semifaciais filtran- camente ou termicamente, como fumos de tes (descartáveis ou não) ou faciais inteiras soldagem. funcionam por pressão negativa, ou seja, • Classe P3: indicados para todos os o ar é sugado do ambiente através do filtro tipos de particulados, incluindo materiais alta- pela respiração do usuário. Isso pode causar mente tóxicos, como berílio, manganês e uma sensação de sufocamento e desconforto outros metais pesados. no usuário, reduzindo a sua produtividade. Respiradores com adução de ar, por outro Tabela III lado, trabalham com pressão positiva, e pro- Guia para a seleção porcionam uma sensação de conforto muito de respiradores para Classe P2 Classe P3 maior, à custa de algum incômodo causado soldagem/corte (*) pelo uso do aparelho. Solda em aço doce x x • A qualidade da vedação do EPR à face Metais galvanizados x x do trabalhador – O formato do rosto, cicatri- Aço inoxidável x zes, barba, uso de óculos, posicionamento correto da máscara são fatores que afetam Alumínio TIG/MIG x a qualidade da vedação da máscara à face Metais pintados em áreas x x do usuário. Principalmente nas máscaras que ventiladas operam por pressão negativa, este é um dos Desmanches de estrutura x x pontos mais críticos para a correta proteção em aço pintada do usuário, pois a ocorrência de folgas entre (*) Note que filtros P1 não são adequados para aplicações de soldagem e corte. a máscara e a face do usuário permite a Os elementos filtrantes podem, ainda, conter ou ser combinados com filtros de carvão ativado, entrada do ar contaminado e invalida comple- destinados a eliminar odores desagradáveis do ar ambiente. tamente o uso do EPR. • Investimento e custo de operação – A necessidade de uso constante de EPR Gerenciamento do representa um custo considerável para as uso de EPR empresas, que naturalmente procuram solu- A seleção e o gerenciamento do uso de ções que possam minimizar esta despesa. EPR devem ser conduzidos por profissional No entanto, esta busca pela redução de habilitado, com conhecimentos específicos e custo deve ser sempre balizada pelo nível capaz de identificar os elementos contaminan- de proteção requerido pela aplicação, sob o tes presentes no ambiente de trabalho e de risco de a empresa ser responsabilizada pelas adequar o uso do EPR às condições específi- autoridades por descumprimento das normas cas do trabalho e do usuário. O Ministério do de segurança do trabalho. Assim sendo, o Trabalho e Emprego, através do Fundacentro, uso de máscaras mais caras com melhor publicou um manual com recomendações desempenho ou de aparelhos mecanizados para a seleção e o uso de equipamentos de mais sofisticados justifica-se em função dos proteção respiratória (disponível para down- custos muito superiores que podem advir de load no site do Fundacentro). Este trabalho uma autuação da fiscalização. recomenda, entre outras ações:
- 68. 68 ABRIL Nº 13 2010 Proteção do soldador • Definição de uma pessoa responsável capacidade (tipos P2, P2 com remoção de pela administração do Programa de Proteção odores e P3), complementados por um pré- Respiratória na empresa. filtro destinado à retenção de partículas maio- • Definição de procedimentos operacio- res e a aumentar a vida útil do filtro principal. A nais escritos quanto ao processo de seleção traqueia de conexão com a máscara de pro- e uso de EPR. teção é feita em material de alta resistência, e • Avaliação das limitações fisiológicas ao pode ser usada em conjunto com a capa de uso de EPR e sua adaptação às condições proteção em tecido resistente aos respingos reais de trabalho. de solda. A touca incorporada à máscara é • Seleção de EPR de acordo com a feita em tecido resistente aos respingos de natureza do trabalho desenvolvido, dos riscos solda e proporciona ótima vedação e conforto a que o trabalhador está exposto e das carac- para o usuário. terísticas técnicas do equipamento. • Treinamento dos usuários visando a ESAB OrigoAir+ESAB OrigoTech garantir o correto uso dos EPR adequados ESAB OrigoAir é um respirador de adução a cada situação de trabalho e função na de ar motorizado de alta performance e baixo empresa. custo, para ser usado em conjunto com as • Realização de ensaios de vedação, máscaras ESAB OrigoTech. Esta combina- visando a garantir o correto funcionamento ção possibilita uma solução extremamente dos EPR para cada usuário em particular. econômica para a proteção do soldador, • Gerenciamento da reposição, limpeza e garantindo conforto e segurança por mais de manutenção (quando for o caso) dos EPR. 8 horas de operação contínua. O corpo em • Fiscalização do uso correto dos EPR ABS injetado super-resistente e o filtro de alta OrigoTech + OrigoAir por todos os trabalhadores expostos a riscos capacidade com troca facilitada formam um de natureza respiratória. conjunto leve e confortável, que apresenta pouca interferência na movimentação do sol- Linha de Respiradores dador. Fornecida completa, com filtro tipo P2, Motorizados ESAB traqueia e capa de proteção resistente aos A ESAB oferece mundialmente o que há respingos de solda. A touca incorporada à de mais avançado em matéria de respiradores máscara é feita em tecido resistente aos res- de adução de ar motorizados, para uso em pingos de solda e proporciona ótima vedação conjunto com as máscaras para proteção e conforto para o usuário. de soldagem ESAB NewTech e OrigoTech, bem como para uso com protetores faciais ESAB Air+Protetor Facial ESAB em ambientes com contaminação por pós e O conjunto composto pelos respiradores poeiras em suspensão. ESAB Air e Protetor Facial ESAB com capuz é indicado para aplicações em que o trabalha- ESAB Air+ESAB NewTech dor esteja exposto a ambiente contaminado Disponível em dois modelos, ESAB Air com excesso de pós e poeiras. Proporciona 160 e ESAB Air 200, é usado em combinação extremo conforto ao usuário, sem a sensação com as máscaras ESAB NewTech. Seu corpo de fadiga normalmente associada ao uso em ABS injetado, praticamente inquebrável, de máscaras descartáveis, e com a mais leve, confortável e anatômico, proporciona completa garantia de proteção efetiva contra mais de oito horas de operação contínua, os elementos contaminantes presentes no alimentado por bateria recarregável de alto ambiente. O protetor facial com capuz incor- desempenho, sem efeito memória. O modelo porado é resistente e confortável, proporcio- Air 160 fornece 160 litros de ar por minuto nando ampla visão e proteção total para a (valores típicos), com controle de fluxo visual. face, podendo ser usado com películas de O modelo Air 200 fornece 200 litros de ar por proteção descartáveis para proteção contra minuto, com controle eletrônico do nível de riscos e arranhões. É especialmente indicado carga da bateria e de entupimento do filtro. Os para aplicação em trabalhos em mineração, dois modelos possuem cinto ajustável com siderúrgicas, metalúrgicas, pedreiras, silagem, almofada de conforto e utilizam filtros de alta agricultura e manipulação de pós em geral.
- 69. ABRIL Nº 13 2010 69 Correio Técnico Caracterização de juntas de tubos inoxidáveis supermartensíticos soldados com consumíveis Superduplex 2509 Ronaldo Cardoso Junior Consultor Técnico ESAB Brasil Agnaldo Vasconcelos Silva e Ricardo Rodrigues Silva V&M do Brasil Paulo J. Modenese Universidade Federal de Minas Gerais – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais N o cenário mundial do mercado desses materiais. Os aços inoxidáveis super- de óleo e gás, existe, atualmen- martensíticos são uma alternativa de menor te, uma tendência de explora- custo quando comparados aos aços inoxidá- ção de reservas que, no passa- veis duplex [2-7]. Como consequência dessas do, não ofereciam retorno devido às con- características, esses têm sido muito procura- dições adversas de exploração. Dentre as dos pelas industrias petrolíferas no mercado principais dificuldades encontradas, pode nacional e internacional como uma alternativa ser citada a presença de contaminantes para aplicação em linhas de condução em que como o gás carbônico (CO2) e gás sulfídrico a soldagem é extremamente importante. (H2S). Além desta, destacam-se também Os aços inoxidáveis supermartensíticos altas temperatura e pressões, profundidade são caracterizados com base no sistema dos poços, incluindo camadas de sal, e a Fe-Cr-Ni-Mo, possuindo baixos teores de distância que se encontram da costa. C, N, P e S. Classificam-se em três classes: Os aços inoxidáveis martensíticos, baixo teor de Cr, Ni e Mo (11%Cr, 2,5%Ni, comumente chamados na indústria de óleo 0,1%Mo); médio teor de Ni e Mo (12%Cr, e gás de 13Cr, são usados há algum tempo 4,5%Ni e 1,5%Mo); alto teor de Ni e Mo como tubos de produção (‘tubing’), onde (12%Cr, 6,5%Ni e 2,5%Mo) [8]. Nota-se existe principalmente uma concentração que modificações na composição química alta de CO2 [1]. Entretanto, esses aços mar- desses materiais foram realizadas de forma tensíticos convencionais não apresentam a melhorar a perfomance da liga no que diz boa soldabilidade e são, portanto, limitados respeito a soldabilidade, resistência a corro- a aplicações line pipe em que a soldagem são e propriedades mecânicas. não é necessária. O conceito básico para melhorar a Para garantir uma melhor performance, resistência à corrosão generalizada e loca- novas gerações de aços martensíticos foram lizada é aumentar o teor de cromo efetivo desenvolvidas, dentre as quais se encontra na matriz, reduzindo o teor de carbono. A o aço inoxidável supermartensítico (Super- adição de cromo pode favorecer a forma- Martensitic Stainless Steel – SMSS). Este ção de ferrita delta e somente uma faixa novo modelo de liga garante uma melhoria relativamente restrita de composição garan- nas propriedades mecânicas e resistência à te uma microestrutura completamente mar- corrosão quando comparado aos aços ino- tensítica, como é mostrado na Figura 1. A xidáveis martensíticos convencionais, além adição de níquel estabiliza a austenita e não de apresentar melhor soldabilidade. permite a presença de ferrita delta, embora Outro fator de suma importância é o custo em excesso leve à presença de austenita à
- 70. 70 ABRIL Nº 13 2010 Correio Técnico à corrosão em ambientes contendo CO2 e H2S, além de serem mecânicamente com- patíveis com o aço em questão. Os aços inoxidáveis duplex, apesar de atenderem do ponto de vista de resistência à corrosão, possuem propriedades mecânicas inferiores ao metal base [1]. Desta maneira, consumí- veis superduplex são usados, de forma a atender aos requesitos citados. Além disso, arames tubulares de composição similar aos aços inoxidáveis supermartensíticos foram desenvolvidos com sucesso [9]. O presente trabalho irá apresentar um estudo da soldabilidade do aço inoxidável supermartensítico em relação ao proce- dimento de soldagem (GTAW + FCAW), propriedades mecânicas, microestrutura e superfície de fratura. Consumíveis superdu- Figura 1: Evolução da microestrutura temperatura ambiente, porque a tempera- plex serão usados. Aspectos de corrosão em função da composição tura final de transformação (Mf) passa a ser não serão avaliados no presente trabalho. na liga supermartensítica abaixo da temperatura ambiente. Apesar de (baixo C-Fe-Cr-Ni-Mo) [1] o molibdênio ser um elemento estabilizador Materiais e Métodos da ferrita, abaixar a temperatura de início de A liga utilizada como metal base foi um aço inoxidável martensítico, definido Composição química (%) comercialmente como super 13Cr, cuja Material C Cr Ni Mo composição nominal é 13% de Cr, 6% de Metal Base 0,012 12,09 5,89 1,83 Ni, 3% de Mo e C < 0,015%. Os tubos sem costura foram laminados na V&M do Tabela I: Composição química do formação de martensita (Mi) e tornar a faixa Brasil com 139,7 mm de diâmetro exter- metal base de existência da martensita mais estreita, a no e 10,54 mm de espessura de parede sua adição é importante para aumentar a (Ø139,7 x 10,54 mm). Após laminação, a resistência à corrosão generalizada e sob liga foi submetida a tratamento térmico de tensão (SSC). Com a diminuição do teor de têmpera e revenimento e, em sequência, carbono, uma melhora na soldabilidade do foram retiradas as amostras para testes de soldagem e ensaios de laboratório. A composição química do metal base é apre- sentada na Tabela I. Foram preparados cinco pares de amostras para os testes de soldagem, sendo três com chanfro em V (Figura 2a) e dois com chanfro em meio V (Figura 2b). Os detalhes da preparação são apresentados na Figura 2. Figura 2: Detalhe da preparação aço é esperada. Além disso, uma melhor A soldagem do passe de raiz e do dos chanfros. a) Chanfro em meio resistência à corrosão e uma melhor tena- segundo passe foi realizada utilizando-se o V, Ф10,54mm, 30°, r 1 a 2mm e a 5 cidade podem ser conseguidas na junta processo GTAW, e os demais passes foram mm; b) Chanfro em V, Ф10,54mm, Ф soldados através do processo FCAW. O soldada com essas alterações do aço con- 30°, r 1 a 2mm e a 5 mm vencional para o aço super-martensítico, passe de raiz foi soldado de forma manual, porque o aumento da dureza na ZTA é enquanto os demais passes foram meca- restringido [1]. nizados, de maneira que toda a soldagem Para atender às necessidades da apli- fosse realizada na posição plana. Para isso, cação em line pipe, os consumíveis de sol- foi utilizada uma mesa posicionadora que dagem devem possuir elevada resistência girava o tubo a uma velocidade constante,
- 71. ABRIL Nº 13 2010 71 Correio Técnico enquanto a tocha de soldagem permanecia zona termicamente afetada (linha de fusão + parada, conforme apresentado na Figura 3. 2mm - ZTA) e no metal de base, totalizando Toda a soldagem foi realizada com 24 testes. Para os demais testes, as juntas uma fonte multi-processo sinérgica ESAB com chanfro em V foram utilizadas. AristoPower 460, em conjunto com um O ensaio de microdureza foi realizado controlador AristoPedant U8. Esse dispo- com carga de 1 kgf e tempo de impressão de sitivo permite a aquisição dos dados de 5s. As medições foram feitas a cada 1 mm a soldagem, como corrente média, tensão partir do centro do cordão de solda em dire- média e tempo de arco aberto. ção ao metal de base, sendo possível deter- Para o processo TIG, foram utilizadas minar o perfil de dureza Vickers da junta. varetas de aço inoxidável superduplex de As propriedades mecânicas da junta foram classificação EN ISO 14343 W 25 9 4 NL determinadas a partir de ensaios de tração em e nome comercial ESAB OK Tigrod 2509, corpos de prova de seção retangular. Os testes e como gás de proteção foi usado argônio foram realizados em triplicata. puro. Já para o processo FCAW, foi utiliza- A análise metalográfica foi feita em todas do o arame tubular “flux cored” ESAB OK as regiões da junta, a fim de se avaliar os Tubrod 14.28, que deposita um metal de microconstituintes presentes e as possíveis composição similar a um AISI 2509. Como influências nas propriedades mecânicas. gás de proteção, foi usada uma mistura de 75% Ar e 25% CO2. A Tabela II apresenta a Resultados e Discussão composição química típica dos consumíveis Os resultados dos ensaios de impacto Figura 3: Montagem utilizada para citados. em todas as regiões da junta estão represen- mecanização da soldagem Composição Química (%) Material C Cr Ni Mo Mn Si W Cu N OK Tigrod 2509 <0,02 25,00 9,80 4,00 0,40 0,40 < 1,00 <0,03 - OK Tubrod 14.28 0,03 25,20 9,20 3,90 0,90 0,60 - - 0,25 A Tabela III apresenta os parâmetros de tados na Figura 4. Para as duas temperatu- Tabela II. Composição química típica soldagem utilizados em cada passe. Nota- ras avaliadas (0°C e -40°C), observa-se um dos consumíveis utilizados. Valores se que, para as juntas em V, foram necessá- aumento da energia absorvida da zona fun- de catálogo rios seis passes de solda (dois passes TIG dida para o metal de base, sendo que todos e 4 passes FCAW), enquanto para as juntas os valores estão acima do que é e especifi- em meio V foram necessários apenas cinco cado pela DNV-OS-F101, que exige que a passes, devido ao menor volume do chan- energia absorvida de cada ponto individual Tabela III. Parâmetros de fro. Pode-se observar que tais parâmetros deve ser maior que 45J e a média deve ser soldagem atendem aos requisitos da norma DNV – OS – F101 [10], em que o aporte térmico deve estar entre 0,5 e 2,8 kJ/mm. A velocidade Passe Processo Corrente Tensão Velocidade Aporte Térmico (A) (V) (cm.min-1) (kJ.mm-1) de soldagem foi considerada constante, independente da variação do diâmetro exis- 1° (Raiz) GTAW 132 ± 8 11,7 ± 0,8 N.A. (a) N.A. (a) tente do passe mais interno para o passe 2° GTAW 195 ± 3 13,3 ± 0,5 13 1,20 ± 0,06 de acabamento. A distância da peça ao 3° FCAW 200 ± 2 29,9 ± 0,2 36 1,00 ± 0,01 bico de contato foi mantida constante em 4° FCAW 205 ± 5 29,7 ± 0,2 36 1,02 ± 0,02 18 mm para soldagem FCAW. Para avaliação da tenacidade por meio 5° FCAW 204 ± 5 29,8 ± 0,1 36 1,01 ± 0,02 do ensaio Charpy, as juntas com chanfro em 6°(b) FCAW 210 ± 9 29,8 ± 0,1 36 1,04 ± 0,04 meio V foram utilizadas. Os ensaios foram (a) Não se aplica. A soldagem do passe de raiz foi feita manualmente com diversos realizados em triplicata a 0°C e -40°C, na cordões de solda, não sendo determinada a velocidade de soldagem. (b) Aplicável zona fundida (ZF), na linha de fusão (LF), na apenas às juntas com chanfro em V.
- 72. 72 ABRIL Nº 13 2010 Correio Técnico maior que 60J a 0°C. Nos aços inoxidáveis forma, reduzindo o endurecimento após a supermartensíticos ligados ao Ti, os precipi- transformação martensítica, além de manter tados Ti(C,N) agem como sorvedouros dos uma estrutura fina. Estes efeitos seriam os átomos de C e N, impedindo a sua presença principais responsáveis pela manutenção de em solução sólida na austenita e, desta uma boa tenacidade [1]. A Figura 5 representa a superfície de fratura observada nos corpos de prova de impacto retirados nas ZF e ZTA e ensaiados a -40°C. Em ambas as regiões, observa-se a presença de microcavidades (dimples) características de fratura dúctil. Com os altos valores de impactos obtidos, mesmo em temperaturas baixas e uma superfície de fratura dúctil, é pertinente dizer que o material apresenta uma boa capacidade de absorção de energia. O perfil de dureza obtido ao longo de toda a junta soldada (MB, ZTA e ZF) é mos- trado na Figura 6. A região termicamente afe- tada apresentou maiores valores para dureza em comparação com o metal base e a zona fundida. Resultado similar foi constatado Figura 4: Resultado dos ensaios charpy para as diversas regiões da junta também por Kondo et al. [1]. Estas duas regi- ões apresentaram valores de dureza abaixo de 300 HV, ou seja, em acordo com a espe- cificação da DNV-OS-F101 [10]. Na ZTA, a dureza atinge um valor máxi- mo de 340 HV. O aumento observado em relação ao metal base pode ser atribuído à formação de microconstituintes de elevada dureza, formados a partir de regiões aqueci- das acima de Ac1 e resfriadas rapidamente. Entre 700 e 1.200°C, aproximadamente, o material entra no campo monofásico aus- a) b) tenítico, transformando-se em martensita Figura 5: Superfície de fratura do corpo de prova de impacto ensaiado a – 40°C. não revenida no resfriamento. A presença a) Representa a ZF; b) Representa a ZTA de uma maior quantidade de carbono em solução sólida pode também ter contribuí- Dureza HV da junta soldada (Super 13 Cr) do para a maior dureza da ZTA. É razoável pensar que, na região da ZTA, logo após a linha de fusão, seja formada uma região de dureza maior devido à maior presença de carbono em solução, porque nesta faixa de Dureza HV (externo) Dureza HV (ixterno) temperatura uma quantidade relevante dos precipitados pode ter se dissolvido. Níveis BM BM de carbono abaixo de 0,015% (o que é atendido pelo metal base usado) são favo- ráveis à resistência à corrosão na ZTA, sem a necessidade de tratamento térmico após a soldagem [1]. Valores de dureza acima de Distância do centro da Zona Fundida (mm) 350 HV não são considerados ideais para Externo Interno se obter uma adequada resistência à corro- Figura 6: Perfil de dureza no lado interno e externo do cordão de solda são sob tensão [11].
- 73. ABRIL Nº 13 2010 73 Correio Técnico Limite de Escoamento Limite de Resistência Limite de Escoamento/ Amostra Alongamento (%) (MPa) (MPa) Limite de Resistência 1 704 891 23 0,79 2 734 917 23 0,80 3 736 917 21 0,80 Especificação > 550 > 700 > 20 < 0,92 DNV-OS-F101 Nos ensaios de tração, as fraturas ocor- sença da austenita intergranular. Se a ferrita Tabela IV: Propriedades mecânicas reram sempre no metal base com valores tiver um tamanho de grão muito maior que a da junta soldada dentro do esperado para esse material austenita que está sendo formada nos seus (classe X80), como mostrado na Tabela IV. contornos e houver sítios para nucleação A superfície de fratura de um dos cor- intergranular, grãos de austenita podem ser pos de prova de tração está representada formados no interior da ferrita. na Figura 7. Observa-se a presença de uma A Figura 10 apresenta a transição entre fratura completamente dúctil similar à já o 2° passe (processo GTAW) e o 3° passe observada nos corpos de prova de ensaio (FCAW), Figura 10a, e a transição entre o charpy. 5° e 6° passe pelo processo FCAW (Figura O metal de base, como mostrado na 10b). Pode ser observada uma maior quan- Figura 8, apresenta uma matriz formada por martensita revenida e uma grande quantida- de de carbonitretos de titânio. Estes precipi- tados são formados em altas temperaturas, em grande parte antes e durante a solidifi- cação, e apresentam um tamanho grosseiro sem grande capacidade de aumentar a resistência mecânica do material. A Figura 9a apresenta a macrografia da junta soldada, enquanto a Figura 9b revela a microestrutura da zona fundida. Neste Figura 7: Superfície de fratura do corpo de prova de tração caso, a solidificação ocorre somente com a formação de ferrita. A austenita é forma- da na matriz de ferrita já completamente solidificada, nucleando nos contornos de grão da ferrita, em diferentes formas, pre- dominantemente na forma de placas. Esta estrutura é típica de uma zona fundida de Precipitados de Ti aço inoxidável superduplex. Ti (CN) Com relação às fases presentes no metal de solda, observa-se a presença da austenita alotriomorfa, que é o primeiro constituinte a se formar durante o resfria- mento após a solidificação nos contornos de grão da ferrita. É formada ainda em altas temperaturas. Outro constituinte presente é a austenita de Widmänstatten. Esta se forma em temperaturas inferiores ao anterior e se constitui de placas paralelas que nucleiam nos contornos de grão da ferrita delta ou da austenita alotriomorfa pré-existente e crescem ao longo de planos bem definidos Figura 8: Microestrutura do metal base. a) 200x b) 500x (microscopia ótica) c) 3000x da matriz. A figura apresenta também a pre- d) composição química do precipitado (microscopia eletrônica de varredura e EDS)
- 74. 74 ABRIL Nº 13 2010 Correio Técnico tidade de austenita nos primeiros cordões o último passe. A região de granulação de solda. Nas soldagens multipasse, isso grosseira (GGZTA), localizada junto à linha pode ser explicado pelo aquecimento e de fusão, corresponde normalmente a reaquecimento devido à deposição de porções do metal base aquecidas acima cordões subsequentes. Em contrapartida, da temperatura de crescimento de grão, é importante salientar que, nesta região, tendo uma microestrutura caracterizada há maior susceptibilidade de formação de pelo seu elevado tamanho de grão. Por fases intermetálicas que podem causar apresentar claramente o tamanho de grão fragilização [12]. maior que as demais regiões, é possível Nos aços supermartensíticos, a ZTA que o material tenha se ferritizado com- tende a apresentar uma elevada com- pletamente no aquecimento. Essa forma- plexidade, mesmo em soldagem com ção de grãos grosseiros ocorre acima de passe único. A mesma pode apresentar 1.400°C, região de obtenção da ferrita. várias regiões com diferentes constituin- Normalmente, é a região mais problemá- tes, que podem influenciar nas proprie- tica da ZTA, apresentando perda de tena- dades da junta soldada. A Figura 11 cidade e local propício para a formação apresenta uma micrografia da ZTA for- de trincas. A região de granulação fina mada em elevadas temperaturas durante (GFZTA) situa-se um pouco mais afastada Intragranular Widmänstatten Alotriomorfa Figura 9: a) Macrografia da região soldada; b) Microestrutura da Zona fundida (último passe – FCAW – 200x) 3º passe 6º passe FCAW FCAW 3º passe 5º passe TIG FCAW Figura 10: a) interface entre 2° (GTAW) e 3° passe (FCAW); b) interface entre 5° e 6° passe (FCAW) GFZTA GFZTA ZF GGZTA GGZTA Figura 11: Microestrutura da ZTA – a)100x b) 200x
- 75. ABRIL Nº 13 2010 75 Correio Técnico da linha de fusão. Esta é caracterizada por [2] P.S. JACKMAN, H. EVERSON, Cor- uma estrutura de granulação fina que pode rosion 95, Paper nº. 95. NACE International, conter uma estrutura bifásica com a pre- Houston, USA, 1995. sença de ferrita e austenita, sendo formada [3] H. VAN DER WINDEN, P. TOUS- em temperaturas entre 1.200°C e 1.400°C, SAINT, L. COUDREUSE. Proceedings of e normalmente não é uma região muito the Supermartensitic Stainless Steels 2002, problemática [13]. The Belgian Welding Institute, Brussels, Na soldagem multipasses, a estrutura Belgium, 3–4 October 2002. da ZTA torna-se ainda mais complexa devi- [4] J. Enerhaug and P. E. Kvaale, 1996, do à influência, sobre um dado passe, dos Qualification of welded super 13%Cr mar- ciclos térmicos devidos aos passes poste- tensitic stainless steels for sour service appli- riores. As partes das diferentes regiões da cations. Proc. Materialdagen, 13 November ZTA de um passe que são alteradas por 1996, Stavanger, Norway. passes seguintes podem ser consideradas [5] A.W. Marshall and J.C.M. Farrar, como sub-regiões. Essa complexidade não 1998,Welding of ferritic and martensitic será discutida no presente trabalho. 13%Cr steels. IIW Doc. IX-H 452-99. [6] J.C.M. Farrar and A.W. Marshall, Conclusões 1998, Supermartensitic stainless steels – Os resultados deste trabalho permitem overview and weldability. IIW Doc.IX-H 423- apresentar as seguintes conclusões com 98. relação à soldagem de tubos de aço inoxi- [7] L. M. Smith and M. Celant, Martensitic dável supermartensítico: stainless flowlines – Do they pay?, Proc. • Para as condições de soldagem utili- Supermartensitic StainlessSteels’99, May zadas (metal de adição superduplex, solda- 1999, Brussels, Belgium, pp. 66-73. gem GTAW na raiz e FCAW no enchimento, [8] RODRIGUES, C.A.D., DI LORENZO, energia de soldagem próxima de 1,0 kJ/ P.L., SOKOLOWSKI, A., BARBOSA, B.C.A., mm), as juntas apresentaram propriedades ROLLO, C.J.M.D.A. Desenvolvimento do de tração, impacto e dureza. Todas de aço supermartensítico microlgado ao titâ- acordo com as especificações da DNV-OS- nio. 60° congresso anual da ABM. 2005. F101 OFFSHORE STANDARD. [9] Karlsson et al.; Development of • Para todas as condições de ensaio matching composition supermartensi- mecânico utilizadas, a fratura ocorreu sem- tic stainless steel welding consumables. pre no metal base de forma dúctil, com a Svetsaren, p.3-7, 1999. formação de microcavidades. [10] DNV-OS-F101 OFFSHORE STAN- • A microestrutura da ZF apresen- DARD. SUBMARINE PIPE LINE SYSTEMS. tou uma matriz de ferrita com austenita OCTOBER 2007. em diferentes morfologias: Widmanstatten; [11] SRINIVASAN,P,B., SHARKAWY, S, alotriomorfa e intragranular. Nos primeiros W., DIETZEL,W. Hydrogen assisted stress- passes, observa-se uma menor quantidade cracking behavior of electron beam welded de ferrita devido ao reaquecimento pelos supermartensitic stainless stell weldments. passes subsequentes. Material Sciense and Engineering. A 385 • A microestrutura da ZTA formada em (2004) 6-12. alta temperatura apresenta uma região de [12] NUNES, E.B., MOTTA, M.F., granulação grosseira (GGZTA) e uma região ABREU, H.F.G., MIRANDA, H.C., FARIAS, de granulação fina (GFZTA). J.P., JUNIOR, F.N.A. Influência dos parâ- metros de soldagem na microestrutura e na microdureza na deposição de aço ino- Referências Bibliográficas xidável duplex. 64° Congresso Anual da [1] KONDO, K., OGAWA, K., AMAYA, ABM. 2009. H., UEDA, M., OHTANI, H. Development of [13] MODENESI, P.J., MARQUES,P.V., weldable Super 13Cr Martensitic Stainless SANTOS,D.S., Introdução à Metalurgia da Steel for flowline. International offshore and soldagem. Universidade Federal de Minas Polar Engineering Conference. 2002. Gerais. 2006.
- 76. 76 ABRIL Nº 13 2010 Preto e amarelo ESAB Esporte Clube V ocê já ouviu falar no ESAB Espor- a participar da primeira divisão do Campe- te Clube? Além de ser ícone em onato Mineiro durante três anos seguidos, produtos de solda, a empresa disputando contra Cruzeiro e Atlético. Minas também é lembrada pelo seu Gerais acabou ficando pequeno e o ESAB desempenho no futebol na década de Esporte Clube participou de competições 1970: a equipe formada por colaboradores com renomados clubes de outros Estados, chegou a conquistar bons resultados e como o Fluminense e o Vitória. deixa saudades. Além dos colaboradores, o time passou Despretensiosamente, colaboradores a receber jogadores que não eram da ESAB, reuniam-se para jogar uma “bolinha” nas como Evaldo e Natal, do Cruzeiro. Também horas vagas. Um dia, resolveram pedir apoio exportou “bons de bola”, que seguiram a a Leif Gronstedt, ex-diretor da empresa, no carreira como jogadores em países como patrocínio dos uniformes. Apaixonado pelo Estados Unidos e Japão. esporte, o diretor resolveu ir além e come- Com o crescimento do time, houve uma çou a investir na equipe: comprou o que foi maior demanda da dedicação do tempo de pedido, começou a arcar com as despesas dirigentes e colaboradores. Por isso, todos de transporte para os locais de jogos, con- decidiram por encerrar a atividade. Mas tratou um treinador e alugou uma casa que todos consideram que tudo valeu muito: funcionava como concentração. foram oito anos de dedicação e conquistas O investimento rendeu excelentes resul- tanto do ESAB Esporte Clube quanto da tados: em toda a sua trajetória, o time empresa, que também consolidou seu nome chegou a disputar torneios importantes. no mercado por meio do futebol e tornou Foi bicampeão da Copa Itatiaia e chegou suas atividades ainda mais conhecidas.
- 77. ABRIL Nº 13 2010 77 Preto e amarelo
- 78. 78 ABRIL Nº 13 2010 Crônica Os Mestres do Metal Sérgio Túlio Caldas* À medida em que o velho táxi avançava do pesquisador francês, aprendo um bocado. pelas pistas estreitas, serpenteando Na imensidão do Império Inca – que durante as montanhas andinas, Eugenio de seu apogeu, por volta de 1430, ocupou o sul da La Serna se entusiasmava com a Colômbia, Equador, Peru, Bolívia, Chile e o norte paisagem tomada por picos nevados e vales da Argentina – o uso do ferro era ignorado. No tão profundos quanto distantes. Professor de entanto, sua gente manejava com habilidade História, Eugenio dirige seu táxi como alternativa o ouro e a prata, além do cobre, sabiamente para complementar o salário ganho nas salas de ligado ao estanho para se obter o bronze. O aula de uma universidade de Cuzco, no Peru. O povo inca também já fazia uso da platina, que a professor-taxista é um apaixonado pela cultura Europa só conheceria muito mais tarde, lá pelo inca. Diante das grandiosas ruínas que se espa- início do século XVIII. Objetos confeccionados lham pelo Vale Sagrado dos Incas, como o sítio com esses metais, que se espalhavam desde arqueológico de Ollantaytambo (onde um forte os Andes para outros territórios do subconti- em escombros recorda as derrotas sangrentas nente, comprovavam o poderio inca. sofridas pelos espanhóis diante dos guerreiros A região andina tornara-se o centro metalúrgi- incas), Eugenio narra passagens históricas com co mais importante da América pré-colombiana, e tanta eloquência que tenho a nítida impressão de o Peru, o polo principal de toda a produção. estar diante de um sobrevivente inca. Tamanha habilidade para lidar com os – Se os incas pareciam poderosos aos metais tem suas explicações históricas, explica olhos dos povos sulamericanos que os rodea- Eugenio, diante de antigas peça de metais do vam, foi justamente porque eram considerados rico acervo do Museu Inca, em Cuzco. Povos “os mestres dos metais”. que antecederam os incas, como os de Chavín Eugenio carrega nas mãos uma cópia já sur- e os Mochica, sabiam garimpar ouro no leito de rada e traduzida para o espanhol de Les Incas, rios, fundir metais em fornos a lenha para fazer um estudo sobre os incas escrito pelo francês os mais diversos objetos. Também sabiam ela- Henri Favre, um especialista em culturas latino- borar ligas e soldagens. americanas. Ouvindo as descrições emociona- As ligas mais comuns eram preparadas à das do professor, caminhando pelas ancestrais base de ouro e de cobre; ouro e prata; cobre terras incas e dando umas pinceladas no texto e prata; cobre e estanho; ou de cobre, ouro e prata fundidos em partes variáveis. O professor- taxista me conta que era hábito comum os incas incrustarem com pedras preciosas ou semipre- ciosas seus artefatos de metal. Apesar do pro- gresso conquistado, a indústria metalúrgica nos Andes sempre esteve orientada mais para fins ornamentais do que utilitários. Os ferreiros incas dedicavam-se quase que exclusivamente a pro- duzir placas ornamentais para cobrir as paredes de templos e palácios. A serviço dos soberanos, também criavam peitorais, braceletes, colares e brincos, que serviam para diferenciar o status de quem os usava. Ao chegarem à América, os invasores europeus não titubearam em fundir em lingotes todo esse tesouro. – Os espanhóis não se contentaram em con- quistar Cuzco. Eles derreteram a capital inca. * Autor dos textos do livro O Ofício do Fogo.