APOSTILA MONTAGEM E INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS. Organizador: João Pereira da Silva
SENAI – MG CFP-ARG
BELO HORIZONTE, ABRIL DE 2011.
SUMÁRIO. INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS ............................................ ................................................................... ..............................................1 .......................1 O GRAU DE INSPEÇÃO DO FORNECEDOR CONSIDERA OS SEGUINTES FATORES: ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ...................................1 ...........1 Qualificação Técnica -.............................................................. -..................................................................................... ..........................................1 ...................1 O principal requisito de qualificação técnica .......................................... ................................................................. ........................... ....11 Ocorrência de Divergência (OD) –...................................................... –............................................................................. ............................... ........22 Índice de Rejeição do Fornecedor quanto à inspeção i nspeção de fabricação -................................2 Se o fornecedor se encontra em situação concordatária / se é fornecedor habitual da Empresa ............................................. .................................................................... .............................................. ............................................... ...................................2 ...........2 EXECUÇÃO DA INSPEÇÃO ............................................................ .................................................................................... ...................................2 ...........2 PRINCIPAIS PRINCIPAIS ATIVIDADES DA INSPEÇÃO INSPEÇÃO ...........................................3 ...........................................3 PAPÉL DA INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS EM OPERAÇÃO...................... OPERAÇÃO .................................4 ...........4 PAPÉL DA INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS (OUTROS)...........................................4 (OUTROS)...........................................4 PROFISSIONAIS ENVOLVIDOS .............................................. ..................................................................... ......................................4 ...............4 CONHECIMENTOS TÉCNICOS NECESSÁRIOS................................... NECESSÁRIOS.......................................................... ........................... ....44 APLICAÇÃO DA INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA:.......................... INTRUSIVA:................................................. ............................... ........44 FLUXO DE PLANEJAMENNTO PLANEJAMENNTO DE UM PROCEDIMENTO PROCEDIMENTO E INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTO .............................................. ..................................................................... .............................................. ..........................................5 ...................5 FLUXUOGRAMA DA ATIVIDADE DE INSPEÇÃO. ........................................ ...................................................6 ...........6 MÉTODOS DE INSPEÇÃO..................... INSPEÇÃO ............................................ .............................................. .............................................. ............................... ........66 INSPEÇÃO VISUAL..................... VISUAL ............................................ .............................................. .............................................. ......................................7 ...............7 INSPEÇÃO AUDITIVA .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................... ........88 INSPEÇÃO PELO TATO ............................................ ................................................................... .............................................. ............................... ........99 MECANISMOS DE DANOS ................................................................. ........................................................................................ ............................... ........99 DANOS “NÃO INSPECIONÁVEIS”.............................. INSPECIONÁVEIS”..................................................... .............................................. ........................... ....99 EQUIPAMENTOS DE PROCESSO.................................... PROCESSO........................................................... .............................................. ............................. ......10 10 MOTORES ELÉTRICOS...................................... ELÉTRICOS............................................................. .............................................. ........................................10 .................10 Pontos de inspeção motores m otores elétricos .............................................. ...................................................................... .................................11 .........11 CORREIAS TRANSPORTADORAS............... TRANSPORTADORAS...................................... .............................................. ............................................11 .....................11 Pontos de inspeção correias transportadoras ........................................... .................................................................. ...........................11 11 BALANÇA DOSADORA......................... DOSADORA................................................ .............................................. .............................................. ............................. ......12 12 Pontos de inspeção inspeção balança dosadora.......................................... dosadora................................................................. ....................................12 .............12 MANCAIS......................................................... MANCAIS.................................. .............................................. .............................................. ............................................13 .....................13 Pontos de Inspeção mancais ............................................. .................................................................... .............................................. ...........................14 14 REDUTORES DE VELOCIDADE.................................. VELOCIDADE......................................................... .............................................. ............................. ......14 14 Pontos de inspeção redutores........................................ redutores............................................................... .............................................. ............................. ......15 15 VÁLVULA ROTATIVA ............................................. ..................................................................... .............................................. ................................15 ..........15 Pontos de inspeção válvula rotativa...................................... rotativa............................................................. ............................................16 .....................16 FILTRO MANGAS DE DESEMPOEIRAMENTO DESEMPOEIRAMENTO ........................................... ............................................................16 .................16 Pontos de Inspeção filtro manga....................................... manga.............................................................. .............................................. ...........................17 17 REGUEIRAS (AIR ( AIR SLIDE) S LIDE)...................... ............................................. .............................................. .............................................. ............................. ......18 18 Pontos de Inspeção regueiras............................................................... regueiras...................................................................................... ............................. ......18 18 ELEVADORES DE CAÇAMBAS .............................................. ..................................................................... ........................................19 .................19 Pontos de Inspeção elevador de canecas ............................................. .................................................................... ............................. ......19 19 ROSCAS HELICOIDAIS ............................................ .................................................................... .............................................. ................................19 ..........19 Pontos de Inspeção transportador helicoidal ........................................... .................................................................. ...........................20 20 SEPARADOR DINÂMICO ............................................. .................................................................... .............................................. ............................. ......20 20 Pontos de Inspeção filtro ciclone.................................................. ciclone......................................................................... ....................................22 .............22
SUMÁRIO. INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS ............................................ ................................................................... ..............................................1 .......................1 O GRAU DE INSPEÇÃO DO FORNECEDOR CONSIDERA OS SEGUINTES FATORES: ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ...................................1 ...........1 Qualificação Técnica -.............................................................. -..................................................................................... ..........................................1 ...................1 O principal requisito de qualificação técnica .......................................... ................................................................. ........................... ....11 Ocorrência de Divergência (OD) –...................................................... –............................................................................. ............................... ........22 Índice de Rejeição do Fornecedor quanto à inspeção i nspeção de fabricação -................................2 Se o fornecedor se encontra em situação concordatária / se é fornecedor habitual da Empresa ............................................. .................................................................... .............................................. ............................................... ...................................2 ...........2 EXECUÇÃO DA INSPEÇÃO ............................................................ .................................................................................... ...................................2 ...........2 PRINCIPAIS PRINCIPAIS ATIVIDADES DA INSPEÇÃO INSPEÇÃO ...........................................3 ...........................................3 PAPÉL DA INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS EM OPERAÇÃO...................... OPERAÇÃO .................................4 ...........4 PAPÉL DA INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS (OUTROS)...........................................4 (OUTROS)...........................................4 PROFISSIONAIS ENVOLVIDOS .............................................. ..................................................................... ......................................4 ...............4 CONHECIMENTOS TÉCNICOS NECESSÁRIOS................................... NECESSÁRIOS.......................................................... ........................... ....44 APLICAÇÃO DA INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA:.......................... INTRUSIVA:................................................. ............................... ........44 FLUXO DE PLANEJAMENNTO PLANEJAMENNTO DE UM PROCEDIMENTO PROCEDIMENTO E INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTO .............................................. ..................................................................... .............................................. ..........................................5 ...................5 FLUXUOGRAMA DA ATIVIDADE DE INSPEÇÃO. ........................................ ...................................................6 ...........6 MÉTODOS DE INSPEÇÃO..................... INSPEÇÃO ............................................ .............................................. .............................................. ............................... ........66 INSPEÇÃO VISUAL..................... VISUAL ............................................ .............................................. .............................................. ......................................7 ...............7 INSPEÇÃO AUDITIVA .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................... ........88 INSPEÇÃO PELO TATO ............................................ ................................................................... .............................................. ............................... ........99 MECANISMOS DE DANOS ................................................................. ........................................................................................ ............................... ........99 DANOS “NÃO INSPECIONÁVEIS”.............................. INSPECIONÁVEIS”..................................................... .............................................. ........................... ....99 EQUIPAMENTOS DE PROCESSO.................................... PROCESSO........................................................... .............................................. ............................. ......10 10 MOTORES ELÉTRICOS...................................... ELÉTRICOS............................................................. .............................................. ........................................10 .................10 Pontos de inspeção motores m otores elétricos .............................................. ...................................................................... .................................11 .........11 CORREIAS TRANSPORTADORAS............... TRANSPORTADORAS...................................... .............................................. ............................................11 .....................11 Pontos de inspeção correias transportadoras ........................................... .................................................................. ...........................11 11 BALANÇA DOSADORA......................... DOSADORA................................................ .............................................. .............................................. ............................. ......12 12 Pontos de inspeção inspeção balança dosadora.......................................... dosadora................................................................. ....................................12 .............12 MANCAIS......................................................... MANCAIS.................................. .............................................. .............................................. ............................................13 .....................13 Pontos de Inspeção mancais ............................................. .................................................................... .............................................. ...........................14 14 REDUTORES DE VELOCIDADE.................................. VELOCIDADE......................................................... .............................................. ............................. ......14 14 Pontos de inspeção redutores........................................ redutores............................................................... .............................................. ............................. ......15 15 VÁLVULA ROTATIVA ............................................. ..................................................................... .............................................. ................................15 ..........15 Pontos de inspeção válvula rotativa...................................... rotativa............................................................. ............................................16 .....................16 FILTRO MANGAS DE DESEMPOEIRAMENTO DESEMPOEIRAMENTO ........................................... ............................................................16 .................16 Pontos de Inspeção filtro manga....................................... manga.............................................................. .............................................. ...........................17 17 REGUEIRAS (AIR ( AIR SLIDE) S LIDE)...................... ............................................. .............................................. .............................................. ............................. ......18 18 Pontos de Inspeção regueiras............................................................... regueiras...................................................................................... ............................. ......18 18 ELEVADORES DE CAÇAMBAS .............................................. ..................................................................... ........................................19 .................19 Pontos de Inspeção elevador de canecas ............................................. .................................................................... ............................. ......19 19 ROSCAS HELICOIDAIS ............................................ .................................................................... .............................................. ................................19 ..........19 Pontos de Inspeção transportador helicoidal ........................................... .................................................................. ...........................20 20 SEPARADOR DINÂMICO ............................................. .................................................................... .............................................. ............................. ......20 20 Pontos de Inspeção filtro ciclone.................................................. ciclone......................................................................... ....................................22 .............22
MOINHOS DE BOLAS ............................................ ................................................................... .............................................. ....................................22 .............22 Pontos de Inspeção moinho de bolas........................ bolas. .............................................. ............................................... .................................23 .........23 ESTAÇÃO DE LUBRIFICAÇÃO DOS MANCAIS DOS MOINHOS..............................25 Pontos de Inspeção estação de lubriifcação...................................... lubriifcação............................................................ ................................25 ..........25 OS ENDS – ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS............................... DESTRUTIVOS...................................................... ....................................26 .............26 O que são os Ensaios Não Destrutivos? ............................... ...................................................... ............................................26 .....................26 Quais são os Ensaios Não Destrutivos?........................................ Destrutivos?............................................................... ....................................26 .............26 Os ENDs mais utilizados uti lizados são: ................................................................. ........................................................................................ ...........................26 26 Inspeção Visual.......................................... Visual................................................................. .............................................. .............................................. ...........................26 26 Partículas Magnéticas............................................ Magnéticas................................................................... .............................................. ....................................27 .............27 Líquido Penetrante................................................. Penetrante........................................................................ .............................................. ....................................27 .............27 Ultra-som.................... Ultra-som ........................................... .............................................. .............................................. ............................................... .................................27 .........27 Radiografia Industrial........................ Industrial. .............................................. ............................................... .............................................. ................................27 ..........27 Emissão Acústica....................................... Acústica.............................................................. .............................................. .............................................. ...........................28 28 Correntes Parasitas. ........................................... .................................................................. .............................................. ........................................28 .................28 ENSAIOS MECÂNICOS.................................. MECÂNICOS......................................................... .............................................. ............................................29 .....................29 Ensaios destrutivos ............................................ ................................................................... .............................................. ........................................29 .................29 Ensaios não destrutivos ........................................................ ............................................................................... ............................................30 .....................30 ENSAIO DE DUREZA ............................................. .................................................................... .............................................. ....................................32 .............32 Dureza Rockwell ........................................... .................................................................. .............................................. ............................................32 .....................32 Dureza Rockwell superficial ........................................................ ............................................................................... ....................................33 .............33 RESUMO DE TRATAMENTOS TÉRMICOS .............................................. ...................................................................35 .....................35 FASES DO TRATAMENTO TERMICO.................... TERMICO ........................................... .............................................. ............................. ......35 35 FINALIDA.DE DO TRATAMENTO TR ATAMENTO TÉRMICO..................................................... TÉRMICO........................................................... ......35 35 TIPOS DE TRATAMENTO TÉRMICO ............................................ ................................................................... ............................. ......36 36 Tempera...................... Tempera ............................................. .............................................. .............................................. ............................................... .................................36 .........36 Revenimento.......................................................... Revenimento................................... .............................................. .............................................. ....................................36 .............36 Recozimento.....................................................................................................................36 Cementação ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ............................. ......37 37 Nitretação.................................... Nitretação........................................................... .............................................. .............................................. ........................................38 .................38 BORETAÇÃO................................................... BORETAÇÃO............................ .............................................. .............................................. ........................................38 .................38 DIFERENÇA DE RECOZIMENTO RECOZIMENTO E NORMALIZAÇÃO NORMALIZAÇÃO RECOZIMENTO .............38 NORMALIZAÇÃO.................................................. NORMALIZAÇÃO........................... ............................................... ............................................... ................................38 .........38 RESUMO DOS PRINCIPAIS AÇOS PARA CONSTRUÇÃO CONSTRUÇÃO MECÂNICA....................39 MECÂNICA ....................39 1010 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 1020 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 1045 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 9SMn28 ............................................. .................................................................... .............................................. ............................................... .................................39 .........39 12L14..................................................... 12L14............................................................................ .............................................. .............................................. ............................. ......39 39 Teluraloy............................................ Teluraloy................................................................... .............................................. ............................................... .................................39 .........39 8620 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 8640 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 4320 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 4340 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 5140 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 5160 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 6150 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................39 .................39 9260 ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................................40 .................40 52100 .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ....................................40 .............40 O QUE É O QUE É? ................................................. ........................................................................ .............................................. ........................................41 .................41 INSPEÇÃO............................................ INSPEÇÃO................................................................... .............................................. .............................................. ............................. ......41 41 INSPETOR DE FABRICAÇÃO....................... FABRICAÇÃO .............................................. .............................................. ........................................41 .................41
CONTROLE DA QUALIDADE......................................................................................41 RASTREAMENTO OU RASTREABILIDADE.............................................................41 Algumas cuidados e procedimentos:....................................................................................42 CREDENCIAMENTO.....................................................................................................42 DESENHOS E CRONOGRAMAS..................................................................................42 PEDIDO DE COMPRA ...................................................................................................42 ACESSO DO INSPETOR................................................................................................42 SOLICITAÇÃO DE INSPEÇÃO.....................................................................................42 CERTIFICADOS..............................................................................................................42 O DOSSIE – PASTA DE DOCUMENTOS.....................................................................42 GARANTIA DE QUALIDADE .....................................................................................42 TODO PROJETO É MANDATÁRIO SOBRE AS NORMAS. ......................................43 NORMAS APLICÁVEIS.................................................................................................43 EXEMPLOS DE NORMAS APLICADAS A VASO DE PRESSÃO: ...........................43 PONTO DE ESPERA OBRIGATÓRIO(“hold point”)....................................................44 PONTO DE OBSERVAÇÃO (“WITNESS POINT”) .....................................................44 PONTO DE AUDITORIA OU DE MONITORAÇÃO (“SPOT WITNESS / MONITORING”) .............................................................................................................44 PONTO DE VERIFICAÇÃO DE DOCUMENTOS (“REVIEW DOCUMENTS”).......44 COMUNICADO DE LIBERAÇÃO DE MATERIAL (CLM) ........................................44 COMUNICADO DE REJEIÇÃO DE MATERIAL (CRM)............................................44 RELATÓRIO DE INSPEÇÃO (RI) .................................................................................44 PEDIDO DE COMPRAS E SERVIÇOS (PCS)OU RC( REQUISIÇÃO DE COMPRAS) ..........................................................................................................................................45 CLASSIFICAÇÃO DOS DEFEITOS..............................................................................45 SITUAÇÕES ONDE SE APLICAM INSPEÇÃO DE FABRICAÇÃO..........................45 TERMOS USUAIS EM INSPEÇÃO DE FABRICAÇÃO..................................................45 ASPECTOS DE CONDUTA ...........................................................................................45 REQUISITOS BÁSICOS PARA CREDENCIAMENTO DO INSPETOR DE FABRICAÇÃO ................................................................................................................46 NORMAS APLICÁVEIS.................................................................................................46 INSPEÇÃO DE RECEBIMENTO...................................................................................46 INSPEÇÃO DE RECEBIMENTO...................................................................................46 INSPEÇÃO DE RECEBIMENTO...................................................................................46 EXERCÍCIO:....................................................................................................................47 INFORMAÇÕES SOBRE DE UM VASO DE PRESSÃO .............................................47 O PROJETO .....................................................................................................................47 DEFINIÇÕES PARA O PROJETO .................................................................................47 PROJETO TÉRMICO ......................................................................................................48 PROJETO MECÂNICO...................................................................................................48 Etapas do Projeto..............................................................................................................48 2.5- PROJETO DAS PEÇAS INTERNAS.......................................................................48 ACOMPANHAMENTO DO PROJETO .........................................................................49 EMISSÃO DA REQUISIÇÃO DE MATERIAL.............................................................49 PROJETO PARA FABRICAÇÃO...................................................................................49 OUTRAS ETAPAS DO PROJETO .................................................................................49 INSPEÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE ..............................................................49 INFORMAÇÕES A SER REPASSADAS AOS OUTROS PROJETOS ........................50 DEFINIÇÃO DE ESPESSURAS DE CASCOS E TAMPOS .........................................50 ANEXOS:.............................................................................................................................51 MAHLE Aquisição de Máquinas e Equipamentos...........................................................51
MAHLE Operação e Inspeção de Equipamentos de Levantamento e Movimentação de Cargas ...............................................................................................................................51 MAHLE Reforma e Alteração de Máquinas, Equipamentos, Layout e Processos ..........51 PR-100 caderno de consulta .............................................................................................51 PR-101 montagem de máquinas calibração de relógio comparaddor ..............................51 PR-102 controle dimensional calibração de micrômetro externo ....................................51 PR-103 controle dimensional metodo de medicao de espessura ......................................51 PR-104 montagem de máquinas nivelamento de base de máquinas ................................51 PR-105 controle dimensional processo de medição de peça vazada................................51 PR-107 controle dimensional medição de engrenagens cilíndricas de dentes retos........51 PR-108 controle dimensional medição de tolerâncias geométricas ................................51 PR-109 controle dimensional medição de roscas externas...............................................51 PR-110 controle dimensional processo de medição de furo e eixo ..................................51 PR-111 montagem de máquinas nivelamento de bases e alinhamento de eixos de máquinas...........................................................................................................................51 PR-111 montagem de máquinas nivelamento de bases e alinhamento de eixos de máquinas...........................................................................................................................51 PR-112 controle dimensional nós de estruturas tubulares após soldagem.......................51 PR-113 montagem de máquinas análise de vibrações mecânicas...................................51 PR-114 controle dimensional gabaritos de forma para vasos de pressão.........................51 PR-115 controle dimensionalmedição de vaso de pressão...............................................51 PR-120 roteiro para inspeção de tanques aéreos .........................................................51 Reservatórios – desenhos de tanques verticais.................................................................51 Reservatórios – desenhos de tanques horizontais.............................................................51
INDICE REMISSIVO.
INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS
Acesso do inspetor Acompanhamento do projeto Alguns cuidados e procedimentos: Aplicação da inspeção não intrusiva: Aspectos de conduta Balança dosadora Boretação Caderno de consulta Cementação Certificados Classificação dos defeitos Comunicado de liberação de material (CLM) Comunicado de rejeição de material (CRM) Conhecimentos técnicos necessários Controle da qualidade Controle dimensional - medição de vaso de pressão Controle dimensional calibração de micrômetro externo Controle dimensional gabaritos de forma para vasos de pressão Controle dimensional medição de engrenagens cilíndricas de dentes retos Controle dimensional medição de roscas externas Controle dimensional medição de tolerâncias geométricas Controle dimensional método de medição de espessura Controle dimensional nós de estruturas tubulares após soldagem Controle dimensional processo de medição de furo e eixo Controle dimensional processo de medição de peça vazada Correias transportadoras Correntes parasitas. Credenciamento Danos “não inspecionavam” Definição de espessuras de cascos e tampos Definições para o projeto Desenhos e cronogramas Diferença de recozimento e normalização recozimento Dureza rockwell Dureza rockwell superficial Elevadores de caçambas Emissão acústica Emissão da requisição de material Ensaio de dureza Ensaios destrutivos Ensaios mecânicos Ensaios não destrutivos Equipamentos de processo. Estação de lubrificação dos mancais dos moinhos Etapas do projeto Execução da inspeção Exemplos de normas aplicadas a vaso de pressão: Exercício: Fases do tratamento térmico filtro mangas de desempoeiramento Finalidade do tratamento térmico Fluxo de planejamento de um procedimento e inspeção de equipamento Fluxograma da atividade de inspeção.
Pág 42 49 42 4 45 12 38 51 37 42 45 44 44 4 41 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 11 28 42 9 50 47 42 38 32 33 19 28 49 32 29 29 30 10 25 48 2 43 47 35 16 35 5 6
Garantia de qualidade Grau de inspeção do fornecedor considera os seguintes fatores: Índice de rejeição do fornecedor quanto à inspeção de fabricação Informações a ser repassadas aos outros projetos Informações sobre de um vaso de pressão Inspeção Inspeção auditiva Inspeção de recebimento Inspeção de recebimento Inspeção de recebimento Inspeção e controle de qualidade Inspeção pelo tato Inspeção visual Inspeção visual. Inspetor de fabricação Líquido penetrante. MAHLE aquisição de máquinas e equipamentos MAHLE operação e inspeção de equipamentos de levantamento e movimentação de cargas MAHLE reforma e alteração de máquinas, equipamentos, layout e processos. Mancais Mecanismos de danos Métodos de inspeção Moinhos de bolas Montagem de máquinas análise de vibrações mecânicas Montagem de máquinas calibração de relógio comparado Montagem de máquinas nivelamento de base de máquinas Montagem de máquinas nivelamento de bases e alinhamento de eixos de máquinas Montagem de máquinas nivelamento de bases e alinhamento de eixos de máquinas Motores elétricos Nitretação Normalização Normas aplicáveis Normas aplicáveis O dossiê – pasta de documentos O principal requisito de qualificação técnica O projeto O que é o que é? O que são os ensaios não destrutivos? Ocorrência de divergência (OD) Os ENDS – ensaios não destrutivos. Os ENDS mais utilizados são: Outras etapas do projeto Papel da inspeção de equipamentos (outros) Papel da inspeção de equipamentos em operação Partículas magnéticas. Pedido de compra Pedido de compras e serviços (PCS) ou RC (requisição de compras) Ponto de auditoria ou de monitoração (“spot witness / monitoring”) Ponto de espera obrigatório (“hold point”) Ponto de observação (“witness point”) Ponto de verificação de documentos (“review documents”) Pontos de inspeção balança dosadora Pontos de inspeção correias transportadoras Pontos de inspeção elevador de canecas Pontos de inspeção estação de lubrificação Pontos de inspeção filtro ciclone
42 1 2 50 47 41 8 46 46 46 49 9 7 26 41 27 51 51 51 13 9 6 22 51 51 51 51 51 10 38 38 43 46 42 1 47 41 26 2 26 26 49 4 4 27 42 45 44 44 44 44 12 11 19 25 22
Pontos de inspeção filtro manga. Pontos de inspeção mancais Pontos de inspeção moinho de bolas. Pontos de inspeção motores elétricos Pontos de inspeção redutores Pontos de inspeção regueiras Pontos de inspeção transportadores helicoidal Pontos de inspeção válvula rotativa Principais atividades da inspeção Profissionais envolvidos Projeto das peças internas Projeto mecânico Projeto para fabricação Projeto térmico Quais são os ensaios não destrutivos? Qualificação técnica Radiografia industrial. Rastreamento ou rastreabilidade Recozimento Redutores de velocidade Regueiras (air slide) Relatório de inspeção (RI) Requisitos básicos para credenciamento do inspetor de fabricação Reservatórios – desenhos de tanques horizontais Reservatórios – desenhos de tanques verticais Resumo de tratamentos térmicos Resumo dos principais aços para construção mecânica Revenimento Roscas helicoidais Roteiro para inspeção de tanques aéreos Se o fornecedor se encontra em situação concordatária / se é fornecedor habitual da empresa Separador dinâmico Situações onde se aplicam inspeção de fabricação Solicitação de inspeção Teluraloy Tempera Termos usuais em inspeção de fabricação Tipos de tratamento térmico Todo projeto é mandatário sobre as normas. Ultra-som Válvula rotativa
17 14 23 11 15 18 20 16 3 4 48 48 49 48 26 1 27 41 36 14 18 44 46 51 51 35 39 36 19 51 2 20 45 42 39 36 45 36 43 27 15
INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS A inspeção de equipamentos é uma maneira eficaz de PREVER e PREVENIR Falhas ou Quebras. Prever, é ver antecipadamente. Prevenir é intervir antecipadamente, ou seja; evitar. É muito importante para o sucesso do projeto que a disponibilidade operacional do seja maximizado ao extremo. Depois da correta instalação e montagem da máquinas isto poderá ser conseguido com o correto planejamento da manutenção preventiva. As inspeções diárias nos equipamentos através do monitoramento das condições de funcionamento de uma máquina. A liberação da máquina para iniciar a produção, depende, por muitas vezes, de uma rigorosa avaliação prévia de certos requisitos de desempenho e de qualidade do produto que está sendo avaliado. Os elementos de máquinas colocados em determinada máquina, deverão ser catalogados para uma observação mais detalhada para que se possa descrever sua depreciação e como estas alterações poderão atingir o equipamento. Mancais de rolamento, pontos de lubrificação, alinhamento e balanceamento de rotores e eixos, são pontos de grande importância nesta observação, isto porque: 1. a constatação de uma falha em um mancal de rolamento, do aumento na vibração ou na temperatura da máquina, ainda em seu estágio inicial, permite planejar a sustituição ou correção do problema nos componentes das máquinas, de modo que não interfira na produtividade, evitando uma parada mais extensa devido à quebra de um dos seus componentes. 2. Os mancais de rolamento que funcionam em ambientes críticos (com possibilidade de variação brusca ou de grandes diferenças de temperatura) devem ser monitorados, inclusive com o controle da contaminação do lubrificante. Devemos estar atentos aos sinais apresentados pelos mancais de rolamentos e componentes rotativos. 3. Vibração, ruído e aumento de temperatura são pontos de observação numa inspeção de equipamentos. correias, correntes, elementos de vedação como gaxetas e selos mecânicos devem ser incluídos na folha de verificação para controle diário da condição do equipamento. Como se vê, a inspeção de máquinas e equipamentos oferece inumeras oportunidades, seja na fase de fabricação, montagem ou mesmo na manutenção.
O GRAU DE INSPEÇÃO DO FORNECEDOR CONSIDERA OS SEGUINTES FATORES: Qualificação Técnica - indica se o fornecedor atende satisfatoriamente aos requisitos necessários à sua qualificação técnica. Nesse caso consideraremos a Qualificação Técnica como adequada.
O principal requisito de qualificação técnica é a sua adequação às Normas ISO série 9000, constatada através da apresentação de certificação emitida por entidade certificadora reconhecida no país de origem, ou por avaliação técnica efetuada pela própria CONTRATANTE, dependendo da linha de fornecimento, poderão ser exigidos requisitos complementares, tais como testes de desempenho operacional, certificados de homologação de máquina, ou de processo de produto, etc. -1-
Ocorrência de Divergência (OD) – quando é detectado que o fornecedor entregou produtos (Bens, serviços, materiais, etc) com divergências técnicas daquelas contratadas;
Índice de Rejeição do Fornecedor quanto à inspeção de fabricação afere a confiabilidade do Sistema da Qualidade do fornecedor, através da medição, pelo órgão inspetor, da relação eventos rejeitados/eventos acompanhados;
Se o fornecedor se encontra em situação concordatária / se é fornecedor habitual da Empresa - quando foi que forneceu, qual é garantia de o produto ou serviço contratatado será de fato entregue. A sistemática para indicação do Grau de Inspeção do Fornecedor para cada material de sua linha de fornecimento, através da Matriz do Quadro IV, é a seguinte: 1. Verificar se o fornecedor está em situação falimentar. Em caso positivo, o Grau de Inspeção será rigoroso para toda a sua linha de fornecimento; 2. Verificar a Qualificação Técnica do fornecedor. Se não for adequada, o Grau de Inspeção será rigoroso para toda a sua linha de fornecimento; 3. Verificar se o seu Índice de Rejeição está alto. Em caso positivo, o Grau de Inspeção será rigoroso para toda a sua linha de fornecimento; 4. Verificar a existência de OD no fornecedor, para Bens (Materiais) similares ao que está em análise. Em caso positivo, o Grau de Inspeção do fornecedor para o material em análise será rigoroso; 5. Não existindo OD para Bens (Materiais) similares ao que está em verificação, devese analisar em conjunto as colunas OD para Outros Fornecimentos, Índice de Rejeição do Fornecedor e Compras nos Últimos 12 meses pelas áreas de Suprimento, obter o Grau de Inspeção do fornecedor para o material em análise, através da última coluna. 6. O fornecedor quando do primeiro fornecimento, obrigatóriamente o grau de inspeção da família do material objeto do fornecimento será RIGOROSO.
EXECUÇÃO DA INSPEÇÃO Execução da inspeção de fabricação para Pedidos de Compra pelos inspetores da CONTRATANTE ou por empresa de inspeção contratada diretamente pela Empresa deeverão ser cumpridas as seguintes etapas dentro do processo de inspeção de fabricação: 1. O fornecedor deverá comunicar ao Órgão Inspetor, indicado no CONTRATO, com antecedência mínima de 05 (cinco) dias úteis, a data a partir da qual o Bem estará disponível para ser inspecionado. O início da inspeção ocorrerá em até 05 (cinco) dias úteis após esta data. Ocorrendo impossibilidade da CONTRATANTE realizar a inspeção, o Órgão Inspetor comunicará ao FORNECEDOR a nova data, mantendo-se em vigor as demais condições contratuais. 2. Para o FORNECEDOR com instalações fabris localizadas no exterior, a comunicação ao Órgão Inspetor deverá ter a antecedência mínima de 10 (dez) dias úteis. 3. Para inspeções onde há necessidade do órgão inspetor estar residente, mediante procedimentos estabelecidos na etapa de planejamento de inspeção, o fornecedor nacional deve encaminhar ao órgão inspetor, até a quinta-feira da semana anterior, a programação semanal dos eventos assinalados no Plano de Inspeção e Testes, como pontos de espera. Serão aceitos desvios, de no -2-
máximo 20% da programação proposta, desde que informados com até 24 horas de antecedência. Esses desvios devem ser reprogramados, seguindo os mesmos critérios acima. Para os fornecedores estrangeiros vale a mesma regra, com exceção da primeira programação semanal, que deve ser informada com dez dias úteis de antecedência. 4. Cabe ressaltar que esses prazos estabelecidos, tanto para a informação pelo fornecedor da disponibilidade do material para inspeção, quanto de sua realização pelo órgão ou empresa inspetora, são necessários, visto que os recursos humanos do empresa inspetora parasão limitados e quaisquer desvios da programação incorrem em custos extras, pela necessidade de remanejamento de pessoal. 5. É responsabilidade do fornecedor manter disponível para o empresa inspetora paratodas as condições necessárias para a realização das inspeções, tais como: 6. acompanhamento por pessoal responsável no seu controle de qualidade pela etapa que está sendo inspecionada, para prestar todas as informações necessárias; 7. instrumentação/equipamentos necessários para a realização da inspeção, devidamente calibrados e dentro dos prazos de validade; 8. desenhos de fabricação, procedimentos internos, certificações, especificações, normas técnicas ou qualquer outra documentação técnica relacionada ao material e processo sob inspeção, disponíveis (e devidamente aprovados pela CONTRATANTE quando o contrato assim exigir); 9. material devidamente preparado para a realização da inspeção; 10. nas inspeções do tipo “C”, mediante acordo prévio, o fornecedor deverá manter à disposição do empresa inspetora parauma sala devidamente arejada contendo no mínimo, mesas, cadeiras, armário e extensão telefônica, para seu uso; 11. o inspetor da CONTRATANTE ou da empresa inspetora contratada deve manter conduta condizente com sua atividade, devendo quaisquer desvios serem imediatamente comunicados à gerência do órgão responsável pela atividade de inspeção; 12. se os prazos estipulados para a realização da inspeção não forem cumpridos pelo órgão ou empresa inspetora, o fornecedor terá o direito de pleitear, junto ao órgão da CONTRATANTE gerenciador do contrato, a prorrogação do contrato pelo número de dias referentes a esse atraso; 13. O fabricante deverá apresentar a empresa inspetora, para análise, todos os Registros de Não-Conformidades - RNC ocorridos no decorrer do processo de fabricação. Aqueles RNC que envolvam soluções de engenharia, que alterem o projeto original ou que venham de encontro à Requisição ou Especificação Técnica originais, deverão ser submetidos pela empresa inspetora para aprovação do requisitante; 14. Como decorrência da atividade de inspeção, serão emitidos pelo empresa inspetora os seguintes documentos:
PRINCIPAIS PRINCIPAIS ATIVIDADES DA INSPEÇÃO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
programar e efetuar inspeções, exames e ensaios necessários; comparar os resultados com padrões e tomar decisões; registrar as inspeções (histórico de inspeção); determinar a vida remanescente; analisar causas de deterioração e falhas. controlar qualidade de reparos e alterações; desenvolver propostas melhorias para minimizar deterioração; desenvolver novas técnicas de inspeção; -3-
PAPÉL DA INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS EM OPERAÇÃO 1. 2. 3. 4. 5.
acompanhar e registrar as condições físicas dos equipamentos, desde sua fabricação até seu descarte, assegurando condições seguras de operação / funcionamento.
PAPÉL DA INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS (OUTROS) 1. 2. 3. 4.
extender a evida dos ativos além do limite estabelecidos no projeto; reduzir paradas inesperadas da produção, aumentando consequentemente a confiabilidade e a produtividade; reduzir vazamentos e descontroles operacionais contribuindo para a preservação do meio ambiente; 5. melhorar a qualidade dos produtos / serviços através da manutenção dos parâmetros operacionais; 6. redução de custos decorrentes de prêmios com seguro, perdas de produção etc.
PROFISSIONAIS ENVOLVIDOS A ATIVIDADE ENVOLVE DOIS TIPOS A ATIVIDADE ENVOLVE DOIS TIPOS DE PROFISSIONAIS: 1- nível técnico conhecido como técnico de inspeção ou inspetor de equipamentos. 2- engenheiros mecâncos, metalúrgicos, de materiais ou químicos. NOTA: ALGUMAS ESPECIALIDADE EXIGEM QUALIFICAÇÃO /CERTIFICAÇÃO COMO É O CASO DOS INSPETORES DE END, SOLDAGEM E PINTURA.
CONHECIMENTOS TÉCNICOS NECESSÁRIOS 1- projeto e características funcionais de equipamentos ... 2- resistência dos materiais; 3- metalurgia e seleção de materiais; 4- termodinâmica, transmissão de calor 5- metrologia e outras técnicas dimensionais; 6- noções de desenho técnico; 7- soldagem; 8- corrosão e deterioração de materiais; 9- oxidação e processos de deterioração a altas temperaturas ; 10- pintura, metalização, proteção catódica .... 11- ensaios mecânicos; 12- ensaios não destrutivos; 13- noções de segurança e da regulamentação pertinente. NÃO DEVEMOS SUBESTIMAR OS EFEITOS DA DESPRESSURIZAÇÃO E EXPLOSÕES
APLICAÇÃO DA INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA: – para equipamentos de baixa criticalidade onde o uso total de INI pode ser justificado; – para dilatar os prazos requeridos para inspeção intrusiva – para monitorar descontinuidades existentes ou regiões críticas – para planejar paradas de manutenção -4-
Inspeção Intrusiva: 1. amplamente usada 2. aceita pela industria e entidades reguladoras 3. com conceitos bem conhecidos 4. requer parada do equipamento 5. propicia perdas de produção e lucros cessantes 6. requer limpeza do interior do equipamento 7. evitar riscos de explosão com a entrada de inspetores
Inspeção Não-Intrusiva (INI): 1. grande potencial de redução de custos não requer que equipamento seja retirado de operação 2. emprega moderNas técnicas de inspeção com capacidade de detecção (maior sensibilidade) 3. fornece informações importantes para as paradas programadas 4. A metodologia não é amplamente aceita pela industria e entidades reguladoras 5. necessita de justificativa para aplicação 6. existem pouquíssimas guias indicando como executar e como justificar seu uso
RESULTADOS DESTACÁVEIS INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA: • métodos INI geralmente são mais dispendiosos que a inspeção interna • economia vem da não abertura do equipamento • na maioria dos equipamentos não há vantagem econômica de empregar a metodologia INI • aplicação necessita de pesquisa e validação prévia de técnicas e procedimentos para inspecionar áreas de difícil acesso propensas a danos • Informações requeridas (INI): • definir métodos END aplicáveis a determinados tipos de descontinuidades (Profissional nível 3 de END) • definir áreas criticas, pois inspeção em todo o equipamento geralmente é impraticável (PH) • precisa-se informações mais precisas dos potenciais tipos de degradação que aqueles normalmente utilizados (semelhante a IBR quantitativa – especialista de materiais e de operação) para cada zona a efetividade requerida da inspeção é determinada (fluxograma)
FLUXO DE PLANEJAMENNTO DE UM PROCEDIMENTO E INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTO
-5-
FLUXUOGRAMA DA ATIVIDADE DE INSPEÇÃO. FLUXOGRAMA DA AVALIAÇÃO DE INTEGRIDADE MONITORAMENTO POR EA E ANÁLISE
AREAS ATIVAS
RESULTADO
AREAS INATIVAS
MAPEAMENTO E CLASSIFICAÇÃO DAS ÁREAS ATIVAS PARA APLICAÇÃO DE END E DIMENSIONAMENTO
APLICAÇÃO DE END
AVALIAÇÃO PELA MECÂNICA FRATURA
REPARO
DECISÃO
PERIODICIDADE DE INSPEÇÃO
Em última análise a presença de danos significativos em equipamentos industriais tem como resultado o surgimento de fissuramentos e trincas.
MÉTODOS DE INSPEÇÃO Quanto aos métodos e formas de inspeção, existem diversos tipos. A seguir são relacionados aqueles que chamamos de métodos e ensaios “NÃO DESTRUTIVOS”, isto porque não precisamos “sacrificar” a peça para inspecioná-la:
Medição de vibração – A finalidade deste ensaio é a detecção prematura de anomalias de operação em virtude dos vários tipos de problemas, tais como falta de balanceamento das partes rotativas, rolamentos e polias, e folgas, O instrumento comumente utilizado nesta inspeção chama-se acelerômetro que utiliza um sistema transdutor de vibrações mecânicas em sinais elétricos. Medição de temperatura – Geralmente utiliza-se medidores de temperatura portáteis (por radiação). Inspeção Termográfica - é uma técnica realizada com a utilização de sistemas infravermelhos (radiômetros, visores térmicos ou termovisores), para a medição de temperaturas ou observação de padrões diferenciais de distribuição de calor, com o objetivo de propiciar informações relativas à condição operacional de um componente, equipamento ou processo. Análise de lubrificantes (Óleo, Graxa) - Esta técnica permite definir a vida útil do lubrificante, através das condições físico-químicas, identifica contaminações, facilita o monitoramento de desgastes de equipamentos. Análise por Ultra-som - A principal finalidade deste ensaio é a detecção de descontinuidades internas em materiais ferrosos e não ferrosos, metálicos e não -6-
metálicos, através da introdução de um feixe sônico com características compatíveis com a estrutura do material a ser ensaiado. Análise por Raio-X – Analise feita por uma fonte de radiação, que pode ser natural ou artificial, de um objeto (peça) e um meio de registro, pode ser empregado para detectar descontinuidades internas em diversos materiais. Inspeção Líquido penetrante – É um método para a detecção de descontinuidades abertas na superfície de materiais sólidos e não porosos. Este método emprega um líquido penetrante, o qual é aplicado na superfície, penetrando nas descontinuidades. Após um determinado tempo de penetração, o excesso é removido, aplica-se um revelador e é feita a observação das descontinuidades através da observação do vazamento do líquido penetrante.
Todos os tipos de inspeção citados acima requerem instrumentos específicos de custo considerável, e pessoas habilitadas, treinadas, capacitadas para a tarefa. Para a escolha do tipo adequado a ser utilizado, é necessário considerar a realidade e necessidade da operação proposta. Certamente a necessidade e realidade da inspeção em aeronaves é bem distinta da necessária em uma britagem. Portanto, iremos citar e comentar sobre formas de inspeção mais primárias, porém não menos importantes. Mas é bom esclarecer, mesmo antes de citá-las que trataremos de métodos que não são tão eficientes como os citados nos tópicos anteriores. Pois são métodos que detectam algo que já está errado na máquina, sendo assim, há de ser considerado que a falha já esta instalada, mas podemos ainda PREVENIR a Quebra.
INSPEÇÃO VISUAL Dentre estes métodos podemos citar inicialmente o da Inspeção Visual, este é um dos mais antigos praticados nos setores industriais, pode ser realizado a olho nú. Não existe nenhum processo industrial em que a inspeção visual não esteja presente, simplicidade de realização e baixo custo operacional são as características deste método, mas que mesmo assim requer uma técnica apurada, obedece a sólidos requisitos básicos que devem ser conhecidos e corretamente aplicados, mas a familiarização do Inspetor com o ambiente de inspeção é o quesito principal, para obter-se um bom resultado. Vantagens: Baixo Custo; Resultados imediatos; Pouca habilidade requerida; Mínimo preparo da peça.
Desvantagens: Adequado somente para superfícies expostas; Geralmente só detecta defeitos maiores; Má interpretação de trincas ou ranhuras.
-7-
Apesar de ser considerada uma técnica subjetiva, o uso da visão é fundamental para definição de equipamentos, componentes e estruturas. A necessidade de realizar a inspeção nos internos sem desmontagem dos equipamentos, de permitir a visualização em locais de difícil acesso,além de possibilitar conforto para quem vai fazer a inspeção, propiciou o surgimento de diversos equipamentos/instrumentos de reflexão e ópticos. Inspeção Interna::
Pontas de prova de 2 a 15 mm de diâmetro. Pontas de prova refletivas. Espelhos manuais. Endoscópio. Fibras ópticas. Lupa manual. Lentes. Microscópios. Periscópios. Pontas de prova de segurança. Inspeção de equipamentos rotativos e tubulações.
Endoscópios são constituídos por uma microcâmera e microlâmpada montadas na extremidade de um cabo flexível. A câmera capta a imagem do objeto de interesse e a envia, através do cabo, a uma central, onde pode ser visualizada. As fibras permitem que uma imagem seja transmitida por um tubo flexível. Esse mesmo tubo pode também proporcionar iluminação na outra direção. Isso permite que peças situadas em locais de difícil acesso possam ser alcançadas, para uma inspeção iluminada.
INSPEÇÃO AUDITIVA O ouvido, a audição é uma importante ferramenta de inspeção e detecção, principalmente quando o Inspetor já está familiarizado com os sons emitidos pelas máquinas que o cercam. Vantagens:
Baixo Custo; Resultados imediatos; Pouca habilidade requerida Desvantagens:
Geralmente só detecta defeitos maiores; -8-
Má interpretação dos sons emitidos, principalmente quando existem várias maquinas funcionando simultaneamente no mesmo local.
INSPEÇÃO PELO TATO A inspeção pelo Tato (pelo Toque) pode nos fornecer vários sinais de falhas, ao tocar num mancal, por exemplo, podemos perceber simultaneamente a temperatura e vibração desta peça, qualquer temperatura que impossibilite um toque prolongado será alvo de atenção. Vantagens:
Baixo Custo; Resultados imediatos; Pouca habilidade requerida Desvantagens:
Geralmente só detecta defeitos maiores; Má interpretação dos sinais de vibração e temperatura emitidos pela máquina. Obs.: As desvantagens citadas acima ficarão menores se o Inspetor já estiver familiarizado com a máquina, se ele constantemente tem contato com o equipamento e regularmente faz este tipo de avaliação, certamente os riscos de má interpretação serão menores.
MECANISMOS DE DANOS Outro ponto importante para compreensão do assunto é sobre os mecanismos de Danos aos equipamentos, que podem ser chamados também de “modos de falhas”, tais mecanismos variam conforme a natureza da operação. Danos “Inspecionáveis” Para entendê-lo vamos tomar como exemplo os danos por avarias em correias de acionamento. As avarias (rompimentos) de correias de acionamento ocorrem devido: À grande quantidade de pó em suspensão, causado por vazamentos em calhas, entrando entre os canais e as correias causando desgaste acelerado da polias, que certamente irão causar rompimentos das correias de acionamento. No caso de filtro mangas, percebe-se que quando o mesmo está cheio, o ao abrí-lo derrama material sobre o conjunto de acionamento do ventilador do filtro. Ao derrame de materiais graúdos por calhas furadas, correias em nível superior desalinhadas, ou por engaiolamentos, o que provoca a queda deste material sobre o conjunto de acionamento, causando o rompimento das correias de acionamento. Vale Lembrar que isto dificilmente irá ocorrer se o conjunto estiver protegido pela proteção metálica.
DANOS “NÃO INSPECIONÁVEIS” Os mecanismos de danos “não inspecionáveis” também levam a falhas, e muitas vezes são mais difíceis de serem detectados e compreendidos, são eles: 1. Erros Humanos, por desatenção; 2. Erros de operação, causados por imperícia na tarefa a ser executada (da máquina a ser operada); 3. Erros de projeto; 4. Desastres naturais; 5. Atos deliberados contra o equipamento (sabotagem). -9-
Percebam que neste texto a palavra “Familiarização” foi usada diversas vezes como requisito básico para a correta utilização dos métodos descritos, e certamente ninguém tem maior convivência com a máquina do que o operador. Na realidade, não sei se todos já pensaram desta forma, mas para operar uma máquina, é preciso “entendê-la”, o equipamento se comunica com você (ou pelo menos tenta), geralmente ele muda de comportamento quando “adoece”, nesta situação ele pede socorro, e quando você não o escuta, ele grita (vibra), ele desalinha (pra chamar sua atenção), ele sente febre (temperatura alta em rolamentos, conjuntos de lubrificação, motores etc.), ele consome óleo em excesso pra suprir a debilidade de algum “órgão” interno, que ainda não tínhamos detectado. Portanto há necessidade de escutar, perceber, conviver com o equipamento, mas acima de tudo há necessidade de além de ouvir, interpretar o que a máquina está tentando nos transmitir. Um procedimento que facilita a correta inspeção dos equipamentos é o check-list , no nosso caso chamaremos de “Rotas de Inspeção”, este procedimento propicia a padronização das tarefas, estabelecendo uma rotina onde partimos do pressuposto que todos os Operadores (inspetores) irão cumpri-la igualmente, o que minimiza as diferenças entre os envolvidos. E acima de tudo propicia a tão ressaltada “Familiarização” do homem com a máquina, pois periodicamente cumpre-se um roteiro pré-estabelecido, com itens já definidos. A partir do momento que os Senhores aceitem e entendam este conceito, a inspeção com certeza será mais produtiva.
EQUIPAMENTOS DE PROCESSO. Passemos a avaliar os principais equipamentos envolvidos em processos, o princípio de funcionamento de cada um deles, suas principais características, bem como os pontos que devem ser inspecionados, a periodicidade da inspeção e como fazê-la.
MOTORES ELÉTRICOS Todos os equipamentos que iremos mencionar são acionados eletricamente, por esta razão nada mais justo que iniciarmos este capítulo tratando deste equipamento, mas da forma mais básica possível, pois o objetivo principal deste trabalho é focar na inspeção primária. Na figura, logo abaixo, podemos ver um motor e seus principais componentes.
- 10 -
Detalhes motor elétrico
Pontos de inspeção motores elétricos
A caixa de ligação merece atenção, pois se estiver mal fechada, ou aberta, as emendas dos fios ficarão expostas, facilitando o surgimento de curtos-circuitos. A base para fixação deverá ser inspecionada, pois uma base mal fixada causa desalinhamento e vibração, logicamente que também o excesso de vibração da máquina pode causar o afrouxamento dos parafusos da base. A tampa traseira do motor tem que estar devidamente fixada para evitar acidentes e quebra da ventoinha, outro ponto importante é que esta tampa tem que estar com a tela desobstruída para dar passagem do ar de refrigeração que resfriará o motor. As aletas de refrigeração não podem estar com material compactado nos vãos, desta forma não haverá o resfriamento da carcaça do motor. O mecanismo de refrigeração destes equipamentos é simples; o ar é succionado pela ação da ventoinha, passa pela tela da tampa traseira, em seguida é lançado pela mesma ventoinha para os vãos das aletas, onde o calor proveniente do trabalho do motor contido na carcaça, está se dissipando, existe então uma troca térmica, que manterá o motor com temperaturas aceitáveis de operação.
Obs.: A simples limpeza da carcaça e da tela da tampa traseira do motor é importante para a
vida útil deste equipamento.
CORREIAS TRANSPORTADORAS Principio de Funcionamento Equipamento utilizado nos mais diversos tipos de operações possui características técnicas que permitem sua aplicação em sistemas de transportes e elevação de materiais de pequeno, médio e grande porte, tais como: grãos de soja e açúcar, fertilizantes, minérios etc., a depender de sua adequada configuração e dimensionamento.
- 11 -
Pontos de inspeção correias transportadoras O transportador de correia envolve uma série de fatores que tem influência direta na vida útil deste equipamento, um dos principais pontos a ser constantemente observado é o Alinhamento, pois a correia desalinhada corre sérios riscos de danos, haja visto que assim, poderá encostar na estrutura metálica, e ou gerar vazamentos de material que poderá cortar ou danificar a mesma, para evitar este desvio é necessário conhecer as causas mais comuns: Tensão da correia sobre os roletes e tambores. Rolos travados ou impregnados de sujeira. Estrutura de acionamento (vigas, colunas) apresenta deformidades, desalinhamentos e ou desnivelamentos. Revestimentos dos rolos gastos Sistema auto-alinhante inoperante Carga do contrapeso sub-dimensionada. Umidade excessiva nos rolos Descarga descentralizada de material dos chutes de transferência sobre a correia. Citamos acima os mecanismos que causam o desalinhamento, porém logo abaixo, iremos mencionar alguns pontos (inclusive alguns já citados anteriormente) que além de causar o desalinhamento podem causar outras avarias na correia transportadora: Estrutura - Averiguar se por choques acidentais com máquinas móveis ou rompimentos de soldas, não esta desnivelada ou desalinhada. Rolos e Roletes - Averiguar se não estão travados, ou sujos, ou com revestimentos gastos e desuniformes, o que pode levar a correia a “patinar”. Raspadores (de cabeceira e em V no rolo de cauda)- Averiguar se estão atuando corretamente, ou com as borrachas, ou outros dispositivos de limpeza/raspagem gastos, desta forma pedras poderão alcançar o rolo de cauda e danificar a correia. Esticadores, automático (contrapeso) e manual (parafusos e tirantes)- Checar se estão fornecendo tensão mínima necessária para evitar o deslize da correia sobre o rolo de acionamento, ou sobre o próprio rolo de cauda. Esticadores do conjunto de acionamento da correia - Verificar se está transmitindo a força motriz entre motor e redução, pois caso o esticador não esteja atuando corretamente, haverá deslize das correias de acionamento sobre as polias, causando avarias das correias, desgaste acentuado dos canais das polias e deficiência no transporte da correia transportadora, causando entupimentos de chutes e desarmes do equipamento. Beirais Metálicos - Os beirais têm por função conter e orientar o fluxo de material, principalmente em operação de britagem, quando trabalhamos com materiais de grande bitola, os beirais são importantíssimos, pelo histórico de nossa empresa há necessidade de inspeção constante nestes acessórios, pois é freqüente o registro de quebras em soldas de suportes, quando o beiral pode encostar na correia e danificá-la. Guias Laterais- Assim como os beirais metálicos, as guias tem por função conter e orientar o fluxo de material, geralmente estas guias estão dispostas abaixo do chute de transferência de uma correia para outra. Estas guias são confeccionadas em borracha, devem ser ajustadas regularmente evitando a passagem e o acúmulo de material entre a correia e a mesma, o que causaria um desgaste localizado em toda a extensão do transportador. Além disto, borrachas desajustadas ou gastas causam derrames excessivos de material que causam sujeira ou até mesmo avarias na própria correia. Estado geral da correia (emendas, desgastes, cortes) - Diariamente há necessidade de averiguar o comportamento, se há evolução ou não em emendas, cortes (se surgiram novos) e desgastes. Mas acima de tudo devemos constatar a origem destas avarias: 1. A correia com mancha escura no sentido de fluxo; provavelmente ainda algo está marcando, forçando a borracha de cobertura, checar se não tem pedras, corpos metálicos entre as guias laterais e a correia, entre os beirais metálicos e a correia, no chute de descarga etc. - 12 -
2. A emenda está abrindo; checar se a correia não está super tensionada, se os raspadores não estão enroscando na emenda aberta, neste caso é melhor manter os raspadores inoperantes. 3. A correia apresenta furos e rasgos irregulares; checar se não está caindo pedras no rolo de cauda, neste caso o raspador em “V” pode estar deficiente ou instalado em local incorreto.
BALANÇA DOSADORA Principio de Funcionamento São equipamentos utilizados para pesagem e dosagem de material, o conjunto possui uma célula de carga onde o material é pesado instantaneamente, o valor obtido é conferido com o valor desejado, diante disto automaticamente o sistema de dosagem aumenta ou diminui a velocidade da correia para obtenção ou manutenção do peso estipulado.
Pontos de inspeção balança dosadora
Nos roletes; averiguar se há sujeira incrustada ou travamentos. Identifique o módulo de pesagem, averigúe se não tem sujeira na célula de carga. Averiguar se a correia está em boas condições conforme já descrito, além disto, observe o alinhamento e tensionamento da mesma. Averiguar se os raspadores estão corretamente regulados, ou se não estão marcando a correia. Averiguar se a camada de material está uniforme.
MANCAIS Principio de Funcionamento O mancal é o suporte ou guia onde se apóia um eixo. No ponto de contato entre a superfície do eixo e a superfície do mancal ocorre o atrito dependendo da solicitação de esforços os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento. Os mancais de deslizamento são usados em máquinas pesadas ou de baixa rotação, minimizase o atrito através de buchas e lubrificação. Nas figuras a seguir detalham as peças deste tipo.
- 13 -
Conjunto de Mancal
Detalhes Bucha e Eixo de Mancal Os mancais de rolamento são utilizados em máquinas de maior velocidade e onde necessita de menor atrito.
- 14 -
Mancal c/ rolamento
Pontos de Inspeção mancais
Averiguar se não está com temperatura anormal, ruídos e ou vibração. Averiguar se não possui vazamentos e derrames de lubrificantes. Averiguar se os parafusos de fixação na base estão apertados.
REDUTORES DE VELOCIDADE Principio de Funcionamento Redutor de velocidade, é um dispositivo mecânico que reduz a rotação de um acionador. Seus principais componentes são basicamente: Eixos de entrada e saída, rolamentos, engrenagens e carcaça. O redutor de velocidade é utilizado quando é necessária a adequação da rotação do acionador para a rotação requerida no dispositivo a ser acionado. Devido às leis da física quando há redução da rotação, aumenta-se o torque disponível. Existem diversos tipos e configurações de redutores de velocidade, sendo os mais comuns os redutores de velocidade por engrenagens. A ilustração indica como é o equipamento mencionado, inclusive detalhando também um mancal com rolamento,.
- 15 -
Conjunto de Acionamento: Motor/Mancal/Redutor
Pontos de inspeção redutores
Averiguar se não está com temperatura anormal em pontos da carcaça, ruídos e ou vibração. Averiguar se não possui vazamentos e derrames de lubrificantes, principalmente nas vedações dos eixos.
VÁLVULA ROTATIVA Princípio de Funcionamento Consiste em uma carcaça cilíndrica onde internamente possui aletas em forma de “V”. Observe o equipamento “desmontado” para termos a exata noção de suas peças e seqüência. As válvulas rotativas são empregadas no descarregamento e alimentação controlada de materiais em pó ou granulados, geralmente são instaladas em filtros, ciclones e bocais de saída de silos para controlar a quantidade de material a ser descarregado, proporcionando uma descarga ou alimentação homogênea e boa vedação.
Válvula Rotativa Desmontada. - 16 -
Pontos de inspeção válvula rotativa As válvulas rotativas podem ser por acople direto ou com corrente de acionamento.Geralmente estes equipamentos possuem sensores de velocidade, que permitem ao operador monitorar quando há defeito no acoplamento. Um defeito comum é que devido à sobrecarga ocorra o rompimento da corrente de acionamento, quando então só fica rodando o motor. Externamente: a) Estado geral da corrente de acionamento, lubrificação e tensionamento, b) Nível de óleo do redutor. c) Se há algum “tranco” ou barulho anormal no conjunto. Internamente (com o equipamento parado e devidamente desnergizado): a) Checar se as aletas não estão deformadas, isto ocorre quando há passagem de metais. b) Checar se as aletas não estão cheias, pois se operar com material úmido elas se enchem e acumulam material, perdendo sua função de transporte.
FILTRO MANGAS DE DESEMPOEIRAMENTO Princípio de Funcionamento Os Filtros de Mangas possuem a finalidade de reter as partículas poluentes do ar, separando o material contaminado, purificando-o, e lançando novamente na atmosfera o ar filtrado. O funcionamento consiste na entrada do ar carregado de pó, pela parte inferior do equipamento, movimentando-se para cima, com baixa velocidade em função da grande área encontrada. As partículas de pó são retidas na face externa das mangas, passando para dentro somente o ar limpo, que sai para a atmosfera, geralmente sugado por um exaustor. Para evitar a deformação das mangas, gaiolas de arame mantêm as mesmas com sua forma cilíndrica. A limpeza das mangas pode ocorrer mecanicamente por vibração ou pneumaticamente por jatos de ar comprimido intensificados por bicos venturis na extremidade superior das mesmas, fazendo com que as mangas executem um movimento em forma de ondas, expulsando o pó. Os jatos de ar comprimido são liberados por válvulas tipo diafragma com solenóides e controlados por uma placa seqüencial eletrônica que permite a regulagem da permanência e freqüência do jato. Um reservatório de ar comprimido garante a alimentação das válvulas diafragmas, ele possui uma tomada inferior para dreno. Vale salientar que o ar comprimido para a limpeza das mangas deve ser limpo e seco, evitando assim que a possível umidade do ar umedeça as mangas, formando lama com o pó, obstruindo a passagem do ar. Veja o desenho esquemático do mecanismo de desempoeiramento.
- 17 -
Mecanismo de Desempoeiramento
Pontos de Inspeção filtro manga. Externamente, com o Filtro em Funcionamento:
Inspeção nos equipamentos que compõem o sistema (rosca helicoidais, ventilador de exaustão etc.) checar motores de acionamento, correias, redutores. Inspeção no compressor que gera o ar comprimido: Estado geral dos mesmos, vazamentos, temperatura, motor e correias de acionamento. Inspeção no tanque reservatório de ar: No tanque existe um dreno da umidade do ar, verificar se o dreno está funcionando. Pressão de trabalho do tanque: geralmente os reservatórios possuem manômetros indicadores de pressão, um sistema de limpeza de mangas tem que trabalhar com a pressão entre 4 e 6 Bar. Inspeção no funcionamento do sistema de limpeza das mangas: Cronometrar o tempo de intervalo entre um disparo e outro, checar se todas as solenóides estão funcionando. Inspeção na carcaça do filtro: As tampas superiores que são utilizadas para manutenção, costumam dar passagem de ar falso ou umidade para o interior do sistema. Sistemas de desempoeiramento frequentemente apresentam furos em tubulações, principalmente em curvas que deverão ter caixas externas enchidas com concreto para evitar o desgaste. Inspeção da eficiência do filtro: uma forma simples e rápida de checar a eficiência do filtro quando não dispomos de instrumentos que indiquem vazões e perdas de carga é a inspeção visual, pois um sistema ineficiente tem dois sintomas: Pressurização nos pontos de captação para desempoeiramento e emissão de pó na atmosfera na chaminé de saída do filtro. Internamente:
Verificar estado geral das mangas: Mangas furadas, mangas impregnadas com material; o que indica ineficiência de limpeza, por falta de ar ou por umidade proveniente do ar de limpeza ou ainda por infiltração de água da chuva pela carcaça do filtro, principalmente pelas tampas superiores já comentadas acima. - 18 -
REGUEIRAS (AIR SLIDE) Principio de Funcionamento São equipamentos de transporte compostos por duas câmaras sendo a superior de transporte do material e a inferior onde é insuflado ar através de um ventilador centrífugo ou soprador de baixa pressão. As duas câmaras são divididas por tecido de poliéster poroso por onde passa o ar inserido, formando então um leito fluidizado que por gravidade transporta o material desejado. São também conhecidos por “calhas fluidizadas”.
Regueira ou Air Slide
Pontos de Inspeção regueiras Filtro do ventilador centrifugo- Checar se não está sujo, o que certamente irá diminuir a geração de ar e poderá interferir no transporte. Tecido poroso- Checar se não está com furos, uma evidência que o tecido está furado é a presença de material na câmara de ar. Averiguar se o tecido não está com os poros vedados por aderência de material, devido à infiltração de umidade Obs: Não utilizar lança de ar para desobstruir a caixa de material, corre o risco de rasgar o tecido.
- 19 -
ELEVADORES DE CAÇAMBAS Principio de Funcionamento Equipamentos utilizados para o transporte vertical, elevando a carga até o ponto desejado, com economicidade de espaço, geralmente as caçambas (canecas) são fixadas através de correntes ou correias .
Elevador de caçambas.
Pontos de Inspeção elevador de canecas
Alinhamento das caçambas- Checar o “Pé” do elevador se não está com material acumulado, o que pode causar desalinhamentos, travamentos e avarias nas caçambas. Checar a tensão do esticador. Raspador na descarga do material- Checar se não está gasto, caso esteja retornará parte do material descarregado para o “pé” do elevador causando sobre cargas. Caçambas- Checar se não tem parafusos soltos ou faltando, é recomendável rodar o elevador no giro lento para uma devida inspeção. Checar se as caçambas não estão avariadas.
ROSCAS HELICOIDAIS Principio de Funcionamento O transportador helicoidal é composto usualmente de uma hélice, com eixo montado sobre mancais e dentro de uma calha em forma de “U”, ou tubular, ao girar a helicóide, o material move-se para frente n parte inferior desta, e é descarregado no ponto desejado por uma calha. Este transportador tem por característica a simplicidade, e oferece as seguintes vantagens: - 20 -
Manutenção simples e com baixo custo nas peças de reposição. Instalação versátil, podendo operar com materiais particulados ou granulados e ainda com grau de inclinação. Instalação robusta e econômica, apresentando baixo custo operacional. Garante a vedação do material transportado evitando derrames e vazamentos.
Transportador Helicoidal
Pontos de Inspeção transportador helicoidal
Checar se os mancais de apoio estão engraxados e com temperatura normal, o que é perceptivo na inspeção pelo tato. Checar se não há barulhos ou vibrações quando em funcionamento.
SEPARADOR DINÂMICO Princípio de Funcionamento Este equipamento classifica o material preparado pelo moinho em faixas granulométricas adequadas, portanto o produto final será granulometricamente homogêneo. A regulagem da finura do material é obtida através da rotação do separador, aumentando-se a rotação do separador, aumenta-se o obstáculo à passagem das partículas de modo que somente as partículas mais finas passarão através das aletas do rotor. Existem diversos tipos de separadores, no caso do separador da moagem de cru, analisando a sua construção; trata-se de um equipamento de 2° geração, do tipo ciclone. Neste tipo de separador os finos são separados nos ciclones laterais, há uma geração externa de ar (no caso o exaustor R1J12) que arrasta os finos até os ciclones onde ocorre a separação gás/sólido. Um separador de moagem de cru é mostrado na figura, sem os detalhamentos dos ciclones externos. O separador da Moagem de Coque/Carvão é igual ao da moagem de cru, porém sem os ciclones duplos externos de separação gás/sólidos, pois neste caso a separação gás/sólidos ocorrerá no filtro mangas.
- 21 -
Separador de 2° Geração. Por sua vez o separador dinâmico da moagem de cimento já é um equipamento de 3° geração, o qual chamamos de separador de alta eficiência. O princípio de funcionamento do separador de alta eficiência é o seguinte: o material é alimentado sobre um prato espalhador que lança as partículas, por ação da força centrífuga, em um espaço compreendido entre uma coroa de aletas reguláveis e um rotor em gaiola. Neste espaço cria – se uma “cortina” de material a ser separado junto com o ar de separação circulante. Como acontece nos separadores de 2° geração o controle da finura se dá pela rotação do rotor, e o material grosso retorna ao moinho para novo ciclo de moagem. O maior diferencial deste equipamento em comparação aos outros já citados é o recurso de insuflação de ar externo em 3 pontos: ar primário, ar secundário e ar terciário. Existem várias razões para o uso destes pontos de ar: resfriamento do ar que veio do moinho e está com temperatura acima de 100°c, secagem do material quando necessário e separação máxima do material fino ainda presente na porção de material grosso. A figura mostra um separador dinâmico de 3° geração, similar ao que operamos na moagem de cimento.
- 22 -
Separador de Alta Eficiência
Pontos de Inspeção filtro ciclone
Observar se internamente não existem furos em tubos e carcaças que possam interferir na separação do material. Observar as folgas internas entre prato dispersor e carcaça; caso esta folga seja em demasia poderá ocorrer um by-pass de material grosso para o fluxo de material acabado. Em se tratando de moagem de cimento: Observar se não há obstrução na bifurcação da regueira Z1J08 que descarrega no separador, há ocorrências anteriores de formação de concreto devido infiltração de umidade nesta região. Observar, no momento da parada do equipamento se o rotor roda normalmente em inércia após desligado, caso a parada seja instantânea após a parada, há necessidade de acionar a mecânica para inspeção no redutor e rolamentos do acionamento, o normal é que este rotor rode por bastante tempo em estado de inércia.
MOINHOS DE BOLAS Principio de Funcionamento O moinho de bolas pode ser composto por uma câmara constituída de bolas maiores para fragmentação do material e outra câmara para a moagem fina. Os moinhos de bolas poderão ser dotados de câmara de secagem e de moagem (no caso do cru e coque/carvão) e moinho com duas câmaras de moagem. - 23 -
A moagem ocorre graças ao movimento de rotação do moinho, que faz com que as bolas desloquem-se, produzindo a moagem por combinação de impacto, compressão, abrasão e atrito com o material. Os corpos moedores são elevados pelo movimento da carcaça até certo ponto de onde caem, sobre as outras bolas que estão na parte inferior do cilindro e sobre o material alimentado que ocupa os vãos destes corpos moedores, a figura abaixo demonstra este fenômeno.
Ação de moagem
Pontos de Inspeção moinho de bolas. Internamente: Averiguar o estado das placas de revestimento (desgaste, trincas, rachaduras e avarias em geral) Averiguar o estado dos corpos moedores (sucatas, excesso de material), inclusive o grau de enchimento que será melhor detalhado logo abaixo. Averiguar conjunto das placas divisórias (avarias, desgastes, estado geral das grelhas se não estão com os vãos obstruídos por bolinhas, sucatas etc). Averiguar o conjunto das placas do espelho de saída do moinho (avarias, desgastes, estado geral das grelhas se não estão com os vãos obstruídos por bolinhas, sucatas etc). Externamente: Averiguar na carcaça do moinho as condições gerais dos parafusos de fixação das placas (faltantes, frouxos ou apresentando vazamentos). Checar mancal de entrada e de saída do moinho se não apresentam vazamentos, ruídos ou vibrações.
Obs: Observe a demonstração das placas divisórias e das placas de saída, percebam que de forma alternada a figura demonstra uma placa com ranhuras e outra lisa, na realidade o objetivo disto é demonstrar que do lado da entrada do material todas as placas são com vãos (ranhuras) e do outro lado todas são fechadas (sem passagem) sendo assim, conforme o giro do moinho demonstrado pela seta indicativa o material entra pelas placas ranhuradas e por não ter passagem do lado inverso, cai por uma abertura central quando o material tomba na parte superior. - 24 -
Placas de passagem do material Esta figura ilustra internamente as duas câmaras de moagem (notem a diferença no diâmetro das bolas que diminui no sentido em que o material se desloca para a saída do moinho).
Medição do Grau de Enchimento A medição do grau de enchimento é uma forma de constatar o nível de carga de bolas nas câmaras de moagem, mede-se com uma régua a altura entre a superfície da carga e o ponto intermediário do revestimento, medir 3 pontos na câmara 1 já é suficiente para um valor confiável e para câmara 2 da mesma forma, a não ser que seja um moinho muito longo. Medese a altura conforme detalhado na figura onde está demonstrado por H, sabendo-se o diâmetro interno do moinho e subtraindo-o da altura livre encontrada, o restante será o espaço ocupado pelas bolas, portanto o percentual de grau de enchimento, com corpos moedores.
- 25 -
ESTAÇÃO DE LUBRIFICAÇÃO DOS MANCAIS DOS MOINHOS Principio de Funcionamento Todos os nossos moinhos possuem estações parecidas a detalhada na figura 16, estas estações são compostas por bombas de alta e baixa pressão, filtros, trocador de calor, resistências elétricas para aquecimento do óleo (quando necessário), sensores e instrumentos locais indicadores de pressão, nível e temperatura, Basicamente, a finalidade deste conjunto é lubrificar e retirar a carga térmica dos mancais e proceder à filtragem do óleo recirculado. Quando em operação normal a bomba de baixa pressão injeta óleo para o mancal assegurando a formação de uma película que faz com que o eixo deslize sobre o casquilho com o mínimo de atrito possível, ou seja; esta película evita o contato direto entre o casquilho e o eixo. Devido ao movimento de rotação do eixo há aquecimento do lubrificante que ao retornar ao reservatório passa por um trocador de calor e é resfriado. No caso de parada do moinho, o eixo que até então vinha girando separado do casquilho pela película de óleo, agora repousa e tem contato metálico com a peça de bronze, religar o moinho nesta condição significa danificar todo o conjunto devido a um atrito exagerado do eixo sobre a parte que está encostada na região sem lubrificação. A bomba de alta pressão é acionada, e devido a pressão abundante de óleo há o levantamento do eixo, esta bomba ficará ligada até que o moinho rode e a bomba de baixa pressão assegure a recuperação da película citada anteriormente, após isto o sistema de alta pressão deverá ser desligado, este tempo geralmente não é superior a 5 minutos.
Pontos de Inspeção estação de lubriifcação
Checar os manômetros locais, averiguar as pressões e temperaturas. Averiguar filtros de limpeza; o circuito das bombas de alta/baixa pressão possui filtros (um em trabalho e outro reserva), com a moagem parada deve-se efetuar a transferência e efetuar a limpeza. Checar vazamentos por conexões e tampas.
Estação de lubrificação dos mancais dos moinhos.
- 26 -
OS ENDS – ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS. O que são os Ensaios Não Destrutivos? Os Ensaios Não Destrutivos (END) são definidos como testes para o controle da qualidade, realizados sobre peças acabadas ou semi-acabadas, para a detecção de falta de homgeneidade ou defeitos, através de princípios físicos definidos, sem prejudicar a posterior utilização dos produtos inspecionados. Constituem uma das principais ferramentas do Controle da Qualidade e são utilizados na inspeção de produtos soldados, fundidos, forjados, laminados, entre outros, com vasta aplicação nos setores petroquímico, nuclear, aeroespacial, siderúrgico, naval, auto-peças e transporte rodo-ferroviário.
Quais são os Ensaios Não Destrutivos? O método a ser utilizado depende das propriedades físicas do material. Um conhecimento geral dos métodos de END disponíveis é necessário para a seleção do método adequado. Algumas situações típicas em que os ensaios não destrutivos são aplicados: • prevenção de acidentes • redução de custos • melhorar a confiabilidade de produtos ser aceito por uma determinada norma • dar informações para reparo Para obter resultados válidos, os seguintes tópicos devem ser observados • pessoal treinado e qualificado • um procedimento para conduzir o ensaio • um sistema para anotar os resultados • uma norma para interpretar os resultados.
Os ENDs mais utilizados são: • Inspeção Visual • Partículas Magnéticas • Liquidos Penetrantes • Ultra-Som • Radiografia • Emissão Acústica • Correntes Parasitas
Inspeção Visual. Inspeção visual é um END largamente utilizado para avaliar as condições ou qualidade de uma solda ou componente. É de fácil execução, de baixo custo e comumente não requer equipamento especial.
- 27 -
É comumente utilizada na inspeção de juntas soldadas, onde uma rápida detecção e correção defeitos significam economia. É considerado um método primário nos programas de controle de qualidade. A Inspeção Visual requer boa visão, boas condições de iluminação e experiência no reconhecimento de defeitos. Alguns equipamentos também podem ser usados tais como, lupas de pequeno aumento,boroscópio, câmeras de televisão, etc.
Partículas Magnéticas. O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localização de descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos. Pode ser aplicado tanto em peças acabadas quanto semi-acabadas, durante as etapas de fabricação. O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético. Na região magnétizadada peça, as descontinuidades existentes irão causar um campo de fuga do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferromagnéticas,ocorrera a aglomeração destas no campo de fuga, uma vez que serão por eles atraídas, devido ao surgimento de pólos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da descontinuidade.
Líquido Penetrante. É um método de ensaio não destrutivo (END) para a detecção de descontinuidades abertas na superfície de materiais sólidos e não porosos. Este método emprega um líquido penetrante, o qual é aplicado na suuperfície, penetrando nas descontinuidades. Após um determinado tempo de penetração, o execesso é removido, aplica-se um revelador e é feita a observação das descontinuidades através da obeservação do vazamento do líquido penetrante. Líquido Penetrante pode ser usado em qualquer material. É essencial que o material seja cuidadosamente limpo, de outra maneira será impossível que o líquido penetre no defeito.
Ultra-som Ondas ultra-sônicas podem ser usadas para datectar defeitos, medir espessuras ou caracterizar materiais. Dispositivos especiais, chamados transdutores, permitem e captar esta ondas de alta frequência, refletindo-se cada vez que encontra uma descontinuidade. O ensaio por ultra-som é utilizado na inspeção de soldas, avaliação do efeito da corrosão, detetecção de defeitos laminares em chapas planas, etc., sendo largamento utilizado nos setores petroquímico, siderúrgico, naval, aeronáutico e nuclear. Devido a sua complexidade o ensaio por ultra-som exige do insjetor bom nível técnico e treinamento.
Radiografia Industrial. O nome Radiacão Penetrante se originou da propriedade de que certas formas de energia radiante possuem de atravessar materiais opacos a luz visível. Podemos distinguir dois tipos de radiação penetrante usados em radiografia industrial: os Raio x e os Raios Gama. Eles se destinguem da luz visível por possuirem um comprimento de onda extremamente curto, o que lhe dá a capacidade de atravessarem materiais que - 28 -
absorvem ou refletem a luz visível. Por serem de natureza semelhante a luz, os Raios x e os Raios Gama possuem uma série de propriedades em comum com a luz entre as quais podem citar: possuem mesma velocidade de propagação (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, não são afetadas por campos elétricos ou magnéticos, possuem a propiedade de impressionar emulsões fotográficas. Poderiamos citar outras propriedades comuns entre as radiações penetrantes e a luz visível. Ocorre, no entanto, que vários fenômenos que obeservamos na luz, são muito difíceis de serem detectados. O fenômeno de refração, por exemplo, ocorre nas radiações penetrantes, mas numa escala tão pequena que são necessarios instrumentos muito sensíveis para detecta-lo. Isso explica porque a radiação penetrante não pode ser focalizada através de lentes, como acontece com a luz. No ânbito dos ensaios não destrutivos devemos salientar três propriedades da radiação penetrante que são de particular importância: - Deslocam-se em linha reta. -Podem atraverssar materiais opacos a luz, e, ao faze-lo, são parciamente absorvidos por esses materiais. - Podem impressionar películas fotográficas, formando imagens.
Emissão Acústica A emissão acústica é o fenônemo que ocorre quando uma descontinuidade é submetida á solicitação térmica ou mecânica. Uma área contendo defeitos é uma área de concentração de tensões que, uma vez estimulada por um esforço exeterno, origina em uma redistribuição de tensões localizada. Este mecanismo ocorre com a liberação de ondas de tensão na forma de ondas mecânicas transientes. A técnica de E.A. consiste em captar esta pertubação no meio, através de trasdutores piezoelétricos distribuídos de forma estacionária sobre a estrutura. Este receptores passivos, estimulados pelas ondas transientes, transformam a energia mecânica em elétrica sendo os sinais digitalizados e armazenados para futura análise através de parâmetros estabelecidos. Este método detecta as descontinuidades nos estágios iniciais e permite que toda a superfície do equipamento em teste seja testada em um único ensaio. A inovação desta técnica está na possibilidade de realizar o teste com o equipamento em operação. O ensaio por emissão acústica necessita, então, que o material ou equipamento a ser ensaiado seja solicitado termicamente ou mecanimente, a fim de ativar as fontes de emissão acústica caracterizada pelas continuidades (defeitos). Se o nível de tensão aplicado ao material ou equipamento não for o sufiente para ativar as fontes, o método considera os defeitos não críticos, ou seja , aceitáveis. Entre suas aplicações podemos citar teste em tubulações, tanques, estruturas de fibras de vidro, máquinas rotativas e monitoramento de soldas.
Correntes Parasitas. A inspeção por correntes parasitas, também conhecida como correntes de foucault ou do inglês "eddy currents", é uma técnica de inspeção não destrutiva baseada na introdução da corrente elétrica no material a inspecionar e observação da interação entre correntes e o material. As correntes parasitas são geradas por meio de bobinas eletromagnéticas, localizadas na sonda ou bobina de inspeção, que têm impedância continuamente monitorada. Como trata-se de um ensaio que emprega indução eletromagnética, não necessita de - 29 -
contato entre a sonda e a peça, requerendo apenas, que o material seja condutor elétrico. A inspeção por correntes parasitas é uma técnica de múltiplas aplicações, em materiais delgados.
ENSAIOS MECÂNICOS Existem vários critérios para classificar os ensaios mecânicos. A classificação que adotaremos neste módulo agrupa os ensaios em dois blocos: ensaios destrutivos;
ensaios não destrutivos.
Ensaios destrutivos são aqueles que deixam algum sinal na peça ou corpo de prova submetido ao ensaio, mesmo que estes não fiquem inutilizados. Os ensaios destrutivos abordados nas próximas aulas deste módulo são: tração compressão cisalhamento dobramento
ão
flex
embutimento
ão
torç
dureza
fluência
fadiga impacto
- 30 -
Gráfico do Ensaio Tensão X Deformação
Ensaios não destrutivos são aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal e, por conseqüência, nunca inutilizam a peça ou corpo de prova. Por essa razão, podem ser usados para detectar falhas em produtos acabados e semi-acabados. Os ensaios não destrutivos tratados nas aulas deste módulo são: visual líquido
penetr ante
partículas magnéticas ultra-som radiografia industrial
Fórmula para o cálculo da energia potencial (Ep) é:
Epg = m x g x h,
onde: m = massa., g = aceleração da gravidade h = altura - 31 -
No ensaio de impacto, a massa do martelo e a aceleração da gravidade são conhecidas. A altura inicial também é conhecida. A única variável desconhecida é a altura final, que é obtida pelo ensaio. O mostrador da máquina simplesmente registra a diferença entre a altura inicial e a altura final, após o rompimento do corpo de prova, numa escala relacionada com a unidade de medida de energia adotada. O corpo de prova Izod tem a mesma forma de entalhe do Charpy tipo A, localizada em posição diferente (não centralizada)
Comparação das vantagens e desvantagens dos ensaios não destrutivos
Exame radiográfico Custo relativamente alto. Difícil utilização.
Exame por líquido Exame por partícula Exame por ultrapenetrante magnética som Baixo custo. Baixo custo. Custo relativamente alto. Fácil utilização. Em alguns casos, é Fácil utilização. de fácil utilização. Detecta descon- Detecta apenas Detecta apenas Detecta descontinuidade interna descontinuidades descontinuidades tinuidades no material. na superfície do superficiais ou internas no material. próximas material. à superfície. Não requer Exige superfície Exige superfície Exige superfície preparo da previamente previamente previamente superfície. preparada. preparada. preparada. Permite registro Dificuldade no É difícil manter um Não é possível permanente das registro das registro das falhas manter um falhas falhas encontradas. encontradas. registro das falhas encontradas. encontradas. Pode ser Não pode ser Só pode ser aplicado Dificuldade de aplicado em aplicado em em materiais aplicação em qualquer materiais porosos. ferromagnéticos. alguns materiais. material. O tempo envolRapidez na exeRapidez na exeRapidez na exevido no exame é cução do exame. cução do exame. cução do exame. relativamente longo. Requer grau de Não requer grande Não requer grande Requer elevado conhecimento conhecimento para nível de grau de maior na sua execução e conhecimento para conhecimento - 32 -
execução e para a interpretação dos interpretação dos resultados. resultados.
sua execução e para a interpretação dos resultados.
Não detecta descontinuidades planas perpendiculares à direção da radiação. Exige medidas de segurança rígidas na sua execução.
Detecta apenas descontinuidades perpendiculares às linhas de força do campo magnético.
para sua execução e para a análise dos resultados. Não detecta descontinuidades paralelas à direção do feixe sônico.
Não requer medidas especiais de segurança.
Não requer medidas especiais de segurança.
Detecta qualquer tipo de descontinuidade, desde que seja aberta à superfície. Não requer medidas especiais de segurança.
ENSAIO DE DUREZA As escalas de dureza Rockwell dependem do penetrador e da carga aplicada, e abrangem toda a gama de materiais, conforme mostra a Tabela abaixo. Escalas de durezas Rockwell comum e superficial
Dureza Rockwell Tipo
Penetrador
B C A D E
Esfera 1,59 mm Diamante (cone) Diamante (cone) Diamante (cone) Esfera 3,175 mm
Carga (kgf) 100 150 60 100 100
F G H K L M P R
Esfera 1,59 mm Esfera 1,59 mm Esfera 3,175 mm Esfera 3,175 mm Esfera 6,35 mm Esfera 6,35 mm Esfera 6,35 mm Esfera 12,70 mm
60 150 60 150 60 100 150 60
Escala Vermelha Preta Preta Preta Vermelha Vermelha Vermelha Vermelha Vermelha Vermelha Vermelha Vermelha Vermelha
Aplicações típicas Ferros fundidos e aços não temperados Aço temperado ou cementado Metal duro, aço fundido/temperado/rápido Aço fundido com espessura reduzida Ferros fundidos, ligas de alumínio e magnésio, metal duro Metais moles e ligas de cobre Bronze, fósforo, ligas de berílio, FoFo maleável Alumínio, zinco, chumbo e abrasivos Metal duro e matais de baixa dureza Mesma Rockwell K, borracha e plásticos Mesma Rockwell K e L, madeira e plásticos Mesma Rockwell K, L e M, plásticos Mesma Rockwell K, L e M, plásticos
- 33 -
S v
Esfera 12,70 mm Esfera 12,70 mm
100 150
Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plásticos Vermelha Mesma Rockwell K, L, M, P e R ou S
Dureza Rockwell superficial Carga Escala N aplicada Diamante 15 15 N 30 30 N 45 45 N
Escala T Esfera 1,59 (mm) 15 T 30 T 45 T
Escala W Esfera Escala X Esfera Escala Y Esfera 3,175 (mm) 6,35(mm) 12,70 (mm) 15 W 15 X 15 Y 30 W 30 X 30 Y 45 W 45 X 45 Y
A norma brasileira para esse ensaio é a NBR-6671, e a norma internacional mais utilizada no país é a ASTM E18. Método do ensaio de dureza Brinei) (HB) Vickers (HV) Rockwell HRB, HRC etc. Microdureza Vickers (HV) Knoop (HK)
Tipo da ponta de impressão Esfera de aço 10, 5 e 1 mm Esfera de carboneto de tungsténio Pirâmide cie diamante, base quadrada e 136° Cone de diamante 120° ou esfera de aço diâmetro ' Í/' (l/16" = s c / < 1/2") Pirâmide de diamante, base quadrada e 136° Pirâmide de diamante, base rômbica (razão 7: 1 )
Quadro comparativo dos diversos 2003)
Carga
Aplicação
Depende da razão P/D Componentes fundidos, forjados c laminados; ferrosos e nãoAcima de 3000 kgf para ferrosos, esfera de aço para durezas da ordem de 450 HB e esfera de carboneto de tungsténio para durezas da ordem de o aço 650 HB. 1
1 a 120 kgf Maior que 60 a 150 kgf e menor que 10 kgf 1 a 1000 gf
Todos os aços e ligas não-ferrosas. Materiais de alta dureza, incluindo carboneto de tungsténio e cerâmicos. Ferrosos e não-ferrosos, forjados e fundidos. Camadas superficiais, folhas linas, arames, fases microscópicas, zona termicamente afetada (ZTA) em soldas.
métodos de ensaio de dureza
- 34 -
(Adaptada de ASKELAND,
Rockwell HRC Brinell HB
68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
C Rockwell
739 722 705 688 670 654 634 615 595 577 560 543 525 512 496 481 469 455 443 432 421 409 400 390 381 371 362 353 344 336 327 319 311 301 294 286 279 271 264 258 253 247 243 237 231
Brinell
Vickers HV
940 900 865 832 800 772 746 720 697 674 653 633 613 595 577 560 544 528 513 498 484 471 458 446 434 423 412 402 392 382 372 363 354 345 336 327 318 310 302 294 286 279 272 266 260 254 248 243
Escala A HRA
85,6 85,0 84,5 83,9 83,4 82,8 82,3 81,8 81,2 80,7 80,1 79,6 79,0 78,5 78,0 77.4 76,8 76.3 75,9 75,2 73.7 74,1 73,6 73,1 72,5 72,0 71,5 70,9 70,4 69,9 69,4 68,9 68,4 67,9 67.4 66,8 66.3 65,8 65,3 64,7 64,3 63,8 63,3 62,8 62,4 62,0 61,5 61,0
Vickers Escala A HRA
Durezas Rockwell Escala B HRB Escala D HRD
(109,0) (108.5) (108,0) (107,5) (107,0) (106,0) (105,5) (104,5) (104,0) (103,0) (102.5) (101.5) (101,0) 100,0 99,0 98,5
97 95 92 91 88 87 85 83 81 80 78 76 75 74 72 71 69 68 67 66 64 63 62 60 58 57 56 55 54 52 51 50 49 48 47 46 44 43 42 41 41 40 38 38 37 36 35 35
Durezas Rockwell Escala B Escala D HRB HRD
HRC
HB
HV
3!) (18)
226 219
238 230
(16) (14) (12) (10)
212 203 194 187
222 213 204 196
— — — — —
(8)
179
188
—
89,5
(6) (4) (2) (0)
171 165 158 152
180 173 166 160
— — — —
87.1 85,5 83.5 81,7
60,5
76,9 76,1 75,4 74,5 73,8 73,0 72,2 71,5 70,7 69,9 69,2 68,5 67,7 66,9 66,1 65,4 64,6 63,8 63,1 62.1 61.4 60,8 60,0 59,2 58,5 57,7 56,9 56,2 55,4 54,6 53,8 53,1 52,3 51,5 50,8 50,0 49,2 48,4 47,7 47,0 46,1 45,2 44,6 43,8 43,1 42.1 41,6 40,9
97,8 96,7
40.1
— — —
95.5 93,9 92,3 90,7
—
— — — — — -
- 35 -
Shore
Shore
34 33 32 31 29 28 27 26 25 24 24
* Tabela de conversão de dureza Rockwell C, em Brinell. Vickers e Shore: os valores desla tabela são apenas valores entre parênteses estão fora da faixa recomendada e são dados apenas para fins de comparação.
Tabelas de ed., 1976).
aproxi mados. Os
conversão de durezas para alguns tipos de aço (Adaptada de Metals Handbook, 8 a
Tabela de correlações Handbook, 8 a ed., 1976).
entre durezas e resistência mecânica
(Adaptada de Metals
RESUMO DE TRATAMENTOS TÉRMICOS TRATAMENTOS TÉRMICOS DOS AÇOS - NOÇÕES GERAIS O aquecimento e o resfriamento do aço modificam suas propriedades. O estudo da estrutura interna do aço, por meio de microscópio, e as numerosas experiências feitas pare atender as exigências industriais levaram a conclusão de que as mudanças íntimas na estrutura metálica obedecem a condições determinadas. Não só as temperaturas, mas também a velocidade de variação das temperaturas, influem para dar ao aço certas propriedades mecânicas. Todo processo no sentido de alterar a estrutura do aço por meio de aquecimento e resfriamento é denominado tratamento térmico.
FASES DO TRATAMENTO TERMICO Todo tratamento térmico comporta três fases distintas: - aquecimento - manutenção numa temperatura determinada - resfriamento
FINALIDA.DE DO TRATAMENTO TÉRMICO O tratamento térmico do aço pode servir: - 36 -
- para dar-lhe propriedades particulares (tais como dureza ou maleabilidade) que permitam seu emprego em condições mais favoráveis; - para restabelecer no aço, propriedades que foram alteradas pelo trabalho de martelagem ou de laminação, ou por outro tratamento térmico que ele apresenta anteriormente.
TIPOS DE TRATAMENTO TÉRMICO . Ha duas classes importantes de tratamentos térmicos: 1a - Os que modificam as características mecânicas e as propriedades do aço por simples aquecimento e resfriamento, estendendo-se a toda a massa do mesmo, são: tempera, revenimento e recozimento. 2a - Os que modificam as características mecânicas e as propriedades do aço por processos termoquímicos, isto e, aquecimento e resfriamento com reações químicas. Tais processos apenas modificam a estrutura e as características mecânicas de uma camada superficial do aço. São: Cementação e nitetração.
CARACTERIZAÇÃO GERAL DE CADA UM DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS Tempera
Tratamento térmico por meio do qual um aço e aquecido ate determinada temperatura, igual ou superior a uma chamada ponto de transformação do aço e, em seguida, resfriado bruscamente pela imersão na água, no óleo, ou por exposição a uma corrente de ar, conforme o caso. Efeitos principais da tempera: endurece o aço, mas, ao mesmo tempo, o torna frágil.
Revenimento
Tratamento térmico que consiste em reaquecer um aço já temperado, até certa temperatura bem abaixo do ponto de transformação, deixando-o depois resfria-se lenta ou bruscamente, conforme o caso. Efeitos principais do revenimento: dá ao aço dureza pouco inferior a da tempera, mas reduz grandemente a fragilidade. - 37 -
Recozimento
Tratamento térmico que se faz aquecendo-se um aço a uma temperatura igual ou superior a da tempera, deixando-se depois resfriar lentamente, dentro de cinzas ou areia, ou cal viva. Particularmente, um recozimento chamado normalização se aplica aos aços fundidos, ou laminados, ou forjados. Efeitos principais do recozimento: abranda o aço temperado (isto e, suprime a dureza da tempera), recupera o aço prejudicado pelo super aquecimento, melhora a estrutura intima dos aços fundidos, laminados ou forjados e anula tensões internas. Cementação
Tratamento térmico que consiste em aquecer o aço, juntamente com outro material solido, liquido ou gasoso, que seja rico em carbono, ate temperatura acima do ponto de transformação. Esse aquecimento se fez durante varies horas, estando as pecas e o material cementante dentro de caixas apropriadas. O resfriamento deve ser lento depois da cementação, tempera-se o aço cementado. Uma mistura cementante que se pode preparar é a seguinte: 80% de carvão vegetal em pedaços de 3 a 6 mm e 20% de carbonato de bário, ou então: 60% de carvão vegetal, 20% de coque granulado, e 20% de carbonato de bário. Em lugar do carbonato de bário, pode-se empregar também o carbonato de cálcio, ou o carbonato de sódio. ATENÇÃO Com o tempo a mistura cementante, perde a sua atividade. DEVE SER RENOVADA. USE OS MATERTAIS CEMENTANTES SEMPRE BEM SECOS. A profundidade da camada cementada pode variar desde um endurecimento superficial, até 2,5 mm de espessura com o tempo de 1 a 12 horas. Em média endurece (profundidade) 0,1 mm (1 décimo de mm) por hora.
- 38 -
Nitretação
Processo semelhantemente a cementação. O aquecimento do aço, porem, se fez justamente com um corpo gasoso denominado nitrogênio. Em geral, este tratamento termoquímico é aplicado em aços especiais que contem certa percentagem de alumínio, pare diminuir ou limitar a penetração do nitrogênio na massa do aço. Efeitos principais da cementação e da nitretação : aumentam a percentagem de carbono em uma fine camada superficial do aço, sem modificar a estrutura interior da peca, que pode ser ate de aço, de baixo teor de carbono, o aço que foi cementado, ao ser temperado, tem endurecida a sue camada superficial, enquanto a nitretacão endurece, também, sem necessitar de tempera. Vantagens: dureza superficial, elevada que nos outros processos termoquimicos (execeto a boretação), aumenta resistência ao desgaste e a fadiga, melhora resist6encia ao calor superficial, aplica-se em aços temperadados que contem Al, Ni, Mo, Cr. BORETAÇÃO
o processo mais recente dos tratamentos superficiais nos aços liga, ferro fundido comum e nodular. O processo se efetua em meio solido de carboneto de boro a uma temperatura de 800°C a 1 050°C. O composto formado na superfície e o boreto de ferro, com dureza elevadíssima, na faixa de 1 700 a 2 000 vickers. A alta dureza da camada boretada oferece elevada resistência ao desgaste e, inclusive, elevada resistência a corrosão. Essa camada e resultado do tempo de boretação. Um aço SAE 1 045 boretado a 900°C apresentou o seguinte resultado: Camada 100 em 4 horas . Camada 150 em 8 horas . Camada 200 em 12 horas O aço boretado e usualmente temperado e revenido. DIFERENÇA DE RECOZIMENTO E NORMALIZAÇÃO RECOZIMENTO
Feito com o fim de aliviar tensões internas e baixar a durezar e a fragilidade. elhora a resistência ao choque e a ductilidade e pode eliminar TT anteriores. Aquecimento e resfriamento em forno (controlado). NORMALIZAÇÃO
É usado após forjamento, laminação, fundição, soldas, usinagem pesadas, destinase a eliminar tensões internas. Após aquecimento, resfria-se mais rápido que recozimento e lento que na têmpera, geralmente ao ar.
TRATAMENTO
TÊMPERA
NORMALIZAÇÃO
RECOZIMENTO
ESTRUTURA
martensita
bainita
DUREZA RESFRIAMENTO EMPREGO
alta água / óleo
média ar
esferodita (ferrita + perlita) baixa no forno (abafamento)
aumentar a dureza e aliviar tensões após remover TT anteriores, a resistência mecâ- solda, fundição, forja- regularizar textura, aunica dos aços traba- mento mentar ductilidade lhados
- 39 -
RESUMO DOS PRINCIPAIS AÇOS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA 1010 Aço ao carbono sem elementos de liga, para uso geral, usado em peças mecânicas, peças dobradas, partes soldadas, tubos e outras aplicações.
1020
Aço ao carbono, de uso geral, sem elementos de liga, usado em peças mecânicas, eixos, partes soldadas, conformadas ou cementadas, arames em geral, etc.
1045
Aço com teor médio de carbono, de uso geral em aplicações que exigem resistência mecânica superior ao 1020 ou têmpera superficial (em óleo ou água), usados em peças mecânicas em geral.
9SMn28 Fácil de ser usinado, oferecendo um bom acabamento superficial, ontudo é de difícil soldabilidade, exceto mediante o uso de eletrodos de baixo teor de hidrogênio. Como exemplo, E6015 (AWS). Usa-se comumente na fabricação de porcas, parafusos, conexões e outros produtos que necessitam de alta usinabilidade, porém não devem ser utilizados em partes vitais de máquinas ou equipamentos que estejam sujeitos a esforços severos ou choques.
12L14
Idêntico às características do 9SMn28, com exceção da usinabilidade, onde apresenta capacidade superior a 60% em relação ao 9SMn28.
Teluraloy Idêntico às características do 9SMN28 com exceção da usinabilidade, onde apresenta capacidade superior a 100% em relação ao 9SMN28. Apresenta algumas melhorias em trabalhos que necessitem de compressão, como por exemplo, roscas laminadas ou partes recartilhadas em relação ao 9SMN28 e 12L14.
8620
Aço cromo-niquel-molibdênio. usado para cementação na fabricação de engrenagens, eixos, cremalheiras, terminais, cruzetas, etc., (limite de resistência do núcleo entre 70 e 110 Kgf/mm2).
8640
Aço cromo-níquel-molibdênio de média temperabilidade, usado em eixos, pinhões, bielas, virabrequins, chavetas e peças de espessura média.
4320
Aço cromo-níquel-molibdênio para cementação que alia alta temperabilidade e boa tenacidade, usado em coroa, pinhões, terminais de direção, capas de rolamentos, etc., (limite de resistência do núcleo entre 80 -120 Kgf/mm2).
4340
Aço cromo-níquel-molibdênio de alta temperabilidade, usado em peças de seções grandes como eixos, engrenagens, componentes aeronáuticos, peças para tratores e caminhões, etc.
5140
Aço cromo-manganês para beneficiamento, de média temperabilidade, usado em parafusos, semi-eixos, pinos, etc.
5160
Aço cromo-manganês de boa tenacidade e média temperabilidade, usado tipicamente na fabricação de molas semi-elípticas e helicoidais para veículos.
6150
Aço cromo-vanádio para beneficiamento que apresenta excelente tenacidade e média temperabilidade usado em molas helicoidais, barras de torção, ferramentas, pinças para máquinas operatrizes, etc. - 40 -
9260
Aço de alto teor de silício e alta resistência usado em molas para serviço pesado como tratores e caminhões.
52100
Aço que atinge elevada dureza em têmpera profunda, usado tipicamente em esferas, roletes e capas de rolamentos e em ferramentas como estampos, brocas, alargadores, etc.
INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS INTRODUÇÃO Para quem lida na área de Inspeção de Equipamentos em unidades industriais é muito fácil entender qual a real importância do seu trabalho. Na maioria das vezes, quando nada de extraordinário acontece em uma instalação industrial, é porque se está colhendo os frutos do trabalho bem feito da Inspeção. Entretanto, não podemos esquecer que este trabalho pode gerar interferências na produção e custos para a manutenção, e por isso deve ser amplamente discutido e seus benefícios divulgados. As exigências do Brasil de hoje são crescentes, tanto pela necessidade da obtenção de resultados, quanto pela redução dos custos de operação. Temos de fazer mais e melhor que os padrões anteriores, por um custo cada vez menor. Para esta equação, só há uma solução: o emprego do conhecimento e tecnologia. Devemos tomar como ponto de partida para a elaboração de um programa de inspeção, os mecanismos de danos atuantes em cada equipamento. Dispomos de suficiente conhecimento para determinar, antecipadamente, quais os mecanismos de danos que estarão atuando em um determinado equipamento e em quais situações. Exemplos disso são dois documentos publicados em 2000 pelo API – American Petroleum Institute: API 579 (“Adequação ao Uso”) e API 580 (“Inspeção Baseada em Risco”), que caminham na direção da identificação, quantificação e avaliação dos mecanismos de danos em equipamentos industriais. Os mecanismos de danos são geradores de deteriorações. Mecanismos distintos apresentam danos distintos e técnicas adequadas de ensaios devem ser utilizadas com o equipamento em suas condições de serviço ou com o equipamento parado na temperatura ambiente. O ideal seria efetuar toda a avaliação dos equipamentos em operação normal, para evitar interferências operacionais, excesso de demandas durante as paradas e principalmente para avalia-lo na mesma condição em que o mecanismo de deterioração está presente. A inspeção dos equipamentos é uma maneira eficaz de PREVER e PREVENIR Falhas ou Quebras, prever, é ver antecipadamente, Prevenir é intervir antecipadamente, ou seja; evitar. - 41 -
O QUE É O QUE É? INSPEÇÃO A INSPEÇÃO é uma atividade desenvolvida pela CONTRATANTE, através de seus órgãos de inspeção ou por empresas terceirizadas, com o objetivo de verificar, nas instalações do fornecedor ou no local onde o equipamento está sendo montado, verificando a conformidade dos serviços e produtos fabricados com os documentos referenciados nos contratos em observância a: 1. BOAS TÉCNICAS DE ENGENHARIA 2. MATERIAL DE CONSTRUÇÃO 3. DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS 4. QUALIDADE DA MÃO DE OBRA 5. NORMAS E ESPECIFICAÇÕES A inspeção poderá ser executada pelo fabricante, comprador, ou quem for delegado. Cabe ao fornecedor conceder todas as facilidades para a efetividade efetiv idade da tarefa. É recomendável recomendável que sempre haja um bom b om entendimento entre fabricante, inspetor e comprador para que a inspeção seja executada com eficiência e rapidez. Definimos, então, a INSPEÇÃO, como sendo a avaliação das características de um produto ou serviço, a fim de se verificar a sua conformidade conformidade com as respectivas respectivas especificações de projeto
INSPETOR DE FABRICAÇÃO É o profissional, qualificado, em uma ou mais modalidades, de inspeção autorizado a executar inspeções, avaliando serviços, peças e materiais ao longo de toda a cadeia produtiva de acordo acordo com as atividades básicas básicas e as normas de referência, referência, indicadas e acordadas contratualmente.
CONTROLE DA QUALIDADE É a atividade de uma empresa para avaliar em seus Produtos ou serviços e prevenir falhas Através de Inspeções, Ensaios e Aferições.
RASTREAMENTO OU RASTREABILIDADE É a parte vital do sistema de garantia da qualidade e consiste em uma técnica de amarração , da identificação das peças ou conjuntos, possibilitando o levantamento histórico dos controles efetuados em todo o fluxo de fabricação , desde a peça ou conjunto final , na origem , desde a aquisição da matéria matéria prima.
- 42 -
Algumas cuidados e procedimentos: CREDENCIAMENTO O comprador deve credenciar, junto ao fornecedor, o inspetor que deverá acompanharr a fabricação do equipamento acompanha
DESENHOS E CRONOGRAMAS O inspetor deve estar munido do pedido de compra, desenhos, aprovados e cronograma de fabricação, quando solicitadas as memórias de cálculo deverão ser apresentadas ao inspetor
PEDIDO DE COMPRA As exigências de inspeção NÃO incluidas em Normas deverão integrar o contrato ou pedido de compra
ACESSO DO INSPETOR O inspetor deve ter acesso livre às dependências de onde se fabricam peças e componentes componen tes destinados aos a os equipamentos sob sua responsabilidade de inspeção.
SOLICITAÇÃO DE INSPEÇÃO Recomenda-se Recomenda-se que o fabricante f abricante notifique o inspetor com 10 dias de d e antecedência do inicio da fabricação e 5 dias antes, toda vez que se inicie nova fase na fabricação, que exija a presença do inspetor.
CERTIFICADOS O fabricante, ou fornecedor, deverá fornecer f ornecer todos os certificados exigidos no pedido de compra, ou aqueles constantes em normas aplicáveis aos produtos objeto da encomenda,, na sua forma original. encomenda
O DOSSIE – PASTA DE DOCUMENTOS No final da fabricação deverão ser fornecidos todos os documentos e certificados referentes a inspeção de fabricação de: 1. matéria prima 2. ensaios 3. inspeção O certificado de inspeção deve ser assinado pelo fabricante e pelo inspetor. Em nenhum momento momento o certificado de inspeção não exime a responsabilidade do fabricante do equipamento.
GARANTIA DE QUALIDADE É um sistema adotado pela empresa, que envolve todos os escalões e define as ações necessárias para assegurar que todos os produtos e componentes estejam em conformidade com as especificações estabelecidas. - 43 -
TODO PROJETO É MANDATÁRIO SOBRE AS NORMAS. 1. Normas são referências 2. Processo de compra, nota fiscal, certificados de testes e matéria prima, prima, são documentos que comprovão a execução de alguma etapa avaliada pelo inspetor.
NORMAS APLICÁVEIS Dependendo da aplicação e utilização do produto, as normas aplicadas a eles também irão sofrer alterações. Logo para o projeto e fabricação de um componente, diversas Normas serão chamadas a contribuindo para melhorar a qualidade do produto objeto de inspeção. Dentre os principais organimos nomalizaodores nomalizaodores podemos citar: ASME, AWS, ASTM, DIN, AISI, ABNT,
EXEMPLOS DE NORMAS APLICADAS A VASO DE PRESSÃO: 1. 2. 3. 4.
ASME I - Caldeiras ASME II - Consumíveis de soldagem soldagem ASME V - END’s - como como fazer ASME VIII - DIV 1 - Vasos de pressão não sujeito a chama - DIV 2 - Vasos para fins nucleares 5. ASME IXIX- Procedimentos Procedimentos de soldagem e soldadores soldadores É parte vital do sistema de garantia da qualidade e consiste em uma técnica de amarração , da identificação das peças ou conjuntos, possibilitando o levantamento histórico dos controles efetuados em todo o fluxo f luxo de fabricação, desde a peça ou conjunto final , na origem , desde a aquisição da matéria matéria prima. A inspeção poderá ser desenvolvida pelo fabricante, comprador , ou a quem for delegado o fornecedor deve fornecer todas as facilidades deve sempre existir um bom entendimento entre fabricante, inspetor e comprador para que a inspeção seja executada com eficiência e rapidez
PLANO DE INSPEÇÃO E TESTES Documento elaborado pelo fornecedor contido no seu Plano da Qualidade, seguindo os padrões estabelecidos pelas normas ISO de gestão da qualidade, onde devem constar no mínimo: a. identificação dos estágios estágios ao longo de todo o ciclo de produção produção do material, onde são realizadas verificações ou inspeções por parte do fornecedor f ornecedor e do cliente, incluindo aquelas realizadas nos sub-fornecedores, deve indicar os tipos de exames, ensaios ou verificações a serem ser em efetuadas; b. indicação da qualidade qualidade do pessoal que executa executa as atividades de inspeção, inspeção, verificação e processos especiais de produção; c. indicação de procedimentos e padrões de aceitabilidade aceitabilidade para todas as características e requisitos de qualidade, incluindo as de caráter subjetivo e as dos sub-fornecimentos; d. identificação e preparação preparação de registros da qualidade, citando os seus vários tipos tipos de registro;
- 44 -
PONTO DE ESPERA OBRIGATÓRIO(“hold point”) Evento de inspeção, no ciclo fabril do fornecedor, que requer análise, verificação ou testemunho pelo órgão inspetor ou empresa de inspeção contratada. Sem a realização deste evento, o processo de fabricação não pode continuar. Os pontos de espera obrigatórios são definidos nos documentos contratuais aplicáveis, nos requisitos de inspeção ou pelo órgão inspetor quando da análise do plano da qualidade do fornecedor.
PONTO DE OBSERVAÇÃO (“WITNESS POINT”) Evento de inspeção, no ciclo fabril do fornecedor onde o fornecedor deve avisar ao órgão ou empresa inspetora, dentro dos prazos estipulados em contrato, visando a análise, verificação ou testemunho de eventos acordados no plano da qualidade, sem que o processo fabril seja interrompido.
PONTO DE AUDITORIA OU DE MONITORAÇÃO (“SPOT WITNESS / MONITORING”) Evento do ciclo fabril do fornecedor onde não há necessidade do fornecedor convocar o órgão inspetor ou empresa de inspeção contratada, porém o inspetor pode acompanhar, a partir de prévio acordo entre as partes.
PONTO DE VERIFICAÇÃO DE DOCUMENTOS (“REVIEW DOCUMENTS”) Evento constante no Plano de Inspeção e Testes onde a atividade do inspetor se resume a verificação documental.
COMUNICADO DE LIBERAÇÃO DE MATERIAL (CLM) Documento emitido pelo órgão ou empresa inspetora, atestando a conformidade do material com a documentação contratual, permitindo a liberação do material, após cumpridas todas as etapas previstas como pontos de espera no plano da qualidade.
COMUNICADO DE REJEIÇÃO DE MATERIAL (CRM) Documento emitido pelo órgão ou empresa inspetora, quando eventos previstos (como ponto de espera no plano da qualidade), são rejeitados por não estarem em conformidade com a documentação contratual ou não estarem prontos para a inspeção.
RELATÓRIO DE INSPEÇÃO (RI) Documento emitido pelo órgão ou empresa inspetora, sempre que houver necessidade da inspeção relatar ou emitir parecer sobre não-conformidades apresentadas durante o processo de fabricação, rejeições de eventos intermediários não cobertos por CRM ou registrar qualquer fato relevante ocorrido durante a inspeção. Seu conteúdo deve incluir todos os detalhes da inspeção e os resultados encontrados.
- 45 -
PEDIDO DE COMPRAS E SERVIÇOS (PCS)OU RC( REQUISIÇÃO DE COMPRAS) Contrato assinado entre a CONTRATANTE E FORNECEDOR, para fornecimento de produto, ou serviço ou de material a CONTRATANTE. O Inspetor deve ser credenciado ou Certificado, C ertificado, após ter sido submetido à prova para aferição de conhecimentos teóricos e práticos, com base no programa de treinamento, para a modalidade pretendida.
CLASSIFICAÇÃO DOS DEFEITOS Critico – tornará o produto totalmente inadequado ao uso – Nível D Importante A – pode tornar o produto inadequado ao uso cauas rejeição ao uso - NÍVEL C 3. Importante B – tornará o produto mais difícil de usar( afeta a aparência etc...)NÍVEL B 4. Pouco Importante – não afetará a utilização uti lização do produto - Nível A 1. 2.
INDICAÇÃO - tudo aquilo que nos chama a atenção e requer uma interpretação DESCONTINUIDADE - é a indicação que por suas características não inviabilizam o uso. DEFEITO - é a descontinuidade que foi rejeitada por um critério de aceitação.
SITUAÇÕES ONDE SE APLICAM INSPEÇÃO DE FABRICAÇÃO 1. 2. 3. 4.
No transporte de mercadorias No projeto Na fabricação Na montagem
Cabe ao contratante, fabricante ou qualquer pesoa delegada efetuar a inspeção de fabricação
TERMOS USUAIS EM INSPEÇÃO DE FABRICAÇÃO 1. 2. 3. 4.
AFM- autorização autorização de de fornecimento fornecimento de materiais RDO- relatório diário de obra obra PCM-processo de compra de materiais materiais Diretriz ContratualContratual- documento principal principal onde determina-se o que solicitar de um fornecedor
ASPECTOS DE CONDUTA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Honestidade Ética Capacidade técnica Idoneidade Noções jurídicas Noções comerciais - 46 -
REQUISITOS BÁSICOS PARA CREDENCIAMENTO DO INSPETOR DE FABRICAÇÃO 1. Cabe ao contratante contratante credenciar o inspetor inspetor ou a empresa empresa que fará a inspeção de fabricação 2. Todo projeto projeto é mandatário mandatário sobre sobre as normas. normas. 3. Normas são referências 4. Processo de compra , nota fiscal,certificados de testes e matéria primaprima- são documentos que deverão estar sempre ao acesso do inspetor
NORMAS APLICÁVEIS 1. 2. 3. 4. 5. 6.
ASME AWS ASTM TEMA DIN AISI
ASME I- CALDEIRAS ASME II-CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM ASME V- END’s- COMO FAZER ASME VIII DIV 1- VASOS DE PRESSÃO NÃO SUJEITO A CHAMA-DIV CHAMA-DIV 2VASOS PARA FINS NUCLEARES ASME IX- PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM E SOLDADORES. ASTM- American Socyet Test Material AISI-American Institute Iron and Steel
INSPEÇÃO DE RECEBIMENTO Também é uma modalidade de inspeção de fabricação que normalmente atua nos almoxarifados e tem como diretriz principal os documentos de compra , que são emitidos de acordo com as especificações de cada empresa.
INSPEÇÃO DE RECEBIMENTO Atividades desenvolvidas. 1. Inspeção dimensional 2. Medição de espessura 3. Análise química 4. Ensaio por LP, TP, Macrografia.
INSPEÇÃO DE RECEBIMENTO 1. 2. 3. 4.
Documento principal —AFM Nota fiscal Certificados de matéria prima RNC –quando aplicável
- 47 -
EXERCÍCIO: 1. Criar um plano plano de inspeção nos nos moldes “O que Fazer”, “Como Fazer” Fazer” “Por que Fazer” e Obs. para a fabricação de um trocador de calor do tipo em “U”, fabricado em aço carbono ASTM –A-515, e feixe tubular em AISI-304, BWG 14. 2. Dados de projeto: projeto: Pproj = 12Kgf/cm2 12Kgf/cm2 3. Normas aplicáveis: TEMA, TEMA, ASME VIII DIV1
INFORMAÇÕES SOBRE DE UM VASO DE PRESSÃO Uma observação interessante é: contrariamente ao que acontece com quase todos os outros equipamentos, maquinas, veículos, objetos e materiais de uso corrente, a grande maioria dos vasos de pressão não e um item de linha de fabricação de alguma indústria; salvo raras exceções, os vasos v asos são quase todos, projetados e construídos por encomenda, sob medida, para atender, em e m cada caso, a determinada finalidade ou o u a determinadas condições de desempenho.
O PROJETO DEFINIÇÃO DOS DADOS GERAIS DE PROJETO A definição dos dados gerais do projeto projet o consiste de uma série de informações relativas “as condições locais, e na definição de pontos que envolvem decisão ou preferência do usuário”. Essas informações servirão de base para o projeto de instalação industrial onde o vaso fará seu papel. Esta etapa consiste na determinação ou cálculo dos dados relativos a desempenhos operacional do vaso. Esses dados são os que vão dá informações nos fluxogramas de processo: a. Tipo do Vaso: Vaso: Torre de fracionamento, fracionamento, vaso de acumulação, acumulação, trocador de calor, calor, filtro, etc. b. Natureza, propriedades, propriedades, vazão, temperaturas e pressões das das correntes de fluidos que circulam no equipamento bem com suas variações Para estas informações são considerados fatores como composição química, concentração, densidade, impurezas, contaminantes contaminantes presentes nos fluidos bem como variações de pressão, temperaturas t emperaturas e volumes presentes.
DEFINIÇÕES PARA O PROJETO a. b. c. d. e. f. g. h.
Formato do vaso (cilíndrico, esférico etc) Dimensões gerais (diâmetros (diâmetros e comprimentos) Tipos de tampos ( elíptico, cônico, cônico, plano, plano, etc) Posição de instalação (vertical, horizontal, horizontal, inclinada) Pressão e temperaturas temperaturas de projeto Diâmetro nominal de todas as conexões Posição e elevação elevação dos bocais Tipo, localização, localização, formato, dimensões dimensões gerais, espaçamento espaçamento e detalhes entre peças internas i. Elevação necessária do vaso com com relação a planta j. Indicação dos bocais para instrumentação
- 48 -
k. Necessidade ou não de isolamento térmico, refratário ou outro, interna ou externamente. Esta etapa é importantíssima principalmente se no processo houver variações de temperatura l. Exigências da não contaminação do fluido contido m. Exigências especiais de transporte, montagem, desmontagem, manutenção, inspeção ou remoção de peças internas. n. Instruções para condicionamento, partida e limpeza.
PROJETO TÉRMICO Este projeto é mais direcionado para trocadores de calor, não deixando de ser considerados em outros tipos de vasos envolve: a. Áreas de troca térmica e dimensões gerais do equipamento b. Números e arranjos de cascos, número de passagem do fluido c. Arranjos e quantidades de tubos d. Tipos de tubos, diâmetro e espessura ( aletados, liso) e. Quantidade e tipos chicanas
PROJETO MECÂNICO Este projeto inclui a definição e cálculo dos seguintes dados referente ao vaso: a. Seleção da norma de projeto com foco nas exigências da sociedade b. Definição das dimensões finais do vaso baseado nas recomendações do projeto de processo
Etapas do Projeto a. Definição das eficiências de solda, do tipo e grau de inspeção para essas soldas. b. Cálculo mecânico estrutural completo do vaso, incluindo espessuras do material empregado em todos os componentes c. Posição cotada, tipo e diâmetro de todos os parafusos e chumadores do vaso d. Definição das posições finais elevação e orientação de todos componentes internos e externos. e. Cálculo da pressão máxima de trabalho admissível e da pressão do teste hidrostático f. Diagramas de carga sobre as fundações g. Espaços livres que devem ser deixados para a montagem O Projeto Mecânico deve ainda incluir: ? Verificações das tensões de cargas localizadas ? Cálculo de deslocamento devido a dilatação
2.5- PROJETO DAS PEÇAS INTERNAS Este projeto é feito com base no projeto de processo, portanto deve ser levado em consideração: a. Cálculo mecânico contendo volume das peças, perfis de vigas e outros elementos de sustentação assim como sua rigidez. b. Tolerâncias das dimensões devem estar bem definidas c. Desenho de detalhamento completo das peças d. Cálculos de peso, pensando na manutenção. - 49 -
Esta etapa do projeto é importante devido a complexidade, importância e tecnologia utilizadas. Em muitos casos o projeto dos internos de um vaso é protegido por patentes detidas somente por determinada entidade.
ACOMPANHAMENTO DO PROJETO Esse acompanhamento consiste na orientação e fiscalização técnica, gerencial e administrativa do projeto com a finalidade de garantir não só a qualidade, adequação e cumprimento dos prazos, como também solucionar dúvidas, ajustes e alternativas que venham a aparecer no decorrer do projeto. Como regra geral, todos os documentos que consiste o projeto devem ser submetidos a comentários e aprovação do usuário do vaso.
EMISSÃO DA REQUISIÇÃO DE MATERIAL Consiste na emissão dos documentos necessário à compra do equipamento na obtenção das propostas técnicas. Usando as regras consagradas de compras e contratação de serviço em vigor no mercado. PROPOSTAS E ORDEM DE COMPRAS Essa etapa consiste no julgamento e na aprovação técnica e comercial que envolve custos e cuidados com o projeto.
PROJETO PARA FABRICAÇÃO Esse projeto consiste no detalhamento completo do equipamento para permitira a sua fabricação e montagem. É a complementação do projeto mecânico, com acréscimo de dados e informações adicionais como detalhes de solda, procedimentos e seqüências de soldagem; localização de todas as soldas e cortes, estudo de aproveitamento de material. Quando necessário incluir as análises de tensões de todo equipamento ou de partes principais.
OUTRAS ETAPAS DO PROJETO a. b. c. d. e.
Fornecimento integral ou parcial de material Fornecimento ou instalação de revestimento Fabricação ou instalação de peças internas Fornecimento de recheios ou catalisadores Definição de fornecimento de outros itens como radiografias; tratamento térmico; pintura, garantia de sobressalentes e transporte.
INSPEÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE a. b. c. d.
Inspeção da matéria prima Inspeção de fabricação Incluindo transporte e entrega Inspeção de montagem
- 50 -
INFORMAÇÕES A SER REPASSADAS AOS OUTROS PROJETOS a. b. c. d. e. f. g.
Projeto de Arranjo Geral (Layout) Projeto de Construção Civil (Fundações) Projeto de Construção Civil (Estrutura) Projeto de Tubulações Projeto de Eletricidade Projeto de Instrumentação Localização e tipo de material a ser usado, tempo de vida desses materiais, dimensões, reposições, esforços, montagem.
DEFINIÇÃO DE ESPESSURAS DE CASCOS E TAMPOS a. A espessura da parede de pressão de um vaso deve ser: es = espessura mínima de resistência estrutural es = 2,5 + 0,001 Di + C b. Definição de Espessuras de cascos e Tampos c. A sobre espessura para corrosão é um acréscimo de espessura para suportar a corrosão no equipamento ao longo da sua vida, sem que se perca as propostas de cálculos de projeto. Margens usadas nos casos normais em acos. Obs.: usa-se estes valores quando não de tem certeza das taxa anual do corrosão no sistema. Acima deste valor o material é inadequado. Meios pouco corrosivo: 1,5mm Meios com taxas comuns de corrosividade: 3,0mm Meios muito corrosivos: 4,0 a 6,0mm *
- 51 -
CONTROLE DIMENSIONAL
P-101
MÉTODO DE MEDIÇÃO DE ESPESSURA
1. OBJETIVO Este procedimento tem como objetivo estabelecer os aparelhos, forma de execução, e demais requisitos na medição da espessura de parede de tubos e chapas por ultra-som durante as provas de qualificação de inspetores de Controle Dimensional.
2. MATERIAL A SER EXAMINADO -
Material – aço carbono (chapa ou tubos); Processo de fabricação – laminado; Espessura – 1,5 a 62,5 mm.
3. APARELHO -
TT - 100 de fabricação da Politerm.
4. CABEÇOTES Cabeçote
Aparelho
Diâmetro (mm)
Freqüência (MHz)
Fabricante
Faixa de espessura (mm)
Faixa de temperatura (oC)
5PØ10
TT-100
10
5
Politerm
1,0 a 60
-5 a 40
5. MÉTODO DE CALIBRAÇÃO 5.1 Bloco padrão - Material: Aço carbono; - Dimensões: (conforme figura 1 ou figura 2).
Figura 1 - 52 -
P-101
CONTROLE DIMENSIONAL MÉTODO DE MEDIÇÃO DE ESPESSURA
P-101
CONTROLE DIMENSIONAL MÉTODO DE MEDIÇÃO DE ESPESSURA
Figura 2 5.2 Calibração do Aparelho TT - 100 da Politerm
Será efetuada a cada início de trabalho, a qualquer mudança de faixa de espessura, a cada meia hora de trabalho contínuo, após cada interrupção e ao reinício dos trabalhos. O aparelho é considerado calibrado para medir espessuras numa faixa de ± 25% da espessura utilizada do bloco padrão.
6. APARELHO TT - 100 da Politerm 6.1 Ajuste da velocidade do som
Se o display mostrar o valor da espessura, aperte a tecla VEL para entrar no modo de velocidade do som. A tela mostrará o conteúdo da memória da velocidade do som. Cada vez que você apertar esta tecla a memória da velocidade mudará. Cinco valores diferentes podem ser mostrados. Se você quiser mudar a velocidade mostrada, as teclas podem ser utilizadas para ajustar o valor desejado, Este valor será armazenado automaticamente como uma das cinco velocidades. 6.2 Calibração
Para isto, será necessário um bloco de calibração com espessura conhecida e feito do mesmo material a ser inspecionado. Aplicar uma fina camada de acoplante na superfície do bloco de calibração do medidor que tem a espessura de 4,0mm e certifique-se que o símbolo de acoplamento apareça no visor. Assegure-se que a indicação no visor está estável. Ajuste a velocidade do som com o valor do material a ser medido através das teclas ▲ ▼. Aperte a tecla zero e entre no modo de calibração, no display ira aparecer o valor de 4,0mm.
- 53 -
P-101
CONTROLE DIMENSIONAL MÉTODO DE MEDIÇÃO DE ESPESSURA
CONTROLE DIMENSIONAL
P-101
MÉTODO DE MEDIÇÃO DE ESPESSURA
7. CONDIÇÃO SUPERFICIAL E TÉCNICA DE PREPARAÇÃO 7.1 Condição Superficial
A superfície deve esta livre de óxido, carepas, tintas ou qualquer substância que possa interferir no acoplamento e/ou transmissão acústica. A faixa de temperatura da superfície da peça deve estar entre 15ºC e 50ºC. 7.2 Técnica de preparação
Lixamento manual ou elétrico, esmerilhamento ou usinagem da região a ser medida de modo a proporcionar um bom acoplamento, quando este não é conseguido na superfície em sua condição original.
8. ACOPLANTE Graxa, óleo automotivo, carboxi metil celulose dissolvido em água ou vaselina líquida.
9. REQUISITOS ADICIONAIS 9.1 Medição de espessura em tubos
9.1.1 Na medição de espessura de tubos, a barreira sônica do cabeçote deve ser acoplada perpendicularmente ao eixo do tubo. A linha de separação dos cristais deve ficar transversal ao eixo longitudinal (linha de centro) do tubo. 9.1.2 As medidas de espessura devem ser efetuadas em quatro geratrizes do tubo. 0º, 90º, 180º e 270º, tomando-se como referência o local da marcação da identificação de cada tubo. 9.1.3 Devem ser efetuadas duas medidas em cada ponto de medição e três medidas em cada geratriz (lado superior, médio e inferior). Registrar no relatório a menor medida encontrada em cada ponto de medição. 9.2 Medição de espessura em chapas
9.2.1 Efetuar quatro medidas na superfície de cada chapa. Registrar as quatro medidas efetuadas no relatório e circular com lápis ou caneta a medida de menor valor. 9.2.2 Registrar no relatório a espessura do padrão utilizada para calibração antes de cada espessura medida.
10. SISTEMÁTICA DE IDENTIFICAÇÃO E RASTREABILIDADE 10.1 Nas peças de teste tipo 1 A/B até 17 A/B (chapas), a espessura H1 deve ser a de menor valor. Nas peças de teste tipo 1 até 11 (tubos), o referencial zero, para registro dos resultados, está estampado no corpo da peça. 10.2 O certificado de calibração do Bloco Padrão e o manual do aparelho estão à disposição, com o examinador.
11. FORMULÁRIOS Os resultados da medição de espessura das peças de teste devem ser registrados em formulários fornecidos pelo Examinador. - 54 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
1.
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
OBJETIVO
Este documento tem por objetivo descrever um roteiro e os métodos para identificar e realizar a medição simplificada de engrenagens cilíndricas de dentes retos sem correção, tanto construídos no sistema métrico (Módulo) quanto no sistema inglês (Diametral Pitch). Engrenagens com correção serão avaliadas pelo procedimento de medição avançado.
2.
DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA Norma ABNT NBR 6174 – Definições Gerais de Engrenagens Norma ABNT NBR 8088 – Módulo de Engrenagens Cilíndricas Norma ABNT NBR 6684 – Engrenagens Cilíndricas - Terminologia Norma ABNT NBR 10095 – Engrenagens Cilíndricas de Evolvente – Precisão Dimensional Norma ABNT NBR 10099 – Símbolos de Engrenagens Cilíndricas MAAG GEAR BOOK – Calculation and Manufacture of Gears and Gear Drives for Designers and Works Engineers FRM; FIESP. Telecurso 2000 – Elementos de Máquina
3. • • • • •
4. • • • • •
5. • •
6.
TERMINOLOGIA Engrenagem Cilíndrica – engrenagem cuja superfície primitiva é cilíndrica. Altura do Dente – distância radial entre a circunferência de cabeça e a circunferência do pé. Altura da Cabeça – distância radial entre a circunferência da cabeça e a circunferência primitiva. Diâmetro da cabeça (diâmetro externo) – diâmetro da circunferência da cabeça. Diâmetro de referência (diâmetro primitivo) - diâmetro da circunferência primitiva (ou de funcionamento).
INSTRUMENTOS Micrômetro externo; Paquímetro universal; Paquímetro de duplo nônio; Cilindros calibrados (roletes); Micrômetro para medição de engrenagens.
RESULTADOS OBTIDOS Medição da espessura do dente através da medição do Wk; Medição do valor medido sobre dois roletes (M dr).
ROTEIRO DE AVALIAÇÃO
6.1 Preparação
Limpeza: Utilizar benzina, éter ou álcool isopropílico, tecido de popeline branco, guardanapo de papel ou papel toalha, escova e luvas de látex. Devem ser limpos tanto a engrenagem quanto os instrumentos a serem empregados nessa verificação.
- 55 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
Exame visual: Utilizar luvas de látex para manusear as peças. O exame da engrenagem consiste em fazer um controle visual, verificando oxidações ou danos/amassamentos/batidas que comprometam a verificação. Verificar se a engrenagem possui rebarbas, oxidações, se os dentes não se encontram amassados ou quebrados. Anotar no registro de medição as condições da peça medida. Estabilização da temperatura: Colocar as peças a serem medidas juntamente com os padrões sobre a mesa de medição para estabilização da temperatura. A temperatura do ambiente, das peças e dos instrumentos empregados, deve ser de (20 ± 2) ºC e verificada com um termômetro de resolução máxima 1,0ºC. Verificação da calibração dos padrões: os instrumentos devem estar calibrados por laboratórios credenciados pela RBC (rastreabilidade a padrões nacionais), e dentro do prazo de validade da calibração. Anotar os dados dos padrões e instrumentos e dos seus certificados de calibração no relatório de medição. 6.2 Caracterização da engrenagem
O ângulo de pressão (α) da engrenagem deve ser conhecido, podendo este ser de 14°30`, 15° ou 20°. Anotar o valor no registro dos resultados. A caracterização de uma engrenagem cilíndrica de dentes retos possui vários caminhos a serem seguidos. Salienta-se que o caminho escolhido é uma sugestão a fim de se padronizar o método para a qualificação, não sendo este, necessariamente, melhor ou mais rápido do que os outros. Inicialmente deve-se conhecer o número de dentes (z) da engrenagem, obtido a partir da contagem simples dos mesmos. Anotar o valor no registro dos resultados. O diâmetro da cabeça (da) da engrenagem deve ser medido com um paquímetro universal. Atentar, nesta medição, para que a medida seja realizada no maior diâmetro da mesma. Anotar o valor no registro dos resultados. Inicialmente, precisamos identificar se a engrenagem está construída no sistema métrico (módulo), unidade das medidas em milímetros, ou sistema inglês (diametral pitch), unidade das medidas em polegadas.
SISTEMA MÓDULO da m= z + 2 Fonte: FRM; FIESP (2000) SISTEMA DIAMETRAL PITCH z + 2 dp = da Fonte: FRM; FIESP (2000) RELAÇÃO ENTRE MÓDULO E DIAMETRAL PITCH m ⋅ dp = 25,4 Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962) Para que se defina se a engrenagem está construída no sistema métrico (módulo) ou sistema inglês (diametral pitch), basta que se verifique em qual dos dois cálculos o valor encontrado é o normalizado (tabela 1).
- 56 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
Tabela 1 Valores normalizados de “M” e “DP” Valores Normalizados Módulo (m) Diametral Pitch (dp) 1 – 1,25 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 – 4 – 5 – 6 – 8 – 10 20 – 16 – 12 – 10 – 8 – 7 – 6 – 5 – 4 – 3 - 2½ – 2 – 12 – 16 – 20 – 1½ – 1¼ – 1 Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962) 6.3 Medição da espessura do dente através da medição do Wk
Com a engrenagem já caracterizada deve-se preparar a medição do Wk. Chama-se de medida sobre k número de dentes a distância (Wk) entre dois planos paralelos a dois flancos externos de um determinado número de dentes. A distância Wk na engrenagem é função da espessura do dente e de outras características da mesma. Desta maneira, esta medida se presta para verificar a espessura do dente. Além de ser um método fácil de ser aplicado é, ainda, de grande precisão. Para medir o Wk precisa-se descobrir o número mínimo de intervalos de dentes que é usado no cálculo e na medição, em função do ângulo de pressão e do número de dentes da engrenagem, conforme a Tabela 2.
Tabela 2 Valores tabelados DE k segundo a fórmula k = z
α
180º
Número mínimo de intervalo de dentes (k) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
+ 0,5 [ Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)] Ângulo de pressão (α) 14° 30’
15°
20°
Número de dentes (z) 5 até 24 5 até 23 4 até 17 25 até 37 24 até 35 18 até 26 38 até 49 36 até 47 27 até 35 50 até 62 48 até 59 36 até 44 63 até 74 60 até 71 45 até 53 75 até 86 72 até 83 54 até 62 87 até 99 84 até 95 63 até 71 100 até 111 96 até 107 72 até 80 112 até 124 108 até 119 81 até 89 125 até 136 120 até 131 90 até 98 137 até 148 132 até 143 99 até 107 149 até 161 144 até 155 108 até 116 162 até 173 156 até 167 117 até 125 174 até 186 168 até 179 126 até 134 187 até 198 180 até 191 135 até 143 199 até 211 192 até 203 144 até 151 212 até 223 204 até 215 152 até 161
Anotar o valor selecionado na Tabela 2 no registro dos resultados. Calcular, então, em função do ângulo de pressão da engrenagem, o valor teórico da medida sobre k número de dentes (Wk), conforme Tabela 3. Anotar o valor calculado no registro dos resultados.
- 57 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
Tabela 3 Cálculo do Wk em função do ângulo de pressão Wk = m ⋅ cosα [(k − 0,5)π + z ⋅ invα ] [ Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)] Ângulo de pressão
Cálculo do Wk
14° 30’
Wk = m[(3 ,041526 ⋅ k ) − 1 ,520763 + (0 ,005545 ⋅ z )]
15°
Wk = m[(3 ,034545 ⋅ k ) − 1 ,517273 + (0 ,006150 ⋅ z )]
20°
Wk = m[(2 ,952131 ⋅ k ) − 1 ,476066 + (0 ,014904 ⋅ z )]
6.3.1 Para realizar a medição do Wk utiliza-se o micrômetro para medição de engrenagens conforme a figura 1. Anotar o valor medido no registro dos resultados.
Figura 1 – Medição da espessura do dente através da medição do Wk 6.3.2
Medição da espessura do dente através do uso do paquímetro para medição de engrenagens
A dimensão da espessura do dente de uma engrenagem também pode ser realizada através da utilização do paquímetro para medição de engrenagens, também conhecido como paquímetro de duplo nônio (figura 2). A utilização do paquímetro de duplo nônio, especialmente construído para este tipo de medição, consiste em posicionar a escala vertical com o valor da altura da cabeça do dente na corda ( ha ), calculado anteriormente, e travar a mesma. Posteriormente, apoia-se o paquímetro sobre o dente e realiza-se a medição da espessura de dente medido na corda ( s ). Isto ocorre para que esta medição seja realizada sobre o diâmetro de referência (primitivo) da engrenagem. Anotar o valor medido no registro dos resultados.
- 58 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
Figura 2 – Medição da espessura de dente medido na corda ( s ) M dR
6.4 Medição do valor medido sobre dois roletes (
)
Inicialmente deve-se determinar os roletes que serão usados na medição de M dR . A fórmula de cálculo do valor ideal do diâmetro do rolete para realizar a medição de M dR é Diâmetro do rolete de medição (Dmr ) Dmr ≈ 1,728 ⋅ m ou Dmr ≈
1,728
dp Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962) Anotar o valor calculado no registro de resultados.
Como na prática esse valor nem sempre está disponível devem-se procurar dois roletes de diâmetros iguais e com valor próximo ao calculado. Deve-se medir o diâmetro de cada rolete com o uso de um micrômetro externo e anotar o valor médio medido dos dois roletes no registro de resultados. Parte-se agora para a medição sobre dois roletes ( M dR ) que deve ser feita observando-se a diferenciação entre engrenagens com número par e ímpar de dentes. Isto ocorre porque os vãos estão diametralmente opostos nas engrenagens com número par de dentes. Já nas engrenagens com número ímpar de dentes isso não ocorre. As fórmulas para cada caso são:
- 59 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
-
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
Medição sobre dois roletes ( M dR )
Engrenagem com número par de dentes M dR = m ⋅ Y 1 + Dmr ou Y 1 + Dmr M dR = dp Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)
Engrenagem com número ímpar de dentes M dR = m ⋅ Y 2 + Dmr ou Y 2 + Dmr M dR = dp Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)
Utilizando o Anexo 3, procura-se na Tabela 4 o valor de Y1 para engrenagem com número par de dentes e na Tabela 5 o valor de Y2 para engrenagem com número ímpar de dentes. Calcula-se o valor de M dR e anota-se no registro de resultados o valor calculado, observando para utilizar no cálculo o valor médio de Dmr medido com o micrômetro externo. Utilizando-se de um micrômetro externo realiza-se a medição da dimensão sobre os roletes (figura 3). Anotar o valor medido no registro dos resultados.
Figura 3 – Medição sobre dois roletes ( M dR ) 6.5 Avaliação das engrenagens
Os valores medidos devem ser comparados aos valores do critério de avaliação do cliente para que seja determinado pelo inspetor se a engrenagem está de acordo com os padrões estabelecidos.
- 60 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
7.
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
REGISTRO DE RESULTADOS
Deve ser preparado um relatório de medição das engrenagens contendo: características dos padrões utilizados; condições ambientais (temperatura ambiente); dados da inspeção visual (riscos, mossas, oxidação, outros danos); valores medidos e calculados. -
8.
ANEXOS
Anexo 1 - Formulário para engrenagens cilíndricas de dentes retos Anexo 2 - Relatório de medição de engrenagens cilíndricas de dentes retos Anexo 3 - Tabelas dos valores de Y1 e Y2
- 61 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
ANEXO 1 FORMULÁRIO PARA ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS – Nível Básico CARACTERÍSTICA
SÍMBOLO
FÓRMULA
Passo
p
p = m ⋅ π =
Diâmetro de referência (primitivo)
d
d = z ⋅ m =
Espessura do dente normal
s
Função involuta
invα
s =
m ⋅ π 2
=
π
dp z dp π
2 ⋅ dp
invα = tg α −
⋅
α π
180º
Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)
- 62 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
ANEXO 2 RELATÓRIO DE MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RELATÓRIO DE MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
1) Características do micrômetro externo Faixa de indicação: Fabricante: Resolução: Modelo: Nº identificação: Nº de série: 2) Características do micrômetro para medição de engrenagens Faixa de indicação: Fabricante: Resolução: Modelo: Nº identificação: Nº de série: 3)Condições ambientais Temperatura ambiente: _____________________ 4) Inspeção visual (Observações)
ÂNGULO DE PRESSÃO (α)
Nº da PEÇA
Nº de dentes (z)
DESCRIÇÃO DA ENGRENAGEM 5) Medição
CARACTERÍSTICA
VALOR CALCULADO
VALOR MEDIDO
Diâmetro da cabeça (da) Módulo (m) Diametral pitch (dp) Quantidade de dentes (k) Medida sobre k número de dentes (Wk) Diâmetro do rolete de medição (Dmr ) Medição sobre dois roletes ( M dR ) 6) Cálculos
7) Observações
Inspetor:________________________ VISTO:_________________ Data: ______/______/________
- 63 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
ANEXO 3 TABELA 4 - VALORES DE Y1 PARA ENGRENAGEM COM NÚMERO PAR DE DENTES cos α [ Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)] Y 1 = z ⋅ 90° cos α + z Número de Dentes (z) 4
---------
---------
5,098177
Número de Dentes (z) 114
6
6,674152
6,692130
6,882917
116
116,418362
116,433127
116,585279
8
8,599085
8,615945
8,793352
118
118,418155
118,432919
118,585048
10
10,557080
10,573375
10,744014
120
120,417955
120,432717
120,584824
12
12,530170
12,546127
12,712710
122
122,417762
122,432522
122,584607
14
14,511438
14,527170
14,691061
124
124,417575
124,432334
124,584398
16
16,497639
16,513212
16,675188
126
126,417394
126,432151
126,584196
18
18,487047
18,502502
18,663050
128
128,417219
128,431974
128,583999
20
20,478659
20,494023
20,653464
130
130,417049
130,431803
130,583809
22
22,471852
22,487143
22,645702
132
132,416885
132,431637
132,583625
24
24,466215
24,481447
24,639288
134
134,416725
134,431475
134,583446
26
26,461472
26,476654
26,633898
136
136,416570
136,431319
136,583272
28
28,457424
28,472565
28,629305
138
138,416419
138,431167
138,583104
30
30,453930
30,469036
30,625345
140
140,416273
140,431020
140,582940
32
32,450883
32,465958
32,621895
142
142,416131
142,430876
142,582781
34
34,448201
34,463250
34,618862
144
144,415993
144,430737
144,582627
36
36,445824
36,460849
36,616175
146
146,415859
146,430602
146,582477
38
38,443702
38,458706
38,613778
148
148,415728
148,430470
148,582330
40
40,441796
40,456781
40,611626
150
150,415601
150,430342
150,582188
42
42,440075
42,455043
42,609684
152
152,415477
152,430217
152,582050
44
44,438512
44,453466
44,607922
154
154,415357
154,430095
154,581915
46
46,437088
46,452027
46,606317
156
156,415239
156,429977
156,581783
48
48,435784
48,450711
48,604848
158
158,415125
158,429861
158,581655
50
50,434585
50,449501
50,603498
160
160,415013
160,429749
160,581530
52
52,433481
52,448386
52,602255
162
162,414904
162,429639
---------
54
54,432459
54,447355
54,601105
164
164,414798
164,429532
---------
Ângulo de Pressão (α) 14° 30’ 15° 20°
Ângulo de Pressão (α) 14° 30’ 15° 20° 114,418576
114,433343
114,585519
- 64 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
56
56,431511
56,446398
56,600038
166
166,414695
166,429427
---------
58
58,430629
58,445507
58,599047
168
168,414594
168,429325
---------
60
60,429807
60,444677
60,598122
170
170,414495
170,429226
---------
62
62,429038
62,443902
62,597258
172
172,414399
172,429128
---------
64
64,428318
64,443175
64,596449
174
174,414304
174,429033
---------
66
66,427642
66,442492
66,595689
176
176,414212
176,428940
---------
68
68,427006
68,441851
68,594975
178
178,414122
178,428850
---------
70
70,426407
70,441246
70,594302
180
180,414034
180,428761
---------
72
72,425841
72,440675
72,593667
182
182,413948
182,428674
---------
74
74,425306
74,440135
74,593066
184
184,413864
184,428589
---------
76
76,424800
76,439624
76,592498
186
186,413782
186,428506
---------
78
78,424320
78,439140
78,591959
188
188,413701
188,428425
---------
80
80,423864
80,438680
80,591448
190
190,413623
190,428345
---------
82
82,423431
82,438242
82,590961
192
192,413545
192,428268
---------
84
84,423018
84,437826
84,590498
194
194,413470
194,428191
---------
86
86,422625
86,437429
86,590057
196
196,413396
196,428117
---------
88
88,422249
88,437050
88,589636
198
198,413323
198,428043
---------
90
90,421891
90,436688
90,589234
200
200,413252
200,427972
---------
92
92,421548
92,436342
92,588850
202
202,413182
202,427901
---------
94
94,421220
94,436011
94,588482
204
204,413114
204,427832
---------
96
96,420906
96,435694
96,588130
206
206,413047
206,427765
---------
98
98,420604
98,435390
98,587792
208
208,412981
208,427698
---------
100
100,420315 100,435098 100,587467
210
210,412917
210,427633
---------
102
102,420037 102,434818 102,587156
212
212,412854
212,427570
---------
104
104,419770 104,434548 104,586857
214
214,412792
214,427507
---------
106
106,419513 106,434289 106,586569
216
216,412731
---------
---------
108
108,419266 108,434039 108,586291
218
218,412671
---------
---------
110
110,419027 110,433799 110,586024
220
220,412612
---------
---------
112
112,418797 112,433567 112,585767
222
222,412555
---------
---------
- 65 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
TABELA 5 VALORES DE Y2 PARA ENGRENAGEM COM NÚMERO ÍMPAR DE DENTES cos α 90° ⋅ cos Y 2 = z ⋅ [ Fonte: MAAG GEAR BOOK (1962)] 90° z cos α + z Número de Dentes (z) 5
5,458694
5,476823
5,670613
7
7,439114
7,455991
7,634202
117
117,407676
117,422439
117,574565
9
9,430021
9,446307
9,617211
119
119,407651
119,422412
119,574517
11
11,424816
11,440758
11,607429
121
121,407627
121,422387
121,574470
13
13,421459
13,437178
13,601086
123
123,407604
123,422362
123,574424
15
15,419119
15,434681
15,596647
125
125,407582
125,422338
125,574380
17
17,417398
17,432843
17,593368
127
127,407560
127,422315
127,574338
19
19,416080
19,431434
19,590849
129
129,407539
129,422292
129,574297
21
21,415039
21,430321
21,588853
131
131,407519
131,422271
131,574257
23
23,414195
23,429420
23,587234
133
133,407499
133,422249
133,574218
25
25,413499
25,428675
25,585893
135
135,407480
135,422229
135,574181
27
27,412914
27,428049
27,584765
137
137,407462
137,422209
137,574144
29
29,412416
29,427517
29,583804
139
139,407444
139,422190
139,574109
31
31,411987
31,427057
31,582974
141
141,407426
141,422171
141,574075
33
33,411614
33,426658
33,582250
143
143,407409
143,422153
143,574041
35
35,411285
35,426306
35,581614
145
145,407393
145,422135
145,574009
37
37,410995
37,425995
37,581051
147
147,407377
147,422118
147,573977
39
39,410736
39,425718
39,580548
149
149,407361
149,422102
149,573947
41
41,410504
41,425470
41,580096
151
151,407346
151,422085
151,573917
43
43,410294
43,425245
43,579688
153
153,407331
153,422070
153,573888
45
45,410104
45,425042
45,579319
155
155,407317
155,422054
155,573859
47
47,409931
47,424856
47,578982
157
157,407303
157,422039
157,573832
49
49,409773
49,424687
49,578673
159
159,407289
159,422024
159,573805
51
51,409628
51,424531
51,578390
161
161,407276
161,422010
161,573779
53
53,409494
53,424388
53,578129
163
163,407263
163,421996
---------
55
55,409371
55,424256
55,577887
165
165,407251
165,421983
---------
57
57,409256
57,424133
57,577663
167
167,407238
167,421970
---------
Ângulo de Pressão (α) 14° 30’ 15° 20°
Número Ângulo de Pressão (α) de Dentes 14° 30’ 15° 20° (z) 115 115,407701 115,422466 115,574616
- 66 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-109
MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS
59
59,409149
59,424019
59,577455
169
169,407226
169,421957
---------
61
61,409050
61,423912
61,577261
171
171,407214
171,421944
---------
63
63,408957
63,423813
63,577080
173
173,407203
173,421932
---------
65
65,408870
65,423720
65,576910
175
175,407192
175,421920
---------
67
67,408789
67,423632
67,576750
177
177,407181
177,421908
---------
69
69,408712
69,423550
69,576600
179
179,407170
179,421896
---------
71
71,408640
71,423473
71,576459
181
181,407160
181,421885
---------
73
73,408572
73,423400
73,576326
183
183,407149
183,421874
---------
75
75,408508
75,423331
75,576200
185
185,407139
185,421864
---------
77
77,408447
77,423266
77,576080
187
187,407130
187,421853
---------
79
79,408389
79,423204
79,575967
189
189,407120
189,421843
---------
81
81,408335
81,423145
81,575860
191
191,407111
191,421833
---------
83
83,408283
83,423090
83,575758
193
193,407101
193,421823
---------
85
85,408233
85,423037
85,575661
195
195,407092
195,421813
---------
87
87,408186
87,422986
87,575568
197
197,407084
197,421804
---------
89
89,408141
89,422938
89,575480
199
199,407075
199,421794
---------
91
91,408098
91,422892
91,575395
201
201,407067
201,421785
---------
93
93,408057
93,422848
93,575315
203
203,407058
203,421777
---------
95
95,408017
95,422805
95,575237
205
205,407050
205,421768
---------
97
97,407980
97,422765
97,575163
207
207,407042
207,421759
---------
99
99,407944
99,422726
99,575093
209
209,407034
209,421751
---------
101
101,407909 101,422689 101,575024
211
211,407027
211,421743
---------
103
103,407876 103,422653 103,574959
213
213,407019
213,421735
---------
105
105,407844 105,422619 105,574896
215
215,407012
215,421727
---------
107
107,407813 107,422586 107,574836
217
217,407005
---------
---------
109
109,407784 109,422555 109,574778
219
219,406997
---------
---------
111
111,407755 111,422524 111,574722
221
221,406991
---------
---------
113
113,407728 113,422494 113,574668
223
223,406984
---------
---------
- 67 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
1. OBJETIVO Este procedimento tem por objetivo descrever um roteiro e os métodos para verificações e medidas a serem executadas na identificação e avaliação e fazer a medição simplificada de roscas externas, na modalidade de Controle Dimensional.
2. DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 2.1 Norma ABNT NBR NM-ISO1:1997 - Temperatura padrão de referência para medições industriais de comprimento 2.2 Portaria Nº 29 de 1995 do INMETRO - Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia (VIM) 2.3 Norma ABNT NBR 5876:1988 - Roscas – Terminologia 2.4 Norma ABNT NBR ISO 261:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Plano geral 2.5 Norma ABNT NBR ISO 262:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Seleção de diâmetros para parafusos e porcas 2.6 Norma ABNT NBR ISO 68-1:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Perfil básico - Parte 1: Rosca métrica para parafusos 2.7 Norma ABNT NBR ISO 724:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Dimensões básicas 2.8 Norma ABNT NBR ISO 965-1:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Tolerâncias - Parte 1: Princípios e dados básicos 2.9 Norma ABNT NBR ISO 965-2:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Tolerâncias - Parte 2: Limites dimensionais para roscas internas e externas de uso geral - Qualidade média 2.10 Norma ABNT NBR ISO 965-3:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Tolerâncias - Parte 3: Afastamentos para roscas de construção 2.11 Norma ABNT NBR ISO 965-4:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Tolerâncias - Parte 4: Dimensões limites para roscas externas zincadas por imersão a quente, para montagens com roscas internas com posição de tolerância H ou G, após a zincagem 2.12 Norma ABNT NBR ISO 965-5:2004 - Rosca métrica ISO de uso geral - Tolerâncias - Parte 5: Dimensões limites para roscas internas zincadas por imersão a quente, para montagens com roscas externas com posição de tolerância h, antes da zincagem 2.13 Norma ABNT NBR11701/1991 – Roscas - Tipos e aplicações 2.14 Norma ASME B1.5:1997 – Roscas ACME 2.15 Norma ASME B1.1:1989 – Roscas Unificadas 2.16 Norma British Standard 93 : 1951 – Roscas B.A. 2.17 Norma British Standard 84 : 1956 – Roscas B.S.W. e B.S.F. 2.18 Norma DIN 13 – Roscas Métricas 2.19 Norma DIN 103 – Roscas Trapezoidais 2.20 Norma DIN ISO 228-1:1994 – Roscas G 2.21 Manual de Operação da Máquina de Medição Linear SIP 305M : 1981, Genève Suíça. - 68 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
3. TERMINOLOGIA RBC: Rede Brasileira de Calibração formada por laboratórios credenciados pelo INMETRO para realizar calibrações conforme escopo de credenciamento. 4. INSTRUMENTOS -
Micrômetro externo Arames para medição de roscas Pentes de roscas
5. GRAU DE APLICAÇÃO As roscas podem ser avaliadas em vários graus de detalhamento, em função da aplicação, da finalidade e das características das roscas. Como exemplo de aplicação, finalidade e características, pode-se citar: as roscas extra finas, indicadas para apertos locais sujeitos a vibrações, como em aeronaves; roscas trapezoidais ou mistas para transmissão de movimento, como as empregadas em máquinas operatrizes; roscas cônicas para transmissão de movimento, transmissão de torque, transmissão de flexão, aperto e vedação, como as roscas de tubos de perfuração, etc. Roscas especiais podem exigir a medição da rugosidade superficial, classe de tolerância e ajuste com folgas mínimas, teste de estanqueidade, emprego de calibradores, medição do semi-ângulo de flanco, medição do passo, etc. Este procedimento é um método básico de medição, onde são feitas medições básicas nas dimensões principais das roscas.
6. ROTEIRO DE AVALIAÇÃO 6.1 Preparação
Limpeza – Utilizar benzina, éter ou álcool isopropílico, tecido de popeline branco, guardanapo de papel ou papel toalha, escova e luvas de látex. Devem ser limpos a peça roscada e os instrumentos a serem empregados nessa verificação. Exame visual – Utilizar luvas de látex para manusear as peças. O exame da peça roscada consiste em fazer um controle visual, verificando desgastes ou danos que comprometam a verificação. Verificar se a peça roscada possui cantos vivos, rebarbas, oxidações, se os filetes não encontram-se amassados ou quebrados. Caso constatado algum dano, anotar no registro de medição as condições da peça medida. Estabilização da temperatura – Colocar as peças a serem medidas juntamente com os padrões sobre a mesa de medição para estabilização da temperatura (mínimo 1 hora). A temperatura do ambiente, das peças e dos instrumentos empregados, deve ser de (20 ± 2) ºC e verificada com um termômetro de resolução máxima 1 ºC. Verificação da calibração dos padrões – os padrões e instrumentos utilizados devem estar calibrados por laboratórios da RBC e dentro do prazo de validade da calibração. Anotar os dados dos padrões e instrumentos e dos seus certificados de calibração no relatório de calibração. 6.2 Medição do diâmetro externo
Posicionar a peça com roscado externo entre os contatos de medição do micrômetro externo e fazer a apalpagem, observando seu alinhamento e se a medição está ocorrendo realmente no diâmetro, e não em uma corda, conforme Figura 1. O parafuso deve situar-se na posição central dos apalpadores. Medir o valor do diâmetro externo “d” e anotar no relatório de medição. - 69 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
d Figura 1 – Medição do Diâmetro Externo do Parafuso 6.3 Verificação do valor do passo nominal da rosca externa
Utilizar os pentes de roscas para verificar qual o passo e ângulo nominais que a rosca externa possui. Colocase o pente de rosca sobre a peça roscada e verifica-se qual a lâmina que encaixa perfeitamente sem folgas no roscado, conforme Figura 2. Anotar os valores encontrados no relatório de medição.
Figura 2 – Verificação do passo e ângulo da rosca com pente de rosca 6.4 Determinação do diâmetro ideal, máximo e mínimo do arame para medição de roscas externas
A escolha do diâmetro do arame “∅” para medição do diâmetro de flanco se faz em função do passo e do ângulo de flanco da rosca. Os valores para algumas roscas estão na Tabela 1 e na Tabela 2 temos o diâmetro do arame em seu valor comercial que seria o indicado para os vários passos das diferentes roscas. Porém se for necessário calcular devemos considerar:
∅ no min al =
∅ máx =
∅ mín =
P 2 × cos
α
2
17 × P 32 × cos
α
2
15 × P 32 × cos
α
2
O valor do diâmetro nominal do arame deve estar dentro dessa faixa. Verificar se existe nos jogos de arames o diâmetro desejado, senão, pegar o diâmetro mais próximo da faixa determinada acima.
- 70 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
Tabela 1 – Fórmulas para cálculo dos diâmetros permitidos para os arames Tipo de rosca ∅nominal ∅máx 60° Métrica ou unificada 0,57735 . P 0,61343 . P 55° Whitworth 0,56369 . P 0,59892 . P 47° 30´ B.A. 0,54626 . P 0,58040 . P 30° Trapezoidal 0,51764 . P 0,54999 . P 29° ACME 0,51645 . P 0,54873 . P
∅mín
0,54126 . P 0,52846 . P 0,51212 . P 0,48528 . P 0,48417 . P
Tabela 2 – Passos das roscas em função dos diâmetros padronizados dos arames Diâmetro do arame ∅ em mm
Rosca métrica passo em mm
0,17 0,195 0,22 0,25 0,29 0,335 0,39 0,455 0,53 0,62 0,725 0,895 1,10 1,35 1,65 2,05 2,55 3,20
0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6 0,7 0,75 – 0,8 1,0 1,0 1,25 1,5 1,75 – 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 – 4,5 5,0 – 5,5
Rosca Rosca unificada Rosca B.A. Whitworth passo em fios passo em passo fios por por polegada mm polegada
80 – 72 64 56 48 44 40 – 36 32 28 – 27 24 20 18 – 16 14 – 13 –12 11,5 – 11 – 10 9–8 7 6 5 – 4,5
80 72 64 56 48 44 – 40 36 32 28 – 26 24 – 22 20 – 19 – 18 16 14 – 13 – 12 11 – 10 9–8 7 6 5 – 4,5
Rosca Rosca ACME trapezoidal passo fios por passo em mm polegada
0,31 0,35 0,39 – 0,43 0,48 0,53 0,59 – 0,66 0,73 0,81 – 0,90 1,00
3 4 5 6
16 – 14 12 10 8 6 5 4
Após separar o jogo de 3 arames, que serão usados na medição do diâmetro de flanco, deve-se fazer uma medição de cada arame para verificar se não existe troca de arames nos jogos de 3 arames, anotar os valores e calcular a média dos 3 arames. A diferença entre o diâmetro do maior arame e do menor, dentre os 3 arames, não pode ser superior a 0,002 mm. 6.5 Medição do diâmetro de flanco com o método dos 3 arames
Consiste em colocar 3 arames cilíndricos, de mesma dimensão nominal, entre os vãos dos filetes da rosca, sendo 2 de um lado (em vãos consecutivos) e um arame do outro lado em posição intermediária, de modo que o centro desse arame situe-se entre os centros dos arames opostos, conforme Figura 3. Aproximar os contatos do micrômetro externo acionando a catraca ou fricção e anotar o valor medido M. Calcular o valor do diâmetro de flanco de acordo com a fórmula geral ou através das fórmulas simplificadas, conforme Tabela 3. Fórmula geral – Diâmetro de flanco (d2) 1 P d 2 = M + − ∅ ⋅ 1 + α α 2 ⋅ tg sen 2 2
sendo M = medida sobre os arames ∅ = diâmetro médio medido dos 3 arames P = passo nominal verificado na rosca α = ângulo da rosca verificado
- 71 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
Ø
d 2 d
1 d
M
P
Figura 3 – Medição do diâmetro de flanco com o método dos 3 arames Tabela 3 – Fórmulas simplificadas para calcular o diâmetro de flanco Tipo de rosca 60° Métrica ou unificada 55° Whitworth 47° 30´ B.A. 30° Trapezoidal 29° ACME
Fórmula simplificada do diâmetro de flanco d 2 = M + 0,8660 ⋅ P − 3 ⋅ ∅ d 2 = M + 0,9605 ⋅ P − 3,1657 ⋅ ∅ d 2 = M + 1,1363 ⋅ P − 3,4830 ⋅ ∅ d 2 = M + 1,8660 ⋅ P − 4,8637 ⋅ ∅
d 2 = M + 1,9334 ⋅ P − 4,9939 ⋅ ∅
6.6 Avaliação dos roscados
Utilizando as normas respectivas a cada roscado fazer a avaliação se a rosca está aprovada ou reprovada de acordo com a classe de tolerância solicitada.
7. REGISTRO DE RESULTADOS Deverá ser preparado um relatório de medição das peças roscadas contendo: -
características dos padrões utilizados condições ambientais (temperatura e umidade relativa ambiente) dados da inspeção visual (riscos, mossas, oxidação, outros danos) valores medidos dos diâmetros externos valores verificados dos passos e ângulos das roscas valores medidos sobre arames valores calculados dos diâmetros de flanco
8. ANEXO Anexo 1 - Relatório de medição de roscas externas
- 72 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-113
MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS
ANEXO 1 RELATÓRIO DE MEDIÇÃO DE ROSCAS EXTERNAS 1) Características do micrômetro externo Faixa de indicação: Resolução: Nº identificação:
Fabricante: Modelo: Nº de série:
2) Condições ambientais Temperatura ambiente: ________________ Umidade relativa: ____________ 3) Medições Nº Peça: ∅ dos arames ITEM Valor padrão de Valor Medido Calculado Medido norma (limites) ou Verificado ∅nominal: ∅ arame 1: Max.: máx: ∅ ∅ arame 2: ∅ externo Mín.: ∅mín: ∅ arame 3: Passo Média dos ∅: Ângulo da Cálculo do ∅ de flanco: rosca Max.: Croqui do perfil da rosca: Exame visual: ∅ de flanco Mín.: Perfil Sentido Nº Peça: ITEM
∅ dos arames
∅ Externo
Passo Ângulo rosca
Valor padrão de Valor medido norma (limites) ou verificado Max.: Mín.:
da
∅ de flanco
Calculado ∅nominal: ∅máx: ∅mín:
Medido ∅ arame 1: ∅ arame 2: ∅ arame 3: Média dos ∅:
Cálculo do ∅ de flanco: Max.: Mín.:
Croqui do perfil da rosca:
Exame visual:
Perfil Sentido Nº Peça: ITEM ∅ Externo
∅ dos arames
Valor padrão de Valor medido norma (limites) ou verificado Max.: Mín.:
Passo Ângulo da rosca ∅ de flanco
Calculado ∅nominal: ∅máx: ∅mín:
Medido ∅ arame 1: ∅ arame 2: ∅ arame 3: Média dos ∅:
Cálculo do ∅ de flanco: Max.: Mín.:
Croqui do perfil da rosca:
Exame visual:
Perfil Sentido 5) Dados dos instrumentos e padrões utilizados Inspetor:________________________ VISTO:_________________ Data: ______/______/________ - 73 -
PR-102
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-102
CONTROLE DIMENSIONAL MEDIÇÃO DE VASO DE PRESSÃO
1. OBJETIVO
Este procedimento tem por objetivo descrever os instrumentos e processos de controle dimensional empregados na verificação de vasos de pressão. 2. INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E MATERIAIS AUXILIARES • • • • • • • • • • • •
Prancheta e papel; Mangueira d’água; Relatório; Nível de bolha; Procedimento; Esquadro; Calculadora; Régua graduada de aço; Fita crepe; Trena; Caneta; Prumo de aço com fio.
Os instrumentos a serem empregados devem estar calibrados e com a data de calibração dentro da validade. 3. DESVIOS E DIMENSÕES A SEREM CONTROLADOS • •
Distâncias “x”, “y” e “z” entre os bocais; Volume do vaso.
4. PROCESSOS DE MEDIÇÃO APLICADOS
4.1
Medição do perímetro das tubulações para o cálculo dos raios.
r =
- 74 -
P
2π
PR-102
CONTROLE DIMENSIONAL MEDIÇÃO DE VASO DE PRESSÃO
4.2
Marcar em um esquadro o valor correspondente ao raio.
4.3
Colocar fita crepe nas geratrizes dos tubos e nos eixos dos flanges.
4.4
Traçar as geratrizes dos trechos retos de tubulação.
Geratriz superior
Geratriz lateral - 75 -
PR-102
CONTROLE DIMENSIONAL MEDIÇÃO DE VASO DE PRESSÃO
4.5 x-x.
Transporte para os flanges dos pontos correspondentes às geratrizes traçadas no tubo, gerando os eixos
4.6
Obter os eixos “y-y” a partir dos eixos “x-x”, correspondentes às geratrizes dos tubos.
4.7
Obtenção das distâncias “z” entre os flanges.
- 76 -
PR-102
CONTROLE DIMENSIONAL MEDIÇÃO DE VASO DE PRESSÃO
4.8
Obtenção das distâncias “y” entre os flanges.
4.9
Obtenção das distâncias “x” entre os flanges.
- 77 -
CONTROLE DIMENSIONAL
PR-102
MEDIÇÃO DE VASO DE PRESSÃO
Quando os flanges estão em alturas diferentes, o valor “x” deve ser calculado pelo triângulo:
x = valor da trena2 − y 2 4.10
Cálculo do volume interno do vaso (para vasos com tampo semi-esférico).
Obtido utilizando a fórmula: Tampo hemisférico (meia esfera)
r (mm)
∅
interno = Di (mm)
r
Fórmulas: Área do circulo =
π
r 2
Volume cilindro = Área da base. h Volume da esfera =
4 π
3
r 3
H (mm)
V total = V cilindro + V esfera Para vasos com tampo semi-elíptico, utilizar a fórmula
π
r 3
3
(volume dos tampos)
5. PROCESSO DE MEDIÇÃO - TANQUE 5.1
Medição do Diâmetro
5.1.1 O diâmetro deve ser medido em duas geratrizes ortogonais sendo que a localização da primeira geratriz será informada. 5.1.2 As medidas devem ser tomadas a partir do diâmetro interno. 5.1.3 A trena deve ser tensionada com dinamômetro calibrado. A tensão a ser utilizada está determinada na fita. 5.1.4 O candidato deve instruir o auxiliar sobre o correto posicionamento da trena na extremidade. O dinamômetro deverá ser operado pelo candidato. 5.1.5 No final, o candidato deverá calcular a correção a ser aplicada nas medidas de acordo com o cálculo da catenária de acordo com a fórmula abaixo:
- 78 -
PR-102
CONTROLE DIMENSIONAL MEDIÇÃO DE VASO DE PRESSÃO
5.2
Verificação do Nivelamento
5.2.1 O nivelamento deve ser verificado em pontos e na origem pré-determinados e informados no perímetro do anel. 5.2.2 Instalar o nível óptico no centro do anel do tanque e prepará-lo para as leituras efetuando a colimação da bolha bipartida quando o instrumento necessitar. Para os instrumentos automáticos, basta efetuar o nivelamento através dos parafusos calantes. NOTA: Instruir o auxiliar sobre o correto posicionamento da trena nos pontos pré-determinados. Efetuar a primeira leitura no ponto de origem. Considerar que este ponto está na cota de projeto e todos os demais serão referenciados a ele. 5.2.3 Efetuar as leituras nos demais pontos, sendo que a última medida deve ser efetuada no ponto de origem. 5.2.4 Calcular as diferenças entre as elevações de cada ponto e a medida encontrada no ponto de origem. Registrar os valores no relatório de registro de resultados. 6. PARECER
Quando solicitado, comparar os resultados obtidos com os critérios de aceitação informados emitindo parecer aprovando ou rejeitando o equipamento e justificando.
- 79 -
SISTEMA DE LICENCIAMENTO DE POSTOS III - Roteiro para Inspeção de Tanques Aéreos de Armazenamento de Combustíveis e suas Tubulações 1. OBJETIVO Este documento tem por objetivo a recomendação para estabelecimento de condições exigíveis para serviços de inspeção, interna e externa, de tanques aéreos de armazenamento com teto fixo, verticais e horizontais, utilizados para armazenamento de combustíveis, sujeitos à pressão atmosférica e instalados em postos de abastecimento ou TRR’s, tendo como referência as Normas da ABNT e Normas Petrobrás.
2. DOCUMENTAÇÃO O projeto de fabricação do tanque e tubulação de processo e a sua construção devem estar em conformidade com os requisitos das Normas ABNT ou Norma API 650 para tanques e ASME B 31.3 para Tubulações Industriais.
3. NORMAS DE REFERÊNCIA 3.1. Normas Nacionais Normas ABNT - ABNT - NBR – 7821/83 - ABNT - NBR – 13312 Normas Petrobrás: - N-115 / D – Montagem de Tubulações Industriais -
N–2318 / C – Inspeção de Tanque de Armazenamento
3.2. Normas Internacionais - API std 650 – Welded Steel Tanks for Oil storage e, - API std 653 - UL 142 – Steel Aboveground Tanks for Flammable and Combustible Liquids, - UL 2085 – Protected Aboveground Tanks for Flammable and Combustible Liquids - BPV Code / ASME VIII / Divisão 1 / Edição 2004 - BPV Code / ASME V / Edição 2004 - ASME B 31.3 / Edição 2004
4. DEFINIÇÕES 4.1. Inspeção Externa - É a inspeção de todos os componentes que podem ser verificados com o tanque em operação, incluindo base, diques e bacia de contenção. 4.2. Inspeção Geral - É executada com o tanque fora de operação, consistindo de inspeção interna e externa de todos os componentes, incluindo base, diques e bacia de contenção.
5. PERIODICIDADE DE INSPEÇÃO 5.1. Inspeção Externa dos Tanques a) Ambientes agressivos (úmidos e com gases derivados de enxofre, e cloretos) – Inspeção a cada 2,5 anos. b) Ambientes não agressivos – Inspeção a cada 5 anos. 5.2. Inspeção Geral dos Tanques em função do Produto (Periodicidade)
Cód: S700V01
02/02/2007
1/4
- 80 -
SISTEMA DE LICENCIAMENTO DE POSTOS III - Roteiro para Inspeção de Tanques Aéreos de Armazenamento de Combustíveis e suas Tubulações Intervalos
Produtos
05 Anos
Diesel, Querosene, Gasolina, Resíduos Não Tratados
08 Anos
Resíduos leves tratados, álcool.
10 Anos
Óleos Combustíveis e Lubrificantes e produtos pesados
½ do Previsto
Tanques de troca de produtos
6. ROTEIRO DE INSPEÇÃO 6.1. INSPEÇÃO EXTERNA (Executada com o tanque em operação) 6.1.1. Inspeção da Bacia de Contenção a) Inspeção da bacia quanto às condições físicas e integridade. b) Inspeção visual das instalações, tubulações aéreas e acessórios quanto às condições físicas. c) Medição de espessura das tubulações aéreas de produto. 6.1.2. Base a) Inspeção visual das bases quanto a possíveis vazamentos, impermeabilização, cabos de aterramento, etc. 6.1.3. Inspeção do Costado a) Inspeção visual do costado quanto à corrosão, vazamentos, deformações e verticalidade. b) Inspeção visual em todas as conexões e válvulas quanto ao estado de conservação. c) Medição de espessura em todos os anéis do costado. 6.1.4. Teto (Para tanques verticais com teto fixo) a) Inspeção visual das chapas de soldas quanto à corrosão, deformações e furos. b) Medição de espessura por Ensaio de Ultra-Som, no mínimo, de 5 chapas. c) Inspeção Visual das bocas de visita quanto às condições de corrosão e limpeza. 6.2. INSPEÇÃO GERAL (Executada com o tanque fora de operação) 6.2.1. Inspeção Externa conforme item 6.1. 6.2.2. Inspeção Externa nos Tanques a) Inspeção visual nas chapas do costado, teto e fundo, para tanques verticais, e costado e calotas para tanques horizontais. Objetivo: verificar o estado geral de conservação das chapas. b) Medição de espessura nas chapas do teto, costado e fundo, para tanques verticais, e costado e calotas, para tanques horizontais, por Ensaio por Ultra-Som. Nota: Para tanques isolados termicamente, abrir janelas de inspeção para execução das medições, preferencialmente próximas às soldas do costado. c) Inspeção das condições do estado de conservação das válvulas, flanges, bocas de visita (BVs) e conexões em geral. 6.2.3. Inspeção Interna em Tanques (Inspeção para tanques com capacidade superior a 60.000 L) a) Inspeção visual das condições das chapas e soldas pelo lado interno do tanque, bem como equipamentos e acessórios internos. b) Inspeção visual e medição de espessura nas chapas do fundo do tanque, para o caso de tanques verticais, para verificação quanto à corrosão e defeitos (trincas). Cód: S700V01
02/02/2007
2/4
- 81 -
SISTEMA DE LICENCIAMENTO DE POSTOS III - Roteiro para Inspeção de Tanques Aéreos de Armazenamento de Combustíveis e suas Tubulações c) Inspeção visual e Ensaio por Líquido Penetrante nas soldas do fundo com o costado do tanque, em toda sua extensão. Nas soldas das chapas do fundo do tanque, executar a inspeção por amostragem, para os tanques verticais.
7. CRITÉRIO DE ACEITAÇÃO PARA ENSAIOS E TESTES ITEM 1
DESCRIÇÃO
ACEITAÇÃO
Medições de espessura por ensaio de ultra-som
Espessura mínima de acordo com a norma de fabricação, no mínimo 3,0 mm
(espessura mínima)
NORMA DE REFERÊNCIA Asme – Seção V API std 653 ASME B 31.3
2
Inspeção visual do equipamento para avaliação de deformações no Costado
3
Inspensão Dimensional
3.1
Avaliação da Verticalidade
1/200 X H (H = Altura do Tanque) Norma NBR 7821 ou API 650
3.2
Avaliação da Circularidade
Conforme Norma
4
Inspeção visual do equipamento / tubulação
5
6
Ensaio por Líquido Penetrante
Ensaio Radiográfico ou Ensaio de Ultra-Som
Máx. 15 mm em 1000 mm
Norma NBR 7821 ASME B 31.3 ASME – Seção VIII ASME B 31.3 ASME – Seção VIII ASME B 31.3
Norma NBR 7821 ou API 650
Norma NBR 7821/83 e API 650 Norma NBR 7821/83 e API 650 Norma NBR 7821/83 Norma API 650 ASME – Seção V Norma NBR 7821/83 Norma API 650 ASME – Seção V
8. TUBULAÇÕES DE PRODUTO 8.1. Avaliação das Condições Gerais - Inspeção visual das linhas para avaliação das suas condições gerais, quanto à sua conformidade com os requisitos da norma de fabricação. Considerando as condições gerais dos tubos, soldas, conexões e acessórios das linhas. 8.2. Avaliação da Juntas Soldadas – Verificação da qualidade das juntas soldadas nas tubulações, através de Ensaio por Ultra-Som ou Ensaio Radiográfico. 8.3. Avaliação da Espessura Mínima - Medição das espessuras dos tubos para avaliação de ocorrência de corrosão, por Ensaio de Ultra-Som. 8.4. Teste Hidrostático - Avaliação da estanqueidade das linhas, através de teste de pressão, considerando serem linhas em operação para determinação da pressão de teste. 8.5. Inspeção por Ensaio Não Destrutivo (END) - Conforme ASME – Seção V e critério para aceitação conforme Norma ASME B31.3.
9. Registro de Resultados 9.1. Os ensaios e testes devem ser registrados em relatórios específicos, por especialidade, contendo no mínimo, as seguintes informações: a) Identificação da Empresa, Inspetor / Técnico e Responsável Técnico pelo Ensaio / Teste; b) Número de Controle do Relatório e Data de execução; c) Nome da Empresa proprietária do equipamento com seu respectivo Endereço e CNPJ; d) Procedimento de inspeção utilizado e Norma Técnica aplicável para avaliação; Cód: S700V01
02/02/2007
3/4
- 82 -
