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Blog·6 min de leitura·

Documentação de Tratamento Térmico Pós-Soldagem Não Começa Após Soldagem. Começa no Certificado de Teste de Fábrica.

Perspectiva do setor

O inspetor autorizado ASME entra na inspeção final com uma lista de verificação. Nessa lista de verificação está o pacote de documentação de tratamento térmico pós-soldagem: os certificados de material base, a WPS, o gráfico de tratamento térmico com dados de tempo em temperatura e taxa de resfriamento, o registro de viagem mostrando o tratamento térmico pós-soldagem real aplicado a cada cordão de solda. O inspetor começa no certificado de teste de fábrica.

Não no gráfico PWHT. Não na WPS. No certificado de teste de fábrica do material base.

Isto surpreende fabricantes que pensam em documentação de tratamento térmico pós-soldagem como algo que acontece após a soldagem — gráficos de forno, registros de termopar, assinatura no registro de viagem. Esses documentos são necessários mas são o fim da cadeia. O início da cadeia é a composição química e atribuição de número P no certificado de teste de fábrica, e se esta base está incompleta, a revisão do inspetor para antes que os gráficos de forno sejam abertos.

Por Que o Certificado de Teste de Fábrica É a Base do Pacote PWHT

Requisitos PWHT na ASME Seção VIII Div. 1 são impulsionados por três coisas: número P do material base, espessura e se o projeto ou procedimento de soldagem requer PWHT por razões além do mínimo do código. Todos os três originam-se de ou são verificados contra o certificado de teste de fábrica.

Atribuição de número P. ASME Seção IX organiza materiais base em números P com base em composição e propriedades. SA-516-70 é P-1. Chapa 2-1/4 Cr-1 Mo (SA-387 Gr 22) é P-5A. O número P determina quais qualificações de procedimento de soldagem se aplicam e se PWHT é obrigatório pelo código. O número P vem da especificação de material e classe no certificado de teste de fábrica — o inspetor precisa confirmar que o certificado mostra o material designado para o projeto, não um material diferente que tem propriedades mecânicas similares.

Equivalente de carbono para seleção de temperatura de pré-aquecimento e PWHT. ASME e AWS D1.1 fazem referência a fórmulas de equivalente de carbono para estabelecer requisitos mínimos de pré-aquecimento e para informar seleção de temperatura PWHT para aplicações específicas. A fórmula de equivalente de carbono IIW é:

CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15

Todos os valores vêm da análise química térmica no certificado de teste de fábrica. Se o certificado de teste de fábrica não relata todos os elementos necessários, o equivalente de carbono não pode ser calculado. Para material P-1 (aço carbono), muitas oficinas calculam CE como parte da revisão de entrada e a documentam no arquivo de trabalho. Para materiais ligados (grupos P-4, P-5, P-9), o cálculo CE é mais crítico e é normalmente incluído na WPS ou registro de viagem de soldagem.

Condição de tratamento térmico conforme entregue. O certificado de teste de fábrica deve documentar a condição de entrega do material: como laminado, normalizado, normalizado e revenido, ou temperado e revenido. Para SA-516-70 solicitado em condição normalizada (necessária por muitas especificações ASME acima de certa espessura), o certificado deve mostrar que normalização foi realizada. Isto é importante para PWHT porque as propriedades mecânicas do material e microestrutura foram estabelecidas pelo tratamento térmico de fábrica. O PWHT de fabricação deve devolver o material para uma condição microestrutural aceitável após soldagem — e a condição inicial é importante para definir parâmetros PWHT. Um teste de corpo de prova PWHT simulado (ASTM A20 S9, ou requisito suplementar 9) às vezes é necessário para demonstrar que PWHT não degradará propriedades abaixo dos mínimos do código.

A Cadeia de Três Documentos PWHT

O inspetor ASME lê o pacote PWHT como uma cadeia de três documentos:

Documento 1: Certificado de Teste de Fábrica (material base). Confirma especificação e classe de material, atribuição de número P, análise química térmica (para cálculo de equivalente de carbono), condição de entrega. Se o inspetor encontra o certificado de teste incompleto ou inconsistente com o documento de projeto, a revisão para aqui.

Documento 2: WPS (Especificação de Procedimento de Soldagem). Lista a especificação de material base e classe para o qual o procedimento se qualifica, grupo de número P, requisitos de temperatura de pré-aquecimento e interpasse, e requisitos PWHT (faixa de temperatura, tempo de repouso, limites de taxa de aquecimento e resfriamento). Requisitos PWHT de WPS devem estar em conformidade com ASME Seção VIII UCS-56 ou UHA-32 (conforme aplicável) para número P do material base e espessura. O inspetor verifica que parâmetros PWHT de WPS estão dentro de limites necessários pelo código.

Documento 3: Registro PWHT (registro de viagem e gráfico). Documenta o PWHT real aplicado: identificação de forno, locais de termopar, gráfico mostrando temperatura vs. tempo, temperatura de repouso real, tempo de repouso real, taxa de aquecimento real e taxa de resfriamento até a temperatura na qual o vaso foi removido do forno (ou permitido esfriar ao ar). Parâmetros reais devem cair dentro dos requisitos de WPS, que devem cair dentro dos requisitos do código. Cada passo na cadeia deve ser rastreável.

Se o certificado de teste de fábrica não suporta atribuição de número P na WPS, a cadeia se quebra. Se parâmetros PWHT de WPS não correspondem aos requisitos de código para número P e espessura, a cadeia se quebra. Se gráfico de forno mostra que temperatura real não alcançou mínimo de WPS, a cadeia se quebra.

O Que Acontece Quando o Certificado de Teste de Fábrica É Incompleto

Duas lacunas comuns de certificado de teste que quebram a cadeia PWHT no documento um:

Falta de elementos químicos para cálculo de equivalente de carbono. Um certificado que não relata cromo, molibdênio e vanádio para chapa SA-387 Gr 22 (2-1/4 Cr-1 Mo) torna cálculo de equivalente de carbono impossível. O inspetor exigirá um certificado suplementar de fábrica com análise completa antes de documentação PWHT poder ser considerada completa.

Condição de entrega não indicada. Um certificado para SA-516-70 que não indica condição de entrega (como laminado, normalizado) não pode confirmar que requisito de normalização foi atendido. Para aplicações de chapa grossa onde normalização é necessária, uma condição de entrega não documentada significa que pacote PWHT não pode demonstrar que microestrutura do material inicial estava correta.

Ambas lacunas são corrigíveis — a fábrica pode emitir um certificado suplementar. Custo de tempo é medido em dias ou semanas dependendo de quanto volta a rastreabilidade de calor vai. Quanto mais cedo isto é detectado (na recepção em vez de na inspeção final), menor impacto na programação.

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