Atender aos requisitos de MTC de forjamento é crítico: a rejeição de um forjado de vaso de pressão durante a inspeção final do selo ASME U é um dos eventos mais caros em um projeto de fabricação. Quando o forjado é usinado, tratado termicamente e apresentado para aceitação em END, ele já acumulou de 6 a 14 semanas de lead time e custo agregado significativo. Se o MTC não puder ser apresentado, estiver com campos faltando, ou mostrar valores fora da faixa especificada — e se a forjaria não tiver detectado isso na inspeção de recebimento — as opções são reteste corretivo (se as amostras de teste foram retidas), rejeição com pedido de substituição, ou concessão de engenharia com avaliação de risco documentada. Nenhuma delas é rápida, e nenhuma é barata.
Os requisitos de MTC de forjamento que mais frequentemente causam esse cenário não são obscuros: estão documentados na ASTM A788, EN 10228, ASME Seção VIII, e nas normas ASTM específicas de produto aplicáveis (A182, A105, A694, etc.). O problema é que esses requisitos são mais numerosos e mais interconectados do que a maioria dos requisitos de MTC de chapa ou tubo, e a lista de verificação é mais longa e menos familiar para as equipes de recebimento que lidam principalmente com produto laminado.
Este guia cobre os requisitos completos de documentação para forjados industriais, campo a campo, com as normas específicas que exigem cada requisito.
Por Que os MTCs de Forjamento São Mais Complexos do Que os Certificados de Produto Laminado
Um certificado de chapa ou tubo documenta a química da corrida (ladle) e as propriedades mecânicas de um corpo de prova padrão retirado transversalmente à direção de laminação. O teste é padronizado, a localização do corpo de prova é definida, e o resultado é direto de interpretar.
Os forjados são mais complexos porque o próprio processo de forjamento altera as propriedades do material de formas que dependem de: o grau de redução de forjamento (o quanto o lingote ou tarugo original foi reduzido), a direção do forjamento (orientação do fluxo de grão em relação à geometria da peça), e o tratamento térmico aplicado após o forjamento. Para forjados grandes ou complexos, as propriedades mecânicas nas direções longitudinal e transversal podem ser especificadas separadamente — e o MTC deve documentar qual orientação foi testada e quais resultados foram obtidos.
Além disso, forjados para serviço sob pressão normalmente exigem ensaio por ultrassom (UT) — não apenas inspeção visual e dimensional — porque o UT é o único método capaz de detectar descontinuidades internas (dobras, sobreposições, trincas, porosidade, inclusões) no corpo do forjado que não seriam visíveis na superfície. Os critérios de aceitação do UT e a cobertura do exame devem constar no MTC ou em um relatório de END referenciado.
Normas que Regem a Certificação de Forjados
ASTM A788 / A788M — Requisitos Gerais para Forjados de Aço
A ASTM A788 é a norma guarda-chuva de requisitos gerais para forjados de aço, da mesma forma que a A6 e a A20 regem o aço estrutural e a chapa de vaso de pressão. Qualquer norma ASTM de produto forjado (A105, A181, A182, A335, A470, A508, etc.) opera sob a A788 como documento-mãe.
Principais requisitos de certificado da A788:
- Análise de corrida: todos os elementos, incluindo residuais quando aplicável ao grau
- Análise de produto (ladle) a critério do comprador — deve ser especificada no momento do pedido
- Resultados de ensaio de tração: limite de escoamento (offset de 0,2%), limite de resistência à tração, alongamento (com comprimento de referência/gage length), redução de área
- Resultados de ensaio de impacto Charpy V quando especificado, incluindo temperatura do ensaio e valores individuais/médios
- Resultados de ensaio de dureza quando especificado
- Documentação da condição e temperatura do tratamento térmico quando um tratamento térmico controlado foi realizado
- Taxa de redução de forjamento quando especificada pela norma de produto aplicável ou pelo comprador
- Identificação da localização do corpo de prova (longitudinal ou transversal) em relação ao forjado
A A788 também exige que todo forjado seja marcado com o nome ou marca do fabricante, designação do grau, número da corrida e número da especificação. O MTC deve corresponder a essas marcações — um forjado sem número de corrida legível não pode ser aceito, independentemente de quão completo esteja o certificado.
EN 10228 — Ensaios Não Destrutivos de Forjados de Aço
A EN 10228 é a série de normas europeias para END de forjados de aço. As Partes 1 a 4 cobrem ensaio por partículas magnéticas (MT), ensaio por líquido penetrante (PT), ensaio por ultrassom (UT) e ensaio por correntes parasitas. Para forjados que contêm pressão, a EN 10228-3 (UT) é a mais comumente especificada.
A classe de aceitação de UT (Classe 1 a 6 conforme a EN 10228-3) deve ser especificada no momento do pedido e constar no MTC ou no relatório de END referenciado. A Classe 3 é o padrão para a maioria dos forjados de serviço sob pressão; a Classe 4 ou superior aplica-se a itens críticos submarinos ou de retenção de pressão, onde vale um critério de aceitação de descontinuidade mais rigoroso.
ASME Seção VIII — Forjados de Vasos de Pressão
Para vasos de pressão sob o Código ASME, os forjados devem estar em conformidade com:
- ASME Seção II Parte A (especificações de materiais para materiais ferrosos) para a norma ASTM de forjado aplicável
- UG-11 (requisitos de material para partes sob pressão) e UG-93 (certificação e marcação de materiais)
- O Inspetor Autorizado deve revisar e aceitar o MTC do forjado antes da aprovação final do Código
Para flanges de aço-carbono SA-105, o MTC deve mostrar conformidade com a A105, incluindo escoamento mínimo de 250 MPa (36 ksi), resistência à tração mínima de 485 MPa (70 ksi) e alongamento mínimo de 22% em 50 mm. Todos esses valores devem constar no MTC com as referências do método de ensaio. Quando a especificação do projeto invoca requisitos suplementares (por exemplo, S58 para ensaio de impacto conforme a ASME Seção VIII), esses resultados também devem ser documentados.
Checklist de MTC Campo a Campo para Forjados
| Campo | Norma que Exige | Critério de Aprovação |
|---|---|---|
| Número de corrida | Obrigatório pela ASTM A788 | Corresponde à marcação física do forjado |
| Grau do material e especificação | Todas as normas aplicáveis | Correspondência exata com a especificação do pedido |
| Edição da especificação | A788, ASME Seção II | Edição corresponde ao pedido ou é posterior |
| Análise de corrida — todos os elementos especificados | A788 | Todos os valores dentro dos limites da especificação |
| Análise de produto | A788 / conforme requisito do pedido | Dentro das tolerâncias de análise de produto, se exigido |
| Limite de escoamento (offset de 0,2%) | A788 | Igual ou acima do mínimo da especificação |
| Limite de resistência à tração | A788 | Igual ou acima do mínimo da especificação |
| Alongamento | A788 com comprimento de referência indicado | Igual ou acima do mínimo; comprimento de referência especificado |
| Redução de área | A788 | Igual ou acima do mínimo, se exigido |
| Energia de impacto Charpy e temperatura do ensaio | A788 / pedido do cliente | Ambos os valores presentes; temperatura do ensaio corresponde ao requisito de serviço |
| Dureza (HB, HRC conforme aplicável) | Específico do grau, NACE quando exigido | Dentro da faixa especificada |
| Condição e temperatura do tratamento térmico | A788 quando aplicável | Condição corresponde à especificação (N, QT, A, etc.) |
| Orientação do corpo de prova | A788 | Longitudinal ou transversal, conforme especificado |
| Taxa de redução de forjamento | Algumas normas de produto | Atende à redução mínima conforme a norma aplicável |
| Resultados de UT e critérios de aceitação | EN 10228-3 / especificação do comprador | Classe declarada; critérios de aceitação documentados |
| Resultados de exame de superfície MT/PT | EN 10228-1/2 ou equivalente | Se exigido pela especificação |
| Signatário | Tipo EN 10204; A788 | Tipo EN 10204 correto conforme o pedido; signatário autorizado identificado |
| Tipo de certificado | EN 10204 | Corresponde ao requisito do pedido (3.1 ou 3.2) |
Análise de Corrida vs. Análise de Produto para Forjados
A distinção entre análise de corrida (ladle) e análise de produto é especialmente importante para forjados devido ao potencial de segregação em lingotes grandes. Em um lingote de 50 toneladas que é posteriormente forjado em múltiplos cabeçotes grandes de vaso de pressão, a química no centro do lingote pode variar em relação à química na superfície do lingote — um fenômeno chamado macrossegregação — porque os elementos de liga tendem a se concentrar nas últimas porções do lingote a solidificar.
A ASTM A788 permite que os compradores exijam análise de produto do forjado acabado, além da análise de corrida. A análise de produto é realizada em cavacos usinados da superfície real do forjado ou de um corpo de prova cortado do corpo do forjado. Para forjados grandes de vasos de pressão (cascos de reatores, cabeçotes de parede espessa) em aplicações críticas para segurança, exigir análise de produto é uma boa prática e é frequentemente determinado pela especificação de engenharia.
Se apenas a análise de corrida estiver presente no MTC e a análise de produto tiver sido especificada no pedido, o certificado está incompleto. Essa é uma condição de retenção (hold).
Taxa de Redução de Forjamento e Fluxo de Grão
Algumas especificações — particularmente para forjados aeroespaciais e itens de vaso de pressão de alta integridade — exigem a documentação da taxa de redução de forjamento: a razão entre a área de seção transversal do tarugo ou lingote original e a área de seção transversal do forjado final. Uma taxa de redução mínima é especificada porque uma redução adequada é necessária para quebrar a estrutura dendrítica bruta de fundição, fechar a porosidade interna e alinhar o fluxo de grão para propriedades mecânicas ótimas.
A AMS 2750 (pirometria para tratamento térmico aeroespacial) e algumas especificações ASTM de vasos de pressão especificam taxas mínimas de redução de forjamento de 4:1 a 10:1, dependendo do grau e da aplicação. Se o MTC ou a documentação de processo da forjaria não conseguir demonstrar que a taxa de redução especificada foi alcançada, o forjado pode precisar ser rejeitado independentemente de suas propriedades mecânicas medidas — porque o fluxo de grão e a distribuição de inclusões podem ser inadequados mesmo que os valores do corpo de prova de tração atendam aos mínimos.
Ensaio por Ultrassom Como Parte do Pacote do MTC
Para forjados de vaso de pressão e de óleo e gás, o UT é tipicamente obrigatório, e seus resultados devem constar no MTC ou em um relatório de END referenciado que esteja formalmente anexado ao MTC. Os elementos-chave que devem ser documentados:
- A norma de UT utilizada (EN 10228-3, ASTM A388, ou procedimento escrito próprio do comprador)
- A classe de aceitação ou os critérios de aceitação de descontinuidade
- A cobertura do escaneamento (100% volumétrico é a norma para forjados de retenção de pressão)
- A norma do bloco de calibração e o nível de sensibilidade
- Quaisquer indicações encontradas, sua localização, tamanho e disposição (aceita dentro dos critérios ou rejeitada)
- O nível de qualificação do técnico de END (UT Nível II ou III conforme ISO 9712 ou ASNT SNT-TC-1A)
Um MTC de forjamento que declara "UT: Conforme EN 10228-3, Classe 3, Sem Indicações Rejeitáveis" sem a documentação de suporte do relatório de END é insuficiente — o método de ensaio, a calibração e a qualificação do técnico fazem parte da evidência de conformidade.
Não Conformidades Comuns em MTCs de Forjamento
As não conformidades que mais frequentemente disparam retenções (holds) de forjados no recebimento ou durante a revisão do Inspetor Autorizado:
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Relatório de UT ausente ou dados de UT incompletos — O MTC afirma que o UT foi realizado, mas nenhum relatório está anexado e nenhuma referência a um número de relatório recuperável é fornecida.
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Temperatura do ensaio Charpy não informada — O MTC reporta valores de energia de impacto, mas omite a temperatura do ensaio. Para forjados de serviço em baixa temperatura, isso torna os dados sem sentido.
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Divergência de tipo EN 10204 — Tipo 3.1 fornecido quando o 3.2 foi especificado (ou vice-versa, quando a cobertura de especificação do 3.2 representaria custo desperdiçado).
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Edição da especificação ausente ou incorreta — O forjado foi testado conforme uma edição ASTM mais antiga, com limites diferentes para um elemento específico.
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Nenhum número de corrida no forjado físico — O certificado está completo, mas o forjado não possui marcação legível. Isso dispara uma retenção completa até que seja feita a identificação positiva de material (PMI) e a remarcação ou rejeição.
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Análise de produto exigida, mas apenas análise de corrida fornecida — Comum com distribuidores que revendem do estoque e só conseguem fornecer a análise de corrida original da usina.
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Taxa de redução de forjamento não documentada — Exigida pela especificação de engenharia, mas ausente do MTC e não documentada nos registros de processo da forjaria.
Como a TestCert Trata a Certificação de Forjados
Os MTCs de forjamento estão entre os certificados mais ricos em dados e mais variáveis em formato da indústria de metais. Eles chegam de forjarias em múltiplos países, em formatos que vão de documentos digitais bem estruturados a registros de ensaio manuscritos anexados a uma declaração digitada. Eles referenciam métodos de ensaio e normas de aceitação que variam por continente. E precisam ser verificados não apenas em relação aos limites de química e propriedades mecânicas, mas também em relação a requisitos — como classe de aceitação de UT, orientação do corpo de prova e taxa de redução de forjamento — que não constam nas listas de verificação padrão de inspeção de recebimento para produto laminado.
O motor de extração da TestCert lida especificamente com formatos de certificado de forjados — extraindo a classe de aceitação de UT, os números de relatório de referência de END, as temperaturas de ensaio Charpy, os códigos de condição de tratamento térmico e a orientação do corpo de prova, junto com os campos padrão de química e propriedades mecânicas. As regras de validação são configuráveis por grau de material e forma de produto: um flange de vaso de pressão sob a ASME Seção VIII, um forjado de titânio aeroespacial sob a AMS 4928, e um corpo de válvula submarina de óleo e gás sob a EN 10228 Classe 4 têm requisitos de validação diferentes, que o sistema aplica automaticamente.
Não conformidades — documentação de UT ausente, tipo EN 10204 incorreto, temperatura Charpy ausente, taxa de redução de forjamento ausente — são sinalizadas no recebimento antes que o forjado entre em qualquer processo downstream. A trilha de auditoria que vincula o MTC do forjado ao seu resultado de inspeção e à referência do pedido de compra está disponível para revisão do Inspetor Autorizado ASME sem montagem manual de documentos.