Procedimentos para preparação de junta e execução de soldagem mecanizada

Abstract

A construção e a manutenção de dutos de transporte na indústria de petróleo e gás exigem juntas soldadas que combinem elevada integridade estrutural, estanqueidade e repetibilidade sob condições severas de operação. A execução manual dessas soldas em campo enfrenta desafios contínuos devido à dependência da habilidade individual dos soldadores, à carência de mão de obra especializada e à baixa repetibilidade, tornando a implementação de processos mecanizados de soldagem orbital uma das principais alternativas para elevar a produtividade e a confiabilidade das uniões. Contudo, o sucesso da soldagem orbital automatizada depende criticamente da exatidão geométrica da junta, na qual variações dimensionais podem desestabilizar a poça de fusão e induzir descontinuidades. Nesse contexto, este relatório tem como objetivo descrever as atividades desenvolvidas pelo bolsista, em âmbito laboratorial, no desenvolvimento e na aplicação de um procedimento de controle de qualidade para a preparação e usinagem dimensional de chanfros em tubulações de grande diâmetro, bem como na avaliação da soldagem orbital automatizada. O trabalho está inserido no âmbito de aumentar a produtividade na soldagem de dutos terrestres por meio de processos mecanizados. A metodologia experimental contemplou o processo para preparação dos dutos anterior à soldagem, contemplando a extração do revestimento para o faceamento e usinagem de chanfros em U por meio de uma chanfradeira hidráulica em tubos de aço API 5L X65 PSL2 de 20 polegadas (508 mm) e 11,13 mm de espessura. Para garantir a repetibilidade para o processo, foi implementado um controle dimensional com medições em paquímetro e gabarito em seis posições angulares da circunferência. A montagem da junta para soldagem com suporte interno (backing) de cobre foi fixada na posição 6G (eixo inclinado a 45°) e soldada pelo cabeçote Magnatech Pipeliner com fonte sinérgica inversora Magnatech MPS 4000, empregando arame sólido de 1,2 mm e gás de proteção C25. A validação da união foi realizada por meio de ensaios não destrutivos de radiografia industrial (raio X) e análise metalográfica por macrografias das seções transversais. Os resultados demonstraram preenchimento praticamente completo do chanfro, excelente fusão interpasses e penetração contínua na raiz, comprovando que o rigor dimensional obtido na etapa de preparação por chanfradeira foi eficaz para a estabilidade e a qualidade da soldagem orbital em tubulações.