TCC_042_2010 Controle de Qualidade

GUILHERME DIAS DUARTE

O Controle da Qualidade em Processos de Produo Mecnica No-Seriada

So Paulo -- 2010 --

2

GUILHERME DIAS DUARTE

O Controle da Qualidade em Processos de Produo Mecnica No-Seriada

Trabalho de formatura apresentado Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de Graduao em Engenharia Mecnica

Orientador: Adherbal Caminada Netto

rea de Concentrao: Engenharia Mecnica

So Paulo -- 2010 --

4

RESUMO

Objetivou-se nesse Projeto estudar o Controle de Qualidade aplicado a processos de produo mecnica no-seriada na empresa Confab Industrial S.A (diviso Confab Equipamentos da TenarisConfab).

Para tanto, se fez necessria pesquisa bibliogrfica direcionada rea de ensaios no-destrutivos, mecanismos amplamente utilizados em qualquer indstria mecnica pesada, cada qual embasado em uma teoria diferente.

A partir de visitas tcnicas e um canal de comunicao direta com funcionrios da empresa, pde se estabelecer a metodologia de Controle de Qualidade da empresa, baseada na diviso interna de responsabilidades estabelecida pela Alta Gerncia.

Num momento final, foram analisadas as peculiaridades do Controle da Qualidade da empresa parceira frente a outras indstrias mecnicas pesadas, estabelecendo uma comparao para identificar pontos fortes e pontos fracos da metodologia.

Palavras-chave: Ensaios no-destrutivos, processos, equipamentos pesados, Controle de Qualidade.

5

ABSTRACT

The objective of this Project is to study the Quality Control applied to non-serial mechanic processes of production, in Confab Industrial S.A (TenarisConfabs subdivision, Confab Equipamentos).

First, a bibliographic research oriented to the field of non-destructive tests was conducted. Non-destructive tests are mechanisms with a large application in any heavy mechanical industry and each one of them is based in a different theory.

In order to determine the companys Quality Control methodology, some technical visits (to shop-floor, and offices as well) were made with the aid of some of the companys employees. It was possible to determine, for instance, how the methodology is actually based on the internal division of responsibility (by the High Management).

At the end, there is a critical analysis of the strengths and weaknesses of the Quality Control methodology, along with a comparison between the companys and other heavy mechanical industries methodologies.

.

Keywords: Non-destructive tests, industrial process, heavy equipment, Quality Control.

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Ciclo de Deming, ou PDCA..............................................................................12

Figura 2 - Ensaio por ultra-som em uma viga de concreto.............................................13

Figura 3 - Viso geral da planta da Tenaris Confab em Pindamonhangaba, SP..........15

Figura 4 - Processo de manufatura de tubos pelo mtodo U-O-E..................................16

Figura 5 Etapa de conformao do mtodo SAW Formao U-O-E (prensa U)....17

Figura 6 - Caldeiraria pesada - Confab Equipamentos...................................................23

Figura 7 - Ensaio visual de solda com iluminao auxiliar.............................................23

Figura 8 - Trinca superficial numa junta soldada...........................................................25

Figura 9 - Aplicao de lquido penetrante fluorescente (Tipo I)...................................26

Figura 10 - Lquido penetrante, Tipo II C........................................................................27

Figura 11 Superfcie antes da limpeza inicial................................................................28

Figura 12 - Aplicao de lquido penetrante por pincel..................................................29

Figura 13 - Aplicao de lquido penetrante por aerossol...............................................29

Figura 14 - Remoo do excesso de lquido penetrante...................................................30

Figura 15 - Absoro do lquido penetrante pelo revelador...........................................30

Figura 16 - Partculas magnticas fluorescentes..............................................................32

Figura 17 - Esquematizao de um campo de fuga magntico.......................................33

7

Figura 18 - Yoke de pernas fixas.......................................................................................34

Figura 19 - Esquematizao da tcnica dos eletrodos......................................................35

Figura 20 - Ensaio de um virabrequim pela tcnica da bobina......................................36

Figura 21 - Esquematizao da tcnica do contato direto...............................................36

Figura 22 - Esquematizao de um mtodo eficaz de magnetizao por yoke ou eletrodos...............................................................................................................................37

Figura 23 - Aplicao de partculas magnticas via seca.................................................38

Figura 24 Representao de uma onda senoide............................................................40

Figura 25 - Cristais piezoeltricos usados em um captador para violo........................41

Figura 26 - Aparelho de ultra-som analgico, marca Krautkramer, modelo USM-2 (Todos os direitos reservados)............................................................................................42

Figura 27 - Aparelho de ultra-som digital, marca Krautkramer, modelos USM-50 e USM-52 (Todos os direitos reservados).............................................................................43

Figura 28 - Metilcelulose, acoplante ideal para materiais no-ferrosos........................43

Figura 29 - Cabeote normal..............................................................................................44

Figura 30 - Cabeote de duplo cristal................................................................................45

Figura 31 - Cabeote angular.............................................................................................45

Figura 32 - Esquematizao da tcnica PE.......................................................................46

Figura 33 - Esquematizao da difrao de uma onda ao encontrar uma descontinuidade...................................................................................................................47

8

Figura 34 - Tcnica da transparncia................................................................................48

Figura 35 - Tcnica de imerso e transdutores para imerso.........................................49

Figura 36 - Esquematizao do arranjo combinado TOFD & PE.................................49

Figura 37 - Aparelho para medio de espessura por ultra-som....................................50

Figura 38 - Radiologia industrial aplicada aeronutica...............................................53

Figura 39 Escala representativa de diversas ondas eletromagnticas.........................55

Figura 40 - Esquematizao bsica de um tubo de Coolidge..........................................58

Figura 41 - Inspeo radiogrfica de tubos......................................................................59

Figura 42 - Acelerador LINAC, da Mitsubishi (Todos os direitos reservados)............60

Figura 43 - Esquematizao de um irradiador gama industrial.....................................61

Figura 44 - Esquematizao de um filme radiogrfico....................................................61

Figura 45 - Foto (esquerda) e imagem radiogrfica (direita) de uma junta soldada com falta de penetrao..............................................................................................................62

Figura 46 - Instalao para radiografia industrial (Cabine JV 160G, da Julio Verne Automao Todos os direitos reservados)......................................................................65

Figura 47 - Inspeo dimensional por trena.....................................................................67

Figura 48 - Verificao por PMI........................................................................................68

Figura 49 - Teste de estanqueidade em uma conexo......................................................69

Figura 50 - Organograma do CQ - jan/2010....................................................................71

Figura 51 - Plano de Inspeo e Testes (PIT)...................................................................74

9

Figura 52 - Relatrio de No Conformidade (RNC)........................................................75

Figura 53 - Ptio externo - Confab Equipamentos..........................................................76

Figura 54 - Ptio interno (almoxarifado) - Confab Equipamentos................................77

Figura 55 - Plano de amostragem disponibilizado para os inspetores...........................78

Figura 56 - Chapas com identificao dimensional e de material..................................79

Figura 57 - Exemplo de item liberado para estoque........................................................80

Figura 58 - Inspetor realizando ensaio dimensional........................................................81

Figura 59 - Procedimento de US, com aceite do rgo responsvel...............................84

Figura 60 Folha de Exames Realizados (FER)..............................................................85

Figura 61 Conexo submetida a US...............................................................................85

Figura 62 - Trena danificada devido a mau uso...............................................................88

Figura 63 - Etiqueta indicativa de instrumento vetado a uso em campo.......................88

Figura 64 - Listagem mensal da calibrao de instrumentos - Confab Equipamentos. ...............................................................................................................................................89

Figura 65 - Poltica do grupo Tenaris ..............................................................................90

Figura 66 - Gesto por processo (melhoria contnua)......................................................91

Figura 67 - Interface do sistema IDM...............................................................................92

Figura 68 - Informe Mensal da Qualidade - Confab Equipamentos (nov/2009).............................................................................................................................93

10

SUMRIO

1. INTRODUO....................................................................................11 1.1.MOTIVAO.............................................................................................11 1.2.APLICAO DIRETA..............................................................................12

2. A EMPRESA........................................................................................15 2.1.GRUPO TENARISCONFAB (CONFAB INDUSTRIAL S.A.)..............15 2.2.CONFAB EQUIPAMENTOS....................................................................19

3. FUNDAMENTAO TERICA......................................................23 3.1.INSPEO VISUAL/ENSAIO VISUAL (EVS)......................................23 3.2.ENSAIO POR LQUIDO PENETRANTE (LP)......................................25 3.3.ENSAIO POR PARTCULAS MAGNTICAS (PM).............................32 3.4.ENSAIO POR ULTRA-SOM (US)............................................................40 3.5.RADIOLOGIA INDUSTRIAL..................................................................53 3.6.INSPEO DIMENSIONAL/ENSAIO POR METROLOGIA.............67 3.7.OUTROS ENSAIOS....................................................................................68

4. O CONTROLE DA QUALIDADE NA CONFAB EQUIPAMENTOS...............................................................................71

4.1.DIVISO INTERNA...................................................................................71 4.2.ENGENHARIA DA QUALIDADE...........................................................73 4.3.INSPEO DE RECEBIMENTOS..........................................................76 4.4.INSPEO DE FBRICA.........................................................................81 4.5.INSPEO OPERACIONAL...................................................................83 4.6.DOCUMENTAO....................................................................................86 4.7.METROLOGIA...........................................................................................87 4.8.GARANTIA DA QUALIDADE.................................................................89

5. ANLISE CRTICA E COMPARAO.........................................94 6. CONCLUSO......................................................................................96

11

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.........................................................97

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA...............................................................99

12

1. INTRODUO

1.1. MOTIVAO

O conceito qualidade no de fcil compreenso. Mesmo entre os Gurus da Qualidade, como so chamados os grandes conhecedores do assunto, no existe uma definio nica.

Segundo Deming (1990) qualidade a satisfao das necessidades do cliente, em primeiro lugar. Juran (1992) define qualidade como sendo a adequao ao uso. J para Crosby (1990), qualidade definida como a conformidade s especificaes.

Se o tema j abrangente por natureza, a sua aplicao prtica mais larga ainda. Seja numa linha de montagem de automveis, na concepo de um projeto de engenharia ou mesmo na cozinha de um restaurante familiar, atualmente elementos da qualidade esto cada vez mais presentes, em uma fatia cada vez maior de organizaes que visem o lucro.

Montgomery (2004) define uma linha do tempo dos mtodos de qualidade, onde se destacam:

1946: Formao da American Society for Quality Control (ASQC) e a Japanese Union of Scientists and Engineers (JUSE);

1950: Instituio do Prmio Deming, pela JUSE, para resultados significativos em controle e metodologia de qualidade;

1960: Introduo do crculo de controle de qualidade no Japo, por K. Ishikawa;

1989: Surgimento da revista Quality Engineering e ponto de partida da iniciativa Six-Sigma pela Motorola;

1990: Crescimento das atividades da certificao ISO9000 na indstria americana.

13

Figura 1 - Ciclo de Deming, ou PDCA

Pela pesquisa realizada, percebe-se um boom recente (ltimos 20 anos) de novas tcnicas, ferramentas e idias ligadas metodologia da qualidade. Sejam ferramentas j consagradas como Lean Manufacturing (Manufatura Enxuta), Six-Sigma e Gerncia da Qualidade Total (GQT), ou novos conceitos, como o Lean Six-Sigma (integrao entre elementos da Manufatura Enxuta e da filosofia Six-Sigma). Ou o Sistema Toyota de Desenvolvimento de Produto (aplicao dos conceitos da filosofia do Sistema Toyota, geralmente ligada a processos de produo, na concepo do produto o projeto).

1.2. APLICAO DIRETA

Se as ferramentas tradicionais da Engenharia da Qualidade so aplicveis a processos onde, geralmente, possvel realizar um controle estatstico (uma linha de montagem automotiva, p.e), como seria feito o controle da Qualidade em processos onde essa relao de linearidade e produo em massa no fosse identificada?

Quando o produto final fruto de uma srie de processos independentes, cada um com suas peculiaridades, no h como se prever um padro sob o qual poderia se realizar algum tipo de controle. Isso particularmente crtico numa indstria mecnica pesada, onde

14

o produto final serve a aplicaes onde no permitido desempenho ruim, ou qualquer falha.

Manuteno, reposio de peas defeituosas e reconstruo, nesse caso, no so alternativas viveis, tanto sob o ponto de vista financeiro, quanto funcional (interrupo de um segmento de refino de petrleo inteiro, para reparo de um forno reformador, p.e).

Assim, excelncia palavra-chave no mundo das indstrias mecnicas pesadas. necessrio que se garanta, em cada processo, que no haja falhas. E mais, necessrio garantir que, no caso de algum problema, a fonte seja facilmente encontrada.

Nesse cenrio se insere o Controle da Qualidade, atravs de normas, ensaios no-destrutivos, procedimentos, etc. Cada empresa tem sua prpria maneira de lidar com esse delicado aspecto. Entretanto, no geral, existe um conjunto de procedimentos que esto presentes em todas as empresas.

Figura 2 - Ensaio por ultra-som em uma viga de concreto

15

O objetivo do projetista oferecer uma viso geral sobre o assunto, atravs do ponto de vista de uma nica empresa. A partir desse ponto de vista, ento, ser possvel estabelecer comparao entre o Controle da Qualidade de diversas empresas, possibilitando a identificao de pontos fortes e pontos fracos, focando a melhoria contnua.

16

2. A EMPRESA

2.1. GRUPO TENARISCONFAB (CONFAB INDUSTRIAL S.A.)

TenarisConfab a marca utilizada no Brasil por Confab Industrial S.A., empresa do grupo multinacional Tenaris. Lder na produo e fornecimento de tubos de ao soldados para a indstria energtica brasileira e lder na exportao desses produtos para o Mercosul e Amrica Latina. Sua planta localizada em Pindamonhangaba, SP, tem uma capacidade anual de produo de 550 mil toneladas de tubos de ao soldado.

Figura 3 - Viso geral da planta da Tenaris Confab em Pindamonhangaba, SP

A empresa tambm conta com uma diviso que produz equipamentos industriais pesados para o mercado brasileiro e para exportao (Confab Equipamentos), uma diviso especializada em revestimentos para tubos de ao (Socotherm Brasil) e uma diviso responsvel pelas compras (Exiros).

A Tenaris lder no fornecimento de tubos e servios para a indstria energtica mundial, assim como para certas aplicaes industriais, contando com 23.500 funcionrios e vendas anuais de U$S 10 bilhes.

17

A diviso TenarisConfab trabalha com trs mtodos de manufatura de tubos:

SAW Formao U-O-E;

ERW Produo em Linha Contnua;

SAW Formao Contnua Helicoidal.

Figura 4 - Processo de manufatura de tubos pelo mtodo U-O-E

18

Figura 5 Etapa de conformao do mtodo SAW Formao U-O-E (prensa U)

Os acontecimentos mais importantes na histria da TenarisConfab at a histria recente so listados a seguir (de acordo com website da empresa, ):

1943: Compra da Fbrica Nacional de Tambores. Incio da histria da Confab;

1953: Criao da Petrobras. Fabricao de Equipamentos para Indstria de base;

1954: Expanso do negcio com a compra da unidade de So Caetano do Sul;

1961: Incio da produo de tubos ao soldado. Fornecimento de estacas tubulares para a construo da Usiminas;

1970: Conquista de novos mercados;

1974: Construo da Confab Tubos em Pindamonhangaba;

1977: Construo da Confab Equipamentos em Moreira Csar;

1980: Abertura de capital na BOVESPA (CNFB4); 1982: Contrato com PEMEX de US$ 60 milhes;

19

1985: Fornecimento de tubos de ao para a All American Pipeline, EUA. Contrato de US$ 20 milhes para o Poliduto Replan-Braslia;

1993: Troca de aes com a Siat;

1994: Gasbel Rio Belo Horizonte. 21 mil toneladas de tubos US$ 19 milhes;

1995: Poliduto Replan Braslia. 24 mil toneladas de tubos US$ 21 milhes;

1998: Contrato de US$ 600 milhes para a construo do Gasoduto Bolvia-Brasil;

1999: Siderca assume o controle da Confab. Venda da Confab para a Organizao Techint Confab em associao com a Socotherm inauguram a Soco-Ril do Brasil, planta de revestimento especial para tubos de ao;

2000: Criao da marca Tenaris;

2001: Fornecimento de tubos de ao para p projeto Camisea (Peru), OCP (Equador), GASYRG (Bolvia) e Carina & Aires (Argentina).

2002: Incio das operaes da Base em Maca, RJ;

2003: Inaugurao da Planta de Tratamento Trmico, TenarisConfab. Consolidao da Tenaris como uma nica empresa. A TenarisConfab adere ao Nvel 1 de Governana Corporativa;

2004: A empresa passou a produzir hastes de bombeio e acessrios para aplicao no mercado onshore;

2005: Por intermdio da Socotherm Brasil, investimento na construo da planta de revestimentos especiais no Esprito Santo para atender a projetos offshore. Comemorao dos 25 anos de capital aberto na Bolsa de Valores de So Paulo.

Diante ao atual cenrio de recuperao da crise que atingiu vrios setores da indstria mundial, a empresa se encontra em perodo de produo moderada, com algumas plantas trabalhando em apenas dois turnos, outras paradas, etc. O maior cliente da empresa atualmente a Petrobras, e o principal fornecedor de matria-prima a Usiminas.

20

2.2. CONFAB EQUIPAMENTOS

A diviso Confab Equipamentos a marca utilizada pela diviso de equipamentos industriais da Confab Industrial S.A. Com sua planta localizada em Moreira Csar, SP, esta diviso produz equipamentos pesados utilizados nas indstrias:

Qumica; Petroqumica;

Siderrgica;

Energtica e gerao de vapor;

Petrleo e gs;

Papel e celulose;

Infra-estrutura;

Engenharia;

Construo e servios.

A Confab Equipamentos possui uma rea total de 904.239 m2, sendo 83.700 m2 construdos. Sua capacidade de produo de 1 milho de homens-hora por ano. Preparada para atender aos mercados nacional e internacional a empresa certificada com as normas pelo Lloyd's Register Assurance: ISO 9000, American Society of Mechanical Engineers ASME (selos U, U2, U3 e S), National Board (selo R), Instituto Brasileiro para Qualidade Nuclear (IBQN) e pelo TUV, da Alemanha.

Com tecnologias prprias ou parcerias com diversas empresas, a Confab Equipamentos fornece sistemas completos para os segmentos em que atua, trabalhando junto ao cliente desde o desenho at o start up do projeto. Sua infra-estrutura tal que permite disponibilizar aos seus clientes (de acordo com website, ):

Logstica integrada, que garante a entrega dos produtos, de acordo com o sistema just-in-time;

21

Assistncia tcnica;

Comissionamento;

Projetos bsicos e detalhamento; Reformas em equipamentos;

Engenharia completa, comprimindo a gerncia dos pedidos, do projeto bsico, passando pela assistncia no comissionamento, partida at a operao assistida, garantindo a performance ideal de cada empreendimento;

Disciplinas: mecnica, eltrica, instrumentao, tubulao, clculo mecnico e processo;

Desenvolvimento de projetos via estaes de CAD; Uso de programas (softwares) internacionais para clculos; Contratao de consultores internacionais de acordo com o tipo de

equipamento produzido;

Gerenciamento de montagem de equipamentos e plantas completas;

Planejamento e gerenciamento de todas as atividades relacionadas ao fornecimento de plantas completas pelo sistema turnkey (termo usado para designar que a planta entregue j em plenas condies de funcionamento).

22

Figura 6 - Caldeiraria pesada - Confab Equipamentos

A Confab Equipamentos est preparada para emitir especificaes tcnicas de Materiais com controles especiais para atender aos requisitos de soldabilidade, conformao e condies de tratamento trmico.

O slido conhecimento de suas equipes em Tecnologia da Soldagem permite desenvolver processos de solda para materiais como ao carbono-mangans, cromo-molibdenio de alta e baixa ligas, duplex e outros aos inoxidaveis, ligas de niquel, de aluminio e chapas cladeadas. Os procedimentos de solda so qualificados conforme as normas aplicveis (ASME, AWSD1.1, NF A88-110, entre outras).

O planejamento e a execuo dos exames de soldagem so de responsabilidade de funcionrios qualificados, de acordo com cdigos e normas internacionais e bureaus nacionais, como o Instituto Brasileiro de Qualidade Nuclear (IBQN), a Fundao Brasileira de Tecnologia da Soldagem (FBTS).

23

Atualmente, todos os grandes contratos vigentes so para o principal cliente, Petrobras. Assim, as plantas da empresa esto voltadas basicamente para a produo de:

equipamentos para estocagem de lquidos e gases;

vasos e reatores de alta presso (multiwall); colunas de processos e bandejas; fornos petroqumicos;

equipamentos para offshore; hastes de bombeio.

Pequenas e mdias empresas costumam contratar os servios da Confab Equipamentos para assistncia tcnica, reparos, etc. Num futuro prximo a empresa espera

retomar a produo de equipamentos voltados para a rea nuclear, que j foi o carro-chefe da empresa em meados dos anos 80. Isso porque foi aprovada a retomada do desenvolvimento da usina nuclear Angra 3, em setembro de 2008.

Tambm h perspectivas de expanso da produo da Confab Equipamentos, j que est sendo construdo um novo pavilho na unidade de Moreira Csar, alm do investimento em uma unidade avanada em Paranagu, PR, para a produo e acabamento de componentes para unidades semi-submersveis (plataformas Petrobras).

O Controle da Qualidade dessa indstria mecnica pesada ser especificado nas prximas sees desse relatrio.

24

3. FUNDAMENTAO TERICA

No contexto do Controle da Qualidade em uma indstria mecnica pesada, existem vrias normas e procedimentos que regem cada atividade envolvida num processo. Dentre essas atividades, destacam-se os ensaios no-destrutivos.

Ensaios no-destrutivos so definidos no Metals Handbook (volume 11) como ensaios que, quando realizados sobre peas semi-acabadas e acabadas, no prejudicam nem interferem com o uso futuro das mesmas. Nesses ensaios esto envolvidos todos os mtodos para a medio e deteco de propriedades, capacidade de desempenho dos materiais (ou peas, ou equipamentos, etc.) em questo, por meio de energias fsicas que no danificam os mesmos.

No pretenso do projetista se aprofundar em qualquer um desses ensaios, e sim oferecer uma viso geral da teoria que os rege, com o intuito de facilitar a compreenso dos procedimentos de Controle da Qualidade da empresa.

3.1. INSPEO VISUAL/ENSAIO VISUAL (EVS)

O ensaio visual considerado o ensaio no-destrutivo bsico. Todos os outros ensaios no-destrutivos devem ser precedidos por uma boa inspeo visual, que pode ser realizada vista desarmada ou com o auxlio de uma lupa ou outros instrumentos e aparelhos para inspeo remota.

25

Figura 7 - Ensaio visual de solda com iluminao auxiliar

Alm de sua principal aplicao, no controle de qualidade da soldagem, esse ensaio tambm pode ser aplicado para deteco de irregularidades superficiais de vrios tipos, como, por exemplo, dobras de laminao de chapas, pontos de corroso, evidncias de vazamento e afins.

3.1.1. Finalidades do ensaio

O ensaio visual como parte do controle de qualidade ligado soldagem geralmente realizado antes e depois desse processo.

Antes da soldagem, a inspeo visual tem por finalidade detectar:

Defeitos de geometria da junta: o ngulo do bisel; o ngulo do chanfro; o Nariz do bisel; o Abertura da raiz; o Alinhamento das partes a serem soldadas.

26

Descontinuidades no metal-base, como dupla-laminao e segregao.

Quando o ensaio realizado aps a solda, o objetivo detectar possveis descontinuidades induzidas no processo de soldagem.

3.1.2. Sequncia do ensaio

A sequncia de cada ensaio visual se compe de apenas duas etapas:

Preparao da superfcie (se necessrio); Inspeo pelo mtodo visual previsto no procedimento em questo (sob

iluminao adequada).

3.1.3. Vantagens

Baixo custo;

Permite a deteco e eliminao de possveis descontinuidades de soldagem antes de se iniciar ou completar a soldagem de uma junta;

Otimiza a realizao de ensaios no-destrutivos conseqentes, por meio de anlise prvia de pontos de possveis descontinuidades, proporcionando diminuio da quantidade de reparos de solda.

3.1.4. Limitaes e desvantagens

limitado deteco de defeitos superficiais.

3.2. ENSAIO POR LQUIDO PENETRANTE (LP)

O ensaio por lquido penetrante um ensaio relativamente simples, rpido e de fcil execuo, baseado no fenmeno da capilaridade. Utiliza-se esse ensaio para deteco de descontinuidades abertas para a superfcie de materiais slidos no-porosos. A deteco das

27

descontinuidades independe de seu tamanho e configurao, ou da estrutura interna e composio do material.

O desenvolvimento da tecnologia para o ensaio por lquido penetrante surgiu da necessidade de se avaliar defeitos (descontinuidades) superficiais que o ensaio por partculas magnticas (descrito no prximo item) no era capaz de identificar, por se tratar de ligas no-ferrosas, ou seja, materiais no-magnticos.

H aplicao desse tipo de ensaio, tambm, para detectar vazamentos em tanques, tubos, etc. Os materiais nos quais o ensaio pode ser utilizado variam de cermica, vidro, passando por ao inoxidvel, ligas de titnio at os materiais magnticos. indicado principalmente para controle de qualidade em camadas de revestimento, soldas e zonas termicamente afetadas (ZTA).

Figura 8 - Trinca superficial numa junta soldada

3.2.1. Caractersticas e tipos de lquido penetrante

O lquido penetrante deve ser um lquido com grande poder de penetrao e alta ao capilar. Alm disso, outras caractersticas so importantes para um lquido penetrante de boa qualidade, por exemplo:

28

No evaporar ou secar rapidamente;

Ter habilidade de espalhar-se em superfcies, formando camadas finas (molhabilidade);

Ter um forte brilho, que deve permanecer quando exposto ao calor, luz ou luz negra (ultravioleta);

No ser facilmente inflamvel, nem demasiadamente txico.

Os lquidos penetrantes contm, em soluo ou suspenso, pigmentos coloridos ou fluorescentes que vo definir a sua utilizao:

Tipo I Penetrante fluorescente: utilizado em ambientes escuros, sendo visvel com luz negra;

Tipo II Penetrante visvel: utilizado em ambientes claros, sendo visvel com luz natural.

Figura 9 - Aplicao de lquido penetrante fluorescente (Tipo I)

Alm da visibilidade os penetrantes tambm podem ser classificados quanto forma em que removido o seu excesso:

Tipo A removvel com gua;

Tipo B removvel com emulsificante lipoflico;

Tipo C removvel com solvente;

Tipo D removvel com emulsificante hidroflico.

29

Figura 10 - Lquido penetrante, Tipo II C

3.2.2. Caractersticas e tipos de revelador

O revelador , fundamentalmente, um material aplicado de forma seca, mida ou lquida, que tem como funo retirar o penetrante das descontinuidades e conduzi-lo para a superfcie, dando uma indicao (colorida ou fluorescente) destas descontinuidades.

Um bom revelador deve ser capaz de absorver o penetrante da descontinuidade, ser facilmente removvel, ter granulao fina, etc. Podem ser classificados em:

Tipo a p seco;

Tipo b suspenso aquosa de p (solvel em gua); Tipo c soluo aquosa (em suspenso na gua); Tipo d suspenso do p em solvente (diludo em solvente).


Basicamente, o ensaio por lquido penetrante se compe de cinco etapas:

Limpeza inicial: A superfcie a ser examinada (e todas as reas adjacentes que estejam a, pelo menos, 25 milmetros de cada borda da superfcie) deve estar seca, sem graxa, leo, ferrugem ou sujeira.

30

No caso de inspeo de solda toda a escria deve ser cuidadosamente removida. O objetivo dessa preparao evitar fatores contaminantes que possam mascarar possveis descontinuidades, inutilizando o ensaio;

Figura 11 Superfcie antes da limpeza inicial

Aplicao do penetrante: Depois de passado o tempo de evaporao do produto utilizado na limpeza inicial, aplica-se o lquido penetrante de modo que se cubra toda a rea a ser examinada.

Esta aplicao pode ser feita por pincel, pulverizao, por aerossol ou derramamento. O penetrante, por ao capilar, migra para dentro da possvel descontinuidade durante o tempo de penetrao.

31

Figura 12 - Aplicao de lquido penetrante por pincel

Figura 13 - Aplicao de lquido penetrante por aerossol

A temperatura ideal para a aplicao do penetrante de 20oC, e importante que a temperatura da superfcie seja, pelo menos, 5oC. Isso impede a evaporao ou inflamao do penetrante;

Remoo do excesso do penetrante: Uma vez que o tempo de penetrao tenha sido respeitado, deve se remover o excesso de penetrante, respeitando sempre as caractersticas do mesmo, at que no haja resduos na superfcie examinada;

32

Figura 14 - Remoo do excesso de lquido penetrante

Aplicao do revelador: Deve se esperar o perodo de secagem do removedor utilizado na etapa anterior para proceder aplicao de uma fina camada do revelador adequado sobre toda a superfcie examinada.

Deve ser previsto tambm um tempo para a revelao, para sucesso do ensaio;

Figura 15 - Absoro do lquido penetrante pelo revelador

Inspeo Final: Um inspetor qualificado verifica visualmente a superfcie examinada procurando indicaes de descontinuidades, como trincas, falta de fuso, poros, etc.

A anlise deve levar em conta todas as normas e especificaes regentes. Deve ser emitido um relatrio escrito, que mostre as condies de ensaio, resultado da inspeo e condio de aprovao ou rejeio da pea;

33

Limpeza ps-ensaio: Aps a inspeo final, deve se retirar qualquer resduo (penetrante, revelador ou removedor) da superfcie examinada que possa vir a prejudicar os processos de fabricao subseqentes.

3.2.4. Vantagens

Ensaio de simples execuo e interpretao;

Baixo custo e rapidez, tanto para treinamento de pessoal quanto para a realizao do ensaio;

capaz de detectar descontinuidades extremamente finas (da ordem de 0,001 milmetros de abertura);

aplicvel em qualquer tipo de material, e em peas de qualquer formato;


O ensaio no aplicvel a superfcies porosas;

Deteco de descontinuidades superficiais, apenas;

Trabalhosa preparao (e limpeza, se necessrio) da superfcie examinada; A temperatura da superfcie examinada deve estar inserida num intervalo

adequado (de 5oC a 52oC) por causa das propriedades do penetrante (volatilidade e inflamabilidade).

3.3. ENSAIO POR PARTCULAS MAGNTICAS (PM)

O ensaio por partculas magnticas utilizado para localizar descontinuidades superficiais e sub-superficiais em peas de material ferromagntico, como ligas de ferro e nquel. Pode ser aplicado a peas usinadas, soldadas, forjadas, etc. Normalmente, os defeitos detectados a partir desse ensaio so:

Trincas;

34

Incluses;

Gota fria;

Dupla laminao;

Falta de penetrao;

Dobramentos.

Existem alguns conceitos importantes ligados ao ensaio por partculas magnticas:

Magnetismo: fenmeno fsico de atrao (ou repulso) entre determinados tipos de material;

Plos magnticos: pontos de concentrao de fora magntica, seja de atrao, ou repulso;

Campo magntico: uma regio do espao que foi modificada pela presena de um m. As linhas de conduo (ou linhas de fluxo) so sempre contnuas e indicam a forma do campo magntico;

Materiais ferromagnticos: materiais que so fortemente atrados por ms. So ideais para aplicao nesse tipo de ensaio. A fim de aumentar o contraste com a superfcie em inspeo, as partculas podem ser coloridas (cinza, preta, fluorescente);

Figura 16 - Partculas magnticas fluorescentes

Campo de fuga: O desvio das linhas de fora acarreta na formao de novos plos (disperso das linhas de fluxo). Esse fenmeno de disperso, que

35

geralmente s ocorre nos plos, cria o campo de fuga na zona das descontinuidades, fazendo com que sejam identificadas no ensaio.

Figura 17 - Esquematizao de um campo de fuga magntico

O mtodo consiste na aplicao de uma corrente de magnetizao (ou um campo magntico) pea inspecionada. Aplica-se um p composto por partculas ferromagnticas finamente divididas (p magntico) sobre a pea a ser inspecionada.

A presena de descontinuidades superficiais ir produzir campos de fuga na regio da descontinuidade, causando uma polarizao localizada que detectada pelas partculas ferromagnticas que so aplicadas sobre a pea. Esse fenmeno fornece a visualizao do formato e da extenso da descontinuidade.

Observou-se que, na prtica, deve-se fazer com que as linhas de fora sejam perpendiculares ao plano da descontinuidade e proporcionar valores mnimos de intensidade de campo para que haja um campo de fuga adequado (reunio ntida de partculas em torno da descontinuidade).

Vale ressaltar que no h um tamanho mnimo de descontinuidade para que ocorra o campo de fuga, ou seja, possvel detectar mesmo as menores descontinuidades a partir do ensaio por partculas magnticas.

36

3.3.1. Tcnicas de magnetizao

Sero apresentadas aqui as principais tcnicas de magnetizao para o ensaio por partculas magnticas.

3.3.1.1. Tcnica do Yoke

O Yoke consiste basicamente de uma bobina enrolada em um entreferro ou ncleo em forma de U, que apoiado na pea a ser inspecionada. Por esse eletrom circula corrente contnua ou alternada (prev-se em algumas normas, como a Petrobras N-1598, que se utilize a corrente alternada, para fornecer melhores caractersticas de deteco).

Durante a inspeo, as descontinuidades so detectadas entre os pontos de contato do Yoke, em uma direo aproximadamente perpendicular s linhas de fora do campo magntico estabelecido na pea.

Figura 18 - Yoke de pernas fixas

3.3.1.2. Tcnica dos eletrodos

Essa tcnica consiste na injeo de corrente na pea atravs de dois eletrodos, alimentados por um gerador de corrente contnua ou retificada de meia-onda. A intensidade da corrente (portanto, do campo magntico) depende da distncia entre os eletrodos e da espessura da pea.

37

As descontinuidades aparecem entre os pontos de contato dos eletrodos, numa direo perpendicular s linhas de fora. O espaamento entre os eletrodos deve estar num intervalo de trs e oito polegadas.

Figura 19 - Esquematizao da tcnica dos eletrodos

3.3.1.3. Tcnica da bobina

A tcnica baseada na induo de um campo magntico longitudinal pea, podendo ser feita de duas maneiras:

Enrolando-se um cabo em torno da pea, fazendo com que ela se comporte como o ncleo de uma bobina;

Colocando-as no interior de uma bobina (mais adequado para peas pequenas).

A intensidade de campo necessria calculada a partir do comprimento e do dimetro da pea a ser inspecionada. As descontinuidades so detectadas simultaneamente em toda a pea, numa direo aproximadamente perpendicular s linhas de fora do campo magntico gerado.

38

Figura 20 - Ensaio de um virabrequim pela tcnica da bobina

3.3.1.4. Tcnica do contato direto

Essa tcnica consiste na induo de um campo magntico circular pea pela aplicao de corrente contnua ou retificada de meia-onda pelas extremidades da pea. A intensidade de campo deve ser calculada a partir da maior dimenso da pea transversal passagem de corrente.

Figura 21 - Esquematizao da tcnica do contato direto

39


O ensaio por partculas magnticas restrito a cinco etapas:

Limpeza: A superfcie a ser inspecionada (e reas adjacentes a menos de 25 milmetros da mesma) deve estar livre de sujeira, graxa, leo, escria, etc.;

Magnetizao da pea: Escolhe-se a tcnica de magnetizao segundo o procedimento de inspeo. Observar que a pea deve ser magnetizada em duas direes diferentes, isto , as linhas de fora da primeira magnetizao devem ser perpendiculares s da segunda magnetizao. Isso garante que toda descontinuidade, independente de sua orientao, seja detectada;

Figura 22 - Esquematizao de um mtodo eficaz de magnetizao por yoke ou eletrodos

Aplicao das partculas: Enquanto a pea est sujeita ao campo magntico, aplicam-se as partculas magnticas na pea, que sero atradas para os possveis campos de fuga existentes na pea. A aplicao das partculas pode ser feita por via seca (p seco) ou via mida (suspenso em meio lquido gua ou querosene).

40

Figura 23 - Aplicao de partculas magnticas via seca

Inspeo final: Avaliao imediata, pelo inspetor, da regio inspecionada quanto a descontinuidades.

Desmagnetizao: Se faz necessrio na medida em que a magnetizao da pea pode ocasionar efeitos indesejados. Interferncia em instrumentos de medio e em processos de fabricao, como usinagem (magnetizao das ferramentas de corte) e soldagem (deflexo do arco eltrico, com conseqente desvio da regio de soldagem) so os principais.

3.3.3. Vantagens

Exige pouca ou nenhuma preparao prvia da superfcie a ser inspecionada;

Fornece resultados imediatos;

Detecta descontinuidades sub-superficiais de at 12 milmetros.


A geometria da pea pode dificultar a inspeo ou at mesmo torn-la invivel;

Restrio inspeo de materiais ferromagnticos;

41

Possibilidade de aquecimento da pea ensaiada devido corrente eltrica empregada;

A inspeo de reas com materiais com caractersticas magnticas diferentes entre si dificulta o trabalho do inspetor.

3.4. ENSAIO POR ULTRA-SOM (US)

O ensaio por ultra-som baseado na teoria da transmisso do som, energia mecnica em forma de ondas, a freqncias acima da faixa audvel. Tem como objetivo a deteco de descontinuidades internas presentes em todo o tipo de peas, fabricados a partir de qualquer tipo de material.

3.4.1. Conceitos importantes envolvidos

Alguns conceitos so fundamentais para a compreenso do ensaio por ultra-som. A maioria deles relacionada teoria de ondas. Os mais importantes sero descritos a seguir.

3.4.1.1. Ondas sonoras

Ondas sonoras tm caractersticas mecnicas (originadas pela deformao de um meio elstico, para um meio material) e peridicas (se repetem em intervalos de tempos bem definidos.

Uma onda sonora pode possuir, p.e, a forma de uma senide, na qual possvel identificar uma freqncia (ou velocidade de oscilao, medida em hertz) e uma amplitude (ou energia, medida em decibis).

42

Figura 24 Representao de uma onda senoide

Os sons audveis pelo ouvido humano se encontram na faixa de freqncia definida pelos extremos 20 Hz e 20 kHz. Acima e abaixo dessa faixa, encontram-se as regies de ultra-som e infra-som, respectivamente.

No ensaio por ultra-som, so utilizadas ondas sonoras com freqncias muito altas (e amplitudes muito pequenas), inaudveis e impossveis de serem percebidas sensorialmente pelo ser humano. A faixa de freqncias utilizada em ensaios vai de 0,5 MHz at 20 MHz.

3.4.1.2. Efeito piezoeltrico

Alguns materiais tm a capacidade de produzir eletricidade quando sujeitos a pequenos esforos mecnicos. A esse fenmeno se d o nome de efeito piezoeltrico. Diversos materiais possuem essa propriedade, como quartzo, sulfato de ltio, metaniobato de brio, titanato de brio e zirconato-titanato de chumbo (PTZ). D-se a eles o nome de cristais piezoeltricos.

43

Figura 25 - Cristais piezoeltricos usados em um captador para violo

A aplicao desses cristais extensa: Relgios digitais, fornos a gs, impressoras ink-jet, microscpios, etc.

Uma propriedade interessante para a aplicao dos cristais piezoeltricos nos ensaios por ultra-som que eles so utilizados tanto como emissores quanto receptores de ondas sonoras. Ou seja, quando o cristal ligado a um gerador eltrico de pulsos de alta freqncia, ele vibra, emitindo ondas sonoras para o material ensaiado. Por sua vez, quando recebe o estmulo, ou a presso de ondas sonoras, surge em sua superfcie cargas eltricas que podem ser interpretadas a partir de aparelhagem adequada.

3.4.2. Aparelhagem bsica

Os trs componentes bsicos no ensaio por ultra-som so o aparelho de ultra-som, o acoplante e os transdutores, ou cabeotes.

3.4.2.1. Aparelho de ultra-som

O aparelho de ultra-som possui circuitos eletrnicos que permitem transmitir ao cristal piezoeltrico, a partir de um cabo coaxial, pulsos eltricos controlados. Tambm recebe os sinais captados pelo cristal, mostrando-os numa tela, permitindo a interpretao pelo inspetor.

44

A calibrao do aparelho indispensvel para a acuidade do ensaio. Sendo assim, deve se recalibrar o aparelho cada vez que o aparelho for desligado, houver troca de transdutores ou operadores, ou a cada 90 minutos de operao.

Todos os aparelhos de ultra-som, analgicos ou digitais, tm os seguintes controles bsicos:

Escolha da funo: Para permitir a utilizao de transdutores monocristal ou de duplo cristal;

Potncia de emisso: Diretamente relacionado com a amplitude de oscilao do cristal ou do tamanho do sinal transmitido;

Ganho: Relacionado com a amplitude do sinal na tela ou da amplificao do sinal recebido;

Escala: Graduaes na tela do aparelho;

Velocidade de propagao: Auxlio na calibrao, para que a leitura seja precisa.

Figura 26 - Aparelho de ultra-som analgico, marca Krautkramer, modelo USM-2 (Todos os direitos reservados)

45

Figura 27 - Aparelho de ultra-som digital, marca Krautkramer, modelos USM-50 e USM-52 (Todos os direitos reservados)

3.4.2.2. Acoplante

O acoplante qualquer substncia (usualmente lquida, semi-lquida ou pastosa), introduzida entre o transdutor e a superfcie da pea a ser inspecionada, com o objetivo de maximizar a eficincia da transmisso das vibraes de energia supersnica entre ambos.

Os acoplantes mais utilizados no ensaio por ultra-som so gua, leo, gel, graxa e metilcelulose. A escolha do acoplante deve ser baseada nas condies superficiais e no material da pea que ser ensaiada.

Figura 28 - Metilcelulose, acoplante ideal para materiais no-ferrosos

46

3.4.2.3. Cabeotes e transdutores

Os transdutores (cristais piezoeltricos) utilizados na construo dos cabeotes de ultra-som so os responsveis pela transmisso de energia mecnica para a pea, e tambm so eles que transformam a energia mecnica recebida no sinal eltrico que visto na tela do aparelho.

Cabeote normal: composto de um cristal piezoeltrico disposto em um plano alinhado ao plano da superfcie da pea a ser examinada. Tem maior aplicao na deteco de descontinuidades na direo perpendicular superfcie da pea, como em chapas;

Figura 29 - Cabeote normal

Cabeote de duplo cristal: Compe-se basicamente de dois cristais piezoeltricos, um agindo como emissor e outro como receptor. Eles so dispostos em um plano aproximadamente paralelo ao da pea a ser examinada, ou focados num ponto situado a uma distncia determinada. So ideais para deteco de descontinuidades prximas da superfcie;

47

Figura 30 - Cabeote de duplo cristal

Cabeote angular: Tem um cristal piezoeltrico disposto em ngulo em relao ao plano da pea a ser examinada. Os cabeotes angulares mais usuais so os de 45, 60, 70, 80. Mais indicado para a inspeo de soldas.

Figura 31 - Cabeote angular

3.4.3. Tcnicas de ensaio por ultra-som

Basicamente, existem trs tcnicas de inspeo: PE (Pulso-Eco), TOFD (time of Flight Diffraction) e Transparncia. A tcnica mais utilizada em indstrias a tcnica PE.

48

Entretanto, o desenvolvimento tecnolgico vem trazendo novas alternativas, mais completas, para a inspeo por ultra-som.

3.4.3.1. Tcnica PE (Pulso-Eco ou Impulso-Eco)

Nessa tcnica, somente um transdutor (cristal piezoeltrico) responsvel pela emisso e recepo das ondas ultra-snicas propagadas pela pea ensaiada. O transdutor acoplado em apenas um lado do material.

Faz-se necessrio a utilizao de um acoplante (geralmente lquido) que facilite a transmisso de energia snica entre transdutor e pea, j que o ar no tem propriedades to favorveis a esse propsito.

Os pulsos emitidos so refletidos quando encontram uma descontinuidade ou outra superfcie da pea ensaiada, e estimulam o transdutor, gerando sinais eltricos. Pelo aparelho de ultra-som so interpretados esses impulsos, sendo possvel assim a medio da profundidade, as dimenses e a localizao de qualquer descontinuidade.

Figura 32 - Esquematizao da tcnica PE

49

3.4.3.2. Tcnica TOFD (Time of Flight Diffraction)

Transdutores so divididos em transmissores e receptores nessa tcnica. As ondas geradas so longitudinais, ou seja, com a vibrao na mesma direo de propagao. A tcnica baseada no fenmeno da difrao.

A difrao ocorre nas pontas das descontinuidades que recebem as ondas longitudinais. As pequenas ondas emitidas nas pontas das descontinuidades vo para todas as direes, portanto no h a restrio angular percebida na tcnica PE.

A profundidade das descontinuidades obtida atravs da anlise do tempo de trnsito (time of flight) das ondas difratadas e de equaes trigonomtricas simples (depende da geometria da pea).

Figura 33 - Esquematizao da difrao de uma onda ao encontrar uma descontinuidade

A amplitude das ondas emitidas pela difrao muito menor do que a amplitude encontrada nas ondas refratadas (ou refletidas). Essa diferena da ordem de 20 decibis, e

50

implica que o receptor tenha uma sensibilidade boa o suficiente para interpretar as ondas difratadas.

3.4.3.3. Tcnica da transparncia

uma tcnica que utiliza dois transdutores (um emissor e outro receptor) acoplados aos dois lados da pea ensaiada. Para o sucesso dessa tcnica, os transdutores devem estar perfeitamente alinhados.

Figura 34 - Tcnica da transparncia

O intuito prover um critrio comparativo a partir do sinal recebido (altura do eco no aparelho de ultra-som), de tal maneira que uma determinada queda na indicao do aparelho de ultra-som indique a ausncia de descontinuidades.

Assim, impossvel para o inspetor determinar as caractersticas das indicaes (dimenses, posio e profundidade das descontinuidades), fazendo com que o laudo seja apenas do tipo aprovado/reprovado.

3.4.3.4. Tcnica da imerso

Um transdutor PE prova dgua, preso a um dispositivo, livremente movimentado pelo tanque dgua onde se encontra a pea a ser ensaiada. Assim, o

51

acoplamento favorvel (e constante) e os graus de liberdade permitem uma avaliao mais completa, j que o feixe de entrada pode ser inserido a qualquer inclinao.

Figura 35 - Tcnica de imerso e transdutores para imerso

3.4.3.5. Arranjo combinado (TOFD & PE)

Na anlise de descontinuidades em soldas, o arranjo combinado TOFD & PE ideal, j que as duas tcnicas se complementam.

A tcnica TOFD mais abrangente sobre o volume de solda, mas tem zonas mortas prximas a superfcie. Por sua vez, a tcnica PE mais restrita devido inclinao de seu transdutor, mas identifica muito bem defeitos na superfcie.

Figura 36 - Esquematizao do arranjo combinado TOFD & PE

52

Assim, com um arranjo adequado, se cobre 100% do volume de solda. Isso minimiza o tempo do ensaio, facilita a identificao das caractersticas de descontinuidades quaisquer (superficiais ou no), podendo at substituir o exame radiogrfico (segundo Code Case 2235 da norma ASME).

3.4.4. Aplicaes do ensaio por ultra-som

So trs as aplicaes principais do ensaio por ultra-som no contexto do controle de qualidade.

3.4.4.1. Medio de espessura

O ensaio feito normalmente com o auxlio de cabeotes duplo-cristal. O ensaio feito aps calibrao do aparelho, feito em blocos padres de dimenses padronizadas, de material similar ao da pea a ser medida.

Figura 37 - Aparelho para medio de espessura por ultra-som

3.4.4.2. Deteco de dupla laminao

Ensaio feito em chapas, muito til na anlise da orientao do plano de corte de chapas. Na tcnica PE, feito preferencialmente com o auxlio de cabeotes normais e/ou de duplo cristal.

3.4.4.3. Inspeo de solda

53

a modalidade do ensaio que visa detectar descontinuidades oriundas de operaes de soldagem tais como falta de penetrao, falta de fuso, incluses de escria, porosidades, trincas, etc. usualmente feito com cabeotes angulares, utilizando-se a tcnica PE.

Para facilitar a interpretao, costuma-se traar, sobre a tela do aparelho, curvas de referencia, que servem para avaliar as descontinuidades existentes. Essas curvas so traadas a partir de refletores padronizados, de acordo com a norma de projeto ou de construo/montagem do equipamento.

A aceitao ou no da pea aps a inspeo depende das normas adequadas, procedimento escrito ou especificaes do cliente. Ou seja, o inspetor capaz de avaliar as caractersticas e os tipos das descontinuidades encontradas e, por critrios impostos, liberar ou no o prosseguimento dos processos de fabricao (ou montagem).

3.4.5. Vantagens

Portabilidade;

Segurana no uso;

O ensaio aplicvel a peas de qualquer tipo de material;

O acesso a uma superfcie da pea ensaiada suficiente para obter informaes sobre a superfcie oposta;

Fornece informaes completas sobre as descontinuidades encontradas, ou espessura procurada;

Os resultados so obtidos logo aps a realizao do ensaio.


Custo da aparelhagem alto;

Algumas geometrias de peas no permitem o acoplamento ideal do cabeote pea;

Qualificao de inspetores exige treinamento extenso, maior que para outros ensaios no-destrutivos;

54

Interpretao dos resultados complexa, depende muito da experincia e do conhecimento dos inspetores;

A melhor deteco da descontinuidade depende da orientao do defeito na solda, ou seja, mesmo inspetores experientes podem ter dificuldades para interpretar os resultados com preciso.

3.5. RADIOLOGIA INDUSTRIAL

Esse ensaio no-destrutivo fundamenta-se na capacidade que os raios X e gama possuem de penetrar em slidos. Capacidade essa que resultado da soma de vrios fatores, como comprimento de onda da radiao, tipo e espessura do material, etc.

A inspeo baseada na mudana da atenuao da radiao eletromagntica (raios X ou gama) causada pela presena de descontinuidades internas, quando a radiao passar pelo material e deixar sua imagem gravada num filme, sensor radiogrfico ou intensificador de imagem.

A radiografia foi o primeiro mtodo de ensaio no destrutivo introduzido na indstria para descobrir e quantificar defeitos internos em materiais. Seu enorme campo de aplicao inclui o ensaio em soldas de chapas para tanques, navios, oleodutos, plataformas offshore; uma vasta aplicao em peas fundidas principalmente para as peas de segurana na indstria automobilstica; produtos moldados, forjados, materiais compostos, plsticos, componentes para engenharia aeroespacial, etc.

55

Figura 38 - Radiologia industrial aplicada aeronutica

Atualmente, a radiologia industrial abrange diferentes tcnicas:

Radiografia: a tcnica convencional de inspeo, por anlise de filme radiogrfico, tendo como fonte de radiao raios-X gerados por uma ampola metlica ou de vidro. Um filme mostra a imagem de uma posio de teste e suas respectivas descontinuidades internas;

Gamagrafia: anloga radiografia, sua fonte de radiao um componente radioativo (por definio, istopo radioativo) que pode ser o Irdio, Cobalto, ou Selnio;

Radioscopia: nessa tcnica, a pea manipulada a distncia dentro de uma cabine a prova de radiao, proporcionando uma imagem instantnea de toda pea em movimento (portanto, tridimensional), atravs de um intensificador de imagem acoplado a um monitor de TV. Imagens da radioscopia agrupadas digitalmente de modo tridimensional em um software possibilitam um efeito de cortes, mostrando as descontinuidades em trs dimenses (tomografia industrial).

No contexto das indstrias mecnicas pesadas nacionais, a radiografia a tcnica mais difundida da radiologia industrial, seguida pela gamagrafia.

56

3.5.1. Conceitos ligados radioatividade

Radioatividade , por definio, a emisso espontnea de radiao de um ncleo que se encontra num estado excitado de energia. Existem trs tipos diferentes de radiao:

Partculas alfa (): Compostas por dois prtons e dois nutrons (ncleo do Hlio). Possuem carga positiva (+2). So desviadas por campos eltricos e magnticos;

Partculas beta (): Eltrons de alta energia ou psitrons emitidos de ncleos atmicos num processo conhecido como decaimento beta. Possuem carga eltrica negativa. Tambm so desviadas por campos eltricos e magnticos e so mais penetrantes que as partculas alfa;

Raios gama (): Tipo de radiao eletromagntica geralmente produzida por elementos radioativos. Por causa das altas energias que possuem, raios gama constituem um tipo de radiao ionizante capaz de penetrar na matria mais profundamente que partculas alfa ou beta. No so desviados por campos eltricos ou magnticos.

Dessa maneira, possvel separar os trs tipos de radiao pela aplicao de um campo eltrico (ou magntico) numa amostra de material radioativo, conforme esquema na figura abaixo.

3.5.1.1. Ondas eletromagnticas

As ondas eletromagnticas so resultantes da combinao entre um campo eltrico e outro magntico, que oscilam perpendicularmente um ao outro, transportando energia. No necessitam de um meio material para se propagarem, ou seja, podem se propagar at no vcuo.

Ondas eletromagnticas, ou radiao eletromagntica, so classificadas de acordo com a freqncia de onda. Em ordem crescente de freqncia, temos: Ondas de rdio, microondas, radiao terahertz (raios T), radiao infravermelha, luz visvel, radiao ultravioleta, raios-X, radiao gama.

57

Figura 39 Escala representativa de diversas ondas eletromagnticas

3.5.1.2. Raios-X

Os raios-X so ondas eletromagnticas produzidas eletricamente, formados a partir da interao de eltrons de alta velocidade com a matria. Seu comprimento de onda varia de 0,05 angstrom at centenas de angstroms.

Quando eltrons com suficiente energia colidem com eltrons de um tomo, podem ser gerados raios-X caractersticos. Cada elemento qumico, quando atingido por eltrons em alta velocidade, emite os seus raios-X caractersticos.

Analogamente, quando eltrons com suficiente energia colidem com o ncleo de um tomo, so gerados raios-X contnuos. Essa denominao vem do fato de que o espectro de energia desses raios-X contnuo.

As condies necessrias para a gerao de raios-X so:

Fonte de eltrons;

Alvo para ser atingido pelos eltrons (foco);

58

Acelerador de eltrons na direo desejada.

3.5.1.3. Raios gama

Os istopos de alguns elementos qumicos tm seus ncleos em estado de desequilbrio, devido ao excesso de nutrons. Tendem, portanto, a evoluir para uma configurao mais estvel, de menor energia.

As transformaes nucleares so sempre acompanhadas de uma emisso intensa de ondas eletromagnticas, denominadas raios gama. Os raios gama compartilham das mesmas propriedades dos raios-X, mas possuem um baixo comprimento de onda (e alta freqncia da ordem de 1021 hertz).

As poucas fontes radioativas seladas usadas na indstria moderna para emisso de raios gama so:

Cobalto-60 (60Co, nmero atmico 27); Irdio-192 (192Ir, nmero atmico 77); Tlio-170 (170Tu, nmero atmico 69); Csio-137 (137Ce, nmero atmico 55); Selnio-75 (75Se, nmero atmico 34).

O Cobalto-60 e o Irdio-192 so os istopos mais utilizados, sendo que o Selnio-75 vem ganhando espao atualmente, por proporcionar imagens de alta qualidade.

3.5.1.4. Comparao entre raios-X e raios gama

A principal diferena entre raios X e gama a adaptabilidade. Enquanto possvel se regular a tenso andica e, por conseqncia, o poder de penetrao dos raios-X, as caractersticas de onda dos raios gama so imutveis (dependem apenas do istopo utilizado).

59

O principal objetivo da radiologia industrial proporcionar imagens de qualidade elevada, de forma que facilite a anlise requerida. Sob esse aspecto, os raios-X so mais adequados do que os raios gama.

Entretanto, existem caractersticas que fazem com que os raios gama apresentem

interesse prtico:

Portabilidade da fonte radioativa (facilita acesso e posicionamentos); Emisso espontnea de radiao (no requer energia eltrica); Maior poder de penetrao (para peas cuja espessura exceda 90 milmetros,

o poder de penetrao dos raios-X convencionais no suficiente).

3.5.2. Aparelhagem bsica 3.5.2.1. Equipamentos de raios-X

O componente bsico para gerao de raios-X industriais o tubo de Coolidge, ampola de vidro composta de duas partes:

nodo: ligado ao plo positivo, composto por uma pequena parte de tungstnio denominada alvo.

Ctodo: ligado ao plo negativo, composto por um pequeno filamento por onde passa corrente eltrica da ordem de miliamperes (fonte de eltrons).

60

Figura 40 - Esquematizao bsica de um tubo de Coolidge

Quando o tubo ligado, a corrente eltrica do filamento se aquece e passa a emitir espontaneamente eltrons, que so atrados e acelerados em direo ao alvo. Nesta interao dos eltrons com os tomos de tungstnio ocorre a desacelerao repentina dos eltrons, transformando a energia cintica adquirida em raios-X.

Os equipamentos de raios-X industriais so usualmente compostos por duas partes: O painel de controle e o cabeote.

O painel de controle o conjunto de componentes responsvel pelo acionamento do aparelho e ajuste de voltagem e amperagem. Fazem parte desse painel todos os controles, chaves, indicadores e medidores, alm do equipamento do circuito gerador de alta voltagem.

No cabeote esto alojados a ampola e os dispositivos de refrigerao. A refrigerao da ampola pode ser feita por irradiao, conveco ou circulao forada de gua. A conexo entre painel de controle e cabeote se faz por cabos especiais de alta tenso.

61

Figura 41 - Inspeo radiogrfica de tubos

As principais caractersticas de um equipamento de raios-X, que determinam sua capacidade de operao e, por conseqncia, sua aplicao prtica, so:

Tenso (expressa em quilovolts) e corrente eltrica (expressa em miliamperes) mxima;

Tamanho do ponto focal (ou alvo) e tipo de feixe de radiao (forma geomtrica do nodo);

Peso do equipamento.

Raios-X podem ser gerados tambm a partir de equipamentos conhecidos como aceleradores lineares, aparelhos similares aos convencionais, com a diferena que os eltrons so acelerados por ondas eltricas de alta freqncia, adquirindo altas velocidades ao longo de um tubo retilneo. So equipamentos mais robustos, de custo elevado, mas tm aplicao na inspeo de peas de espessura maior que 100 milmetros.

62

Figura 42 - Acelerador LINAC, da Mitsubishi (Todos os direitos reservados)

3.5.2.2. Equipamentos de raios gama

O equipamento bsico de raios gama industriais denominado irradiador. Sua funo fornecer blindagem contra a radiao que constantemente emitida da fonte, mas permitir que a fonte seja retirada de seu interior para a realizao da gamagrafia.

Um irradiador composto de trs partes: A blindagem, a fonte radioativa (item j abordado) e um mecanismo que permita que a fonte seja retirada da blindagem.

A blindagem pode ser construda de diversos materiais. Geralmente, ela construda a partir de chumbo ou urnio exaurido, inserida dentro de um recipiente externo de ao (para proteg-la contra choques mecnicos). importante notar que cada blindagem dimensionada de acordo com a fonte radioativa que ir abrigar.

Os dispositivos para a retirada da fonte podem ser mecnicos, de acionamento eltrico, manual, ou pneumtico, desde que permitam que o operador exera sua funo a uma distncia segura da fonte.

63

Figura 43 - Esquematizao de um irradiador gama industrial

3.5.2.3. Filmes Radiogrficos

Os filmes radiogrficos so constitudos de uma fina chapa de plstico transparente (a base) revestida por uma emulso de gelatina composta por finos gros de brometo de prata. Esse revestimento tem, em mdia, 0,025 milmetros de espessura.

Figura 44 - Esquematizao de um filme radiogrfico

64

Os cristais (gros) de brometo de prata, ao serem expostos luz visvel, raios-X ou raios gama, sofrem uma reao que os tornam mais sensveis ao processo qumico da revelao (os converte em depsitos negros de prata metlica).

Assim, a exposio radiao cria uma imagem latente no filme, e a revelao torna essa imagem visvel. Quando o inspetor interpreta uma radiografia, ele est vendo os detalhes da pea em termos da quantidade de luz que passa a partir do filme revelado.

Figura 45 - Foto (esquerda) e imagem radiogrfica (direita) de uma junta soldada com falta de penetrao

Define-se densidade, nesse contexto, como o grau de enegrecimento do filme. A densidade medida a partir de aparelhos chamados densitmetros, que podem ser eletrnicos ou de fita. O contraste entre reas de alta e baixa densidade compe a imagem do objeto radiografado.

reas de alta densidade, ou seja, expostas a grandes quantidades de radiao, aparecem com colorao cinza escuro. reas de baixa densidade, por sua vez, tm colorao cinza clara na exposio luz visvel.

Para minimizar o tempo de exposio das peas ensaiadas radiao e proteger o filme contra radiaes dispersas, pode usar telas intensificadoras, geralmente de chumbo. Isso ajuda a garantir a nitidez (e conseqentemente, a qualidade) da imagem radiogrfica.

65

3.5.3. Processamento do filme radiogrfico

Existem dois tipos de processamento para o filme radiogrfico: O automtico e o manual. O custo-benefcio do processamento automtico s vantajoso para situaes onde haja grande volume de trabalho, caso de clnicas mdicas. No contexto de indstrias mecnicas pesadas, onde os ensaios por radiologia s ocorrem em poucas e pr-determinadas fases da fabricao, faz-se o processamento manual dos filmes radiogrficos.

O processamento manual consiste de cinco etapas:

Revelao: Reao qumica entre o revelador (geralmente composto de sais, como sulfito de potssio) e o brometo de prata contido no filme. A imagem formada porque o revelador tem a propriedade de interagir diferentemente com gros de brometo de prata que foram expostos a diferentes nveis de radiao;

Banho de parada: Aps a revelao, tira-se o excesso do revelador sacudindo o filme. Mesmo assim, os resduos que ficam so suficientes para continuar reagindo com o filme, causando manchas na imagem. Para garantir uma revelao homognea, sem as manchas, deixa-se o filme descansando numa mistura de gua com cido actico (ou cido glacial) por cerca de 40 segundos;

Fixao: O filme colocado num tanque com um composto denominado fixador, que tem a propriedade de remover o brometo de prata da poro no-exposta radiao, sem prejudicar a parcela exposta. Para uma boa fixao o filme deve ficar nesse tanque por, em mdia, 15 minutos;

Lavagem: O filme deve ser lavado com gua corrente, para que todo o fixador seja removido. Sucessivos banhos de gua devem ser realizados (lembrar-se que a gua deve ser trocada a cada novo banho) por aproximadamente 30 minutos (de quatro a oito trocas de gua do tanque);

Secagem.

3.5.4. Instalaes e proteo radiolgica

66

As radiaes provenientes de raios-X e raios gama tm ao nociva sobre o organismo humano. Os efeitos dependem da quantidade de raios a que o corpo exposto. Os sintomas observados, na ordem crescente de exposio:

Dores de cabea;

Falta de apetite;

Diminuio de glbulos vermelhos no sangue;

Esterilidade;

Destruio de tecidos.

Morte.

Por esse motivo, o processo da radiologia industrial deve ser cercado por vrias medidas de segurana, tanto em relao ao pessoal envolvido quanto com as instalaes. Todos os trabalhadores envolvidos devem ter qualificao da Comisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN). O treinamento requerido prev adequao a cada situao especfica, ou seja, reas a serem isoladas, controles a serem efetuados, etc.

J as instalaes devem ser dotadas de determinados itens, para garantir a segurana e sade dos profissionais que ali trabalham. So eles:

Blindagem de paredes e portas;

Sinalizao luminosa;

Interruptores na sala onde o equipamento se encontra (interrupo de emergncia);

Medidores de radiao (contador Geiger, canetas dosimtricas, etc.); Plano de Proteo Radiolgica de acordo com as atividades realizadas.

67

Figura 46 - Instalao para radiografia industrial (Cabine JV 160G, da Julio Verne Automao Todos os direitos reservados)

3.5.5. Vantagens

Registro permanente dos resultados;

Deteco eficaz de defeitos volumtricos (porosidades, incluses).


Custo alto de equipamento e material de consumo;

Deslocamento da pea para as instalaes trabalhosa e interrompe os processos de fabricao (trabalhos prximos devem ser interrompidos, caso o equipamento seja porttil);

68

A radioatividade pode ser perigosa e causar danos graves sade, se todos os cuidados necessrios no forem tomados;

Determinadas geometrias podem dificultar a realizao do ensaio.

3.6. INSPEO DIMENSIONAL/ENSAIO POR METROLOGIA

O ensaio por metrologia, mais conhecido por inspeo dimensional, apesar de mais simples, to importante no controle de qualidade quanto os outros ensaios acima descritos. Consiste na medio das peas (ou chapas, equipamentos, etc.) para a verificao de sua conformidade em relao a parmetros definidos por norma e/ou pedidos do cliente.

Os requisitos bsicos para que se faa uma inspeo dimensional adequada so:

Definio de unidades padronizadas;

Instrumentos bem calibrados em termos dessas unidades.

Os instrumentos de medio podem variar desde os mais simples (trena), passando por paqumetro e micrmetro, at mquinas tridimensionais associadas a sistemas computadorizados.

69

Figura 47 - Inspeo dimensional por trena

A grande vantagem da inspeo dimensional a menor dependncia de experincia dos inspetores. Em contrapartida, a inspeo extremamente dependente da calibrao dos instrumentos de medio.

Os maiores problemas encontrados em ambientes industriais (cho de fbrica) so a manipulao errnea e o descuido com os instrumentos de medio, causando perda da calibrao ou, em casos mais extremos, da prpria funcionalidade do instrumento.

3.7. OUTROS ENSAIOS

Os ensaios descritos acima so os mais utilizados nas indstrias mecnicas pesadas. Entretanto, existem outros ensaios no-destrutivos aplicveis, como o teste por emisso acstica, a termografia, etc. Entre eles, merecem destaque:

Teste por pontos: Ensaio aplicvel quando se deseja identificar (confirmar) a composio de metais e ligas metlicas. O reconhecimento da composio feito a partir da identificao de suas propriedades qumicas, verificadas pela

70

capacidade de reao (espontnea ou forada) quando na presena de certas solues qumicas;

Positive Material Identification (PMI): O objetivo desse ensaio no-destrutivo o mesmo que o do teste por pontos. A anlise qumica dos materiais, nesse caso, feita por um espectrmetro por fluorescncia de raios-X portteis. Por ser porttil, e no requerer corpos de prova, geralmente mais vantajoso que o teste por pontos, apesar do custo mais elevado do equipamento;

Figura 48 - Verificao por PMI

Teste de estanqueidade: A estanqueidade deve ser perfeita em peas que abriguem substncias txicas, como tanques e tubulaes. Portanto, o objetivo principal desse ensaio a deteco de defeitos passantes em soldas, chapas e fundidos. Existem vrios mtodos para checar a estanqueidade de componentes industriais (medio de presso ou vcuo com alta preciso, mtodo da bolha, mtodo da variao de presso, etc.);

71

Figura 49 - Teste de estanqueidade em uma conexo

Teste por correntes parasitas: O campo magntico gerado por uma sonda ou bobina alimentada por corrente alternada produz correntes induzidas (correntes parasitas) na pea sendo ensaiada. A presena de descontinuidades superficiais e sub-superficiais, assim como mudanas nas caractersticas fsico-qumicas ou da estrutura do material alteram o fluxo das correntes parasitas, possibilitando a sua deteco.

72

4. O CONTROLE DA QUALIDADE NA CONFAB EQUIPAMENTOS

4.1. DIVISO INTERNA

Como todas as grandes indstrias mecnicas pesadas, a Confab Equipamentos destaca um largo contingente para o setor do Controle da Qualidade, composto por inspetores, tcnicos, supervisores, auditores, etc.

Pode-se entender melhor a distribuio das responsabilidades desse setor a partir de anlise de seu organograma (retratando diviso no nvel gerencial, em janeiro de 2010).

Figura 50 - Organograma do CQ - jan/2010

Engenharia da Qualidade: Cuida da confeco dos planos de inspeo e testes (PITs), documento principal emitido pelo Controle da Qualidade;

Inspeo de Recebimentos: A inspeo de recebimentos uma etapa de verificao dos materiais que chegam empresa e que sero efetivamente utilizadas na confeco do produto final;

73

Inspeo de Fbrica: Setor que organiza e realiza a parte de inspees de solda, pintura, jateamento, etc.

Inspeo Operacional: Setor que organiza e realiza a parte de inspeo compreendida pelos ensaios no-destrutivos;

Documentao: O objetivo principal desse setor compilar os Data Books relativos a cada obra. Nesses books constam todos os documentos importantes requeridos por normas e/ou pelo cliente (listas de materiais, desenhos, relatrios, etc.);

Metrologia: Toda a parte de medio, aferio, calibrao e relatrios de calibrao de instrumentos utilizados responsabilidade do setor;

Garantia da Qualidade: Responsvel por proporcionar um sistema estruturado e organizado, gesto sobre os processos e procedimentos.

74

4.2. ENGENHARIA DA QUALIDADE

O principal documento emitido pelo Controle da Qualidade o Plano de Inspeo e Testes, ou PIT. Esse documento de suma importncia porque compila todas as etapas de inspeo que devem ser cumpridas durante uma obra. Ou seja, desde o projeto, passando pela produo, at a entrega do produto.

O PIT deve apresentar linguagem tcnica compreensvel aos diferentes setores de fabricao e inspeo, pois disponibilizado pelo cho de fbrica junto com outros documentos.

A primeira contribuio do Controle de Qualidade para a empresa vem bem antes do incio da obra. Antes mesmo de o contrato ser firmado, na etapa comercial (cotao do servio) necessrio que se faa uma estimativa de todos os custos que sero envolvidos para garantir a qualidade do produto final. Essa cotao, feita pelos supervisores, envolve clculo-base de matria-prima requerida, homens/hora, etc. e feita a partir de experincias passadas.

O responsvel pela elaborao do PIT se baseia em anlise dos requisitos do cliente (no caso da Petrobras, engloba a Requisio de Material RM, o Pedido de Compra e Servios PCS e as Especificaes Tcnicas ETs), em normas (Petrobras, ASME, EWS, API, etc.) e em experincias passadas.

75

Figura 51 - Plano de Inspeo e Testes (PIT)

A participao do cliente durante as etapas de inspeo tambm prevista no PIT. Os clientes podem exigir, dependendo do nvel crtico da etapa de inspeo, a confeco de relatrios, acompanhamento simples ou, em alguns casos, a parada completa das atividades referentes quela obra (geralmente, produo) at que seja dado o aceite pelos inspetores enviados pelo cliente.

Se alguma no-conformidade for detectada em qualquer etapa de inspeo (defeitos de solda, virolas mal dimensionadas, pintura no-aderente, p.e.) e no houver como contorn-la sem que haja retrabalho que impea o andamento normal da produo, abre se um Relatrio de No-Conformidades (RNC).

76

Figura 52 - Relatrio de No Conformidade (RNC)

Cabe ao supervisor da Engenharia da Qualidade buscar uma disposio adequada para eliminar a no-conformidade, seja em normas, ou com contatos em outros departamentos da empresa (Engenharia de Projeto, Engenharia Industrial, etc.).

77

Caso todas as etapas do Controle da Qualidade sejam cumpridas com sucesso, ao final da obra obtm-se, junto ao cliente, o Certificado de Liberao do Material, ou CLM, que a liberao para que o produto final seja transportado para o seu stio de operao, especificado no PCS. crtico que essa disposio seja encontrada com rapidez, j que, enquanto todos os RNCs no forem fechados, o CLM no obtido.

4.3. INSPEO DE RECEBIMENTOS

Os insumos que chegam fbrica (armazenados no almoxarifado) podem ser divididos de acordo com a sua utilizao: os diretamente ligados s obras (chapas, vlvulas, consumveis de solda, p.e.) e os complementares, necessrios empresa (EPIs, gales de gua, papis, etc.).

Nesse contexto, passam pela Inspeo de Recebimentos todos os insumos que, de uma forma ou de outra, estaro presentes nos processos de fabricao.

Figura 53 - Ptio externo - Confab Equipamentos

78

Figura 54 - Ptio interno (almoxarifado) - Confab Equipamentos

Entre esse tipo de insumos, existem aqueles que so manufaturados (itens engenheirados). Para estes itens, se faz necessria uma inspeo externa, ou seja, na prpria empresa fornecedora.

A inspeo externa se d com a Confab Equipamentos tendo o papel de cliente, requerendo de seus fornecedores PITs, acompanhamento de inspeo solda, pintura, teste hidrosttico, etc. (quando suposto necessrio), documentao necessria e mais. Existe, dentro do organograma do CQ, uma equipe destacada para realizar a inspeo externa.

Para os demais itens, a inspeo se d qualitativamente e quantitativamente. Os inspetores seguem a norma NBR-5426, que trata de nveis de amostragem para lotes de diferentes tamanhos.

79

Figura 55 - Plano de amostragem disponibilizado para os inspetores

Alm da inspeo visual (qualitativa e quantitativa), para muitos materiais se fazem necessrios outros tipos de testes. Para chapas, por exemplo, mandatrio se fazer a inspeo dimensional. Muitas vezes, feito algum teste para verificar se a composio do material (PMI, p.e.) est de acordo com o certificado do fornecedor.

80

Figura 56 - Chapas com identificao dimensional e de material

A rastreabilidade dos insumos dentro da fbrica tratada com muito cuidado. Os inspetores desse setor so capacitados para utilizar o software de gesto SAP, onde gerenciam a liberao dos insumos inspecionados para o estoque. Os materiais inspecionados s se tornam disponveis para uso caso tenham sido liberados pelos inspetores responsveis.

81

Figura 57 - Exemplo de item liberado para estoque

Caso os inspetores detectem alguma no-conformidade que impea a liberao de determinado item para o estoque, devem abrir um RNC e encaminh-lo ao supervisor da Engenharia da Qualidade, at receber a disposio final.

Como auxlio ao sistema SAP, existe tambm um procedimento que determina o uso de etiquetas (anexas rastreabilidade) para identificar o estado dos itens no almoxarifado com maior facilidade:

Verde aprovado;

Azul retrabalho;

Vermelho reprovado;

82

Figura 58 - Inspetor realizando ensaio dimensional

4.4. INSPEO DE FBRICA

A inspeo de fbrica compreende:

Inspeo Dimensional;

Inspeo de Solda;

Inspeo de Jateamento e Pintura;

Cada modalidade de inspeo requer qualificao especfica. Segundo a ABENDI, com seus certificados h a comprovao das caractersticas e habilidades, segundo procedimentos escritos e com resultados documentados, que permitem a um indivduo exercer determinadas tarefas.

4.4.1. Inspeo Dimensional

Para a inspeo dimensional, existem dois nveis de qualificao (nvel I e nvel II).

83

A equipe de inspetores dimensionais composta por um inspetor nvel II, alguns inspetores nvel I e auxiliares de processo (sem qualificao).

Os documentos essenciais para a Inspeo Dimensional so o PIT e os desenhos tcnicos, disponibilizados na sala dos inspetores e no sistema interno (virtual).

As atividades bsicas so verificar, de acordo com o que se pede no PIT: dimenses, traagem geral, alturas, inclinaes, dimetros, plumo, espessuras de peas, etc. e depois, quando necessrio, emitir relatrios de aceitao ou reprovao (abertura de um RNC).

4.4.2. Inspeo de Solda

A qualificao de pessoal nessa rea segue o Sistema Nacional de Qualificao e Certificao de Pessoal - Inspeo de Soldagem, ou SNQC-IS, que credenciado pelo INMETRO. regulamentado pela norma NBR-14842. Esta norma define dois nveis de certificao com diferentes atribuies nvel I e nvel II.

Os documentos essenciais para a Inspeo de Solda so o PIT e o Plano de Soldagem. Dentro deste, existe a Especificao do Procedimento de Soldagem EPS e os parmetros que devem ser cumpridos durante a soldagem.

Cabe aos inspetores, alm de fazer o EVS, acompanhar:

Qualificao dos soldadores de acordo com o tipo de soldagem; Aquecimento da rea a ser soldada com termmetro digital ou lpis

trmico;

Utilizao de eletrodo ou arame correto para o material de solda especificado;

Medio da dureza da rea de soldagem;

Voltagem e amperagem;

Emitir relatrios de aceitao ou reprovao (abertura de um RNC).

84

4.4.3. Inspeo de Jateamento e Pintura

A qualificao de pessoal nessa rea est migrando para o SNQC - Sistema Nacional de Qualificao e Certificao, sendo a Associao Brasileira de Corroso - ABRACO, a entidade responsvel at o momento. Existem dois nveis de qualificao (nvel I e nvel II).

Os documentos principais para a Inspeo de Jateamento e Pintura so o PIT e o Plano de Pintura. Os inspetores de pintura atuam junto Inspeo de Recebimentos para verificar qualitativamente os certificados dos fornecedores de tinta.

No jateamento, a inspeo monitora temperatura de superfcie, temperatura ambiente, umidade relativa e ponto de orvalho, alm de verificar visualmente perfil e rugosidade. J na pintura, a inspeo consiste em verificar o visual, espessura (camada de tinta) e aderncia (conforme espessura). Assim como nos outros tipos de Inspeo de Fbrica, responsabilidade dos inspetores emitir relatrios e, se necessrio, RNCs.

4.5. INSPEO OPERACIONAL

O setor de Inspeo Operacional, ou de ENDs conta com um sistema de qualificao interno da ASME, em adio ao realizado pelo SNQC (ABENDI),

Por meio de treinamento interno, os inspetores podem se capacitar para realizar obras que peam o selo ASME. Entretanto, a maioria das obras tem como contratante a Petrobras, que exige em suas especificaes a qualificao externa, ou seja, pelo rgo SNQC. Assim, no procedimento que rege a qualificao de pessoal, se especifica que os inspetores devem ter qualificao pela ABENDI (de acordo com norma ISO 9712), em um dos trs nveis possveis:

Nvel I: Executante Restrito;

Nvel II: Executante Pleno;

Nvel III: Apto a elaborar procedimentos.

85

A equipe conta com um inspetor nvel III, que responsvel pela elaborao de todos os procedimentos e revises para ENDs, alm de fornecer suporte tcnico, devido ao seu knowhow e experincia. Os procedimentos, por sua vez, devem ser aceitos por um inspetor de mesmo nvel, pertencente ao rgo responsvel (SEQUI Setor de Certificao, Qualificao e Inspeo da Petrobras, por exemplo).

Figura 59 - Procedimento de US, com aceite do rgo responsvel

Para auxiliar no gerenciamento dos exames realizados em cada obra, o supervisor faz uso de uma planilha interativa, na qual constam todas as etapas de inspeo de determinada obra.

86

Figura 60 Folha de Exames Realizados (FER)

Os documentos indispensveis aos inspetores operacionais so o PIT, o Plano de Soldagem e os desenhos tcnicos. A emisso de relatrios aps a realizao dos ensaios, de aceitao ou reprovao, responsabilidade desses inspetores.

Em geral, existe a interface entre inspetores e soldadores para discutir a necessidade e a viabilidade de reparo em soldas antes da abertura de um RNC, j que a at a disposio do mesmo, tempo de trabalho perdido. Assim, reserva-se a abertura de RNC para casos crticos, onde um reparo seria complicado ou ineficiente, por exemplo.

Figura 61 Conexo submetida a US

87

A Confab Equipamentos possui um bunker preparado para a realizao de ensaios radiolgicos, segundo normas de proteo (isolamento, plano de proteo radiolgica, etc.), interligado ao cho de fbrica por trilhos pelos quais facilitado o transporte da pea a ser inspecionada.

Nesse bunker trabalham os inspetores de RX, que alm da qualificao SNQC (ou interna), tm treinamento especfico segundo a Comisso Nacional de Energia Nuclear CNEN.

4.6. DOCUMENTAO

Os funcionrios alocados no setor de Documentao tm como objetivo principal compilar todos os documentos envolvidos em cada obra num s arquivo, o Data Book. O Data Book o certificado de garantia para o cliente, ou seja, nele consta toda a informao com a rastreabilidade necessria.

A compilao dos documentos um processo paralelo ao andamento da obra, desde o incio at a entrega do produto final. O Data Book deve ser enviado ao cliente de acordo com o contrato (em verso virtual e/ou papel). Uma cpia arquivada na rea de documentaes.

Geralmente um Data Book composto de trs sees:

Seo I Documentos de Projeto: o Lista de documentos; o Desenhos tcnicos;

o Lista de sobressalentes; o Folha de dados; o Memoriais de clculo;

Seo II Manual de instalao, operao e manuteno do produto final;

Seo III Documentao da Qualidade: o Plano de Inspeo e Testes;

88

o Relatrio de aceite do PIT certificado pelo cliente; o Registros da qualidade (relatrios) referentes s etapas de fabricao

descritas no PIT; o Lista de materiais elaborada de acordo com desenhos tcnicos e

cdigos de rastreabilidade; o Certificados de matria prima (forjados, tubos, chapas, etc.); o Data Books de itens manufaturados; o Documentao de soldagem; o Procedimentos de tratamento trmico (se aplicvel); o Procedimento de refratamento (se aplicvel); o RNCs fechadas (disposies aceitas pelo cliente); o CLM Certificado de liberao de Material.

4.7. METROLOGIA

Os funcionrios da metrologia so responsveis pelo controle dos instrumentos utilizados na Confab Equipamentos e na Confab Montagens. Seu objetivo garantir que todos os instrumentos em uso estejam em condies adequadas de calibrao.

Um dos maiores problemas encontrados no cho de fbrica a escassez de instrumentos disponveis. Entretanto, o mau uso desses instrumentos faz com que o seu reparo (ou calibrao) seja dificultado ou at impossibilitado. Nesse caso, se faz necessrio a compra de novos instrumentos, ao que requer contato com a Exiros (empresa que gerencia todas as compras feitas pelas empresas do grupo Tenaris).

Figura

Cada instrumento recebe uma etiqueta com sua identificao (rastreabilidade) e com sua situao atual:

Etiqueta azul: Instrumento apto para uso em campo;

Etiqueta amarela:

Etiqueta verde:

Etiqueta vermelha:

Figura 63 - Etiqueta indicativa de instrumento vetado a uso em campo

Figura 62 - Trena danificada devido a mau uso

Cada instrumento recebe uma etiqueta com sua identificao (rastreabilidade) e com

Instrumento apto para uso em campo;

amarela: Instrumento retido para ajuste, manuteno ou calibrao;Etiqueta verde: Instrumento que no requer calibrao;

Etiqueta vermelha: Instrumento danificado, uso vetado.

Etiqueta indicativa de instrumento vetado a uso em campo

89

Cada instr

TCC_042_2010 Controle de Qualidade

Documents

Transcript of TCC_042_2010 Controle de Qualidade