segunda-feira, 15 de setembro de 2008

The welder

Pit Bull, codinome de fera antecipando a qualidade de seus serviços. Em realidade acho que é mais por sua fisionomia: branquelo, olhos claros e a boca parecida com o focinho do conhecido animal.
Ele como muitos outros que vi trabalhar durante meus 30 anos de soldas, bem e mal sucedidas, está cheio de qualidades atribuíveis em sua maioria à juventude: boa coordenação motora, visão perfeita, capacidade para trabalhar em posições e situações adversas, etc.
Mas também cheio de vícios, estrelismo e falta de fundamentos teóricos.
Na Europa se exige que os soldadores passem por uma prova escrita, por aqui isto seria um desastre.
A Petrobrás exige que todas as soldas em suas obras sejam testemunhadas por inspetores de solda – Está certa!
Muitos dos problemas que já vi nesta arte ocorreram porque o trabalho foi deixado inteiramente em mãos (e cabeça) do soldador. Nem o encarregado de solda sabe o que este sujeito está fazendo. Raul X, no jargão dos soldadores, é quem descobre depois a verdadeira qualidade das soldas.
Voltando ao nosso amigo Pit Bull, ele é bom, mas está aí só para soldar. Não para pensar ou colaborar. Chega à obra com sua mascara exclusiva pintado em letras amarelas: “Pit Bull”, seu rabicho mais exclusivo ainda (sem ele não trabalha). Põe a toca, ajeita o avental de couro, carrega um eletrodo em seu alicate e pergunta:
- que eletrodo vai aqui?
- não sei! Responde outro soldador.
Então Pit Bull decide:
- vai este mesmo, já está aqui!
- Vai ter preaquecimento? Pergunta.
- Vai! É a resposta.
Ato seguido deixa o eletrodo perigosamente pendurado e balançando sobre algum lugar na estrutura onde fecha curto circuito e começa a faiscar descontroladamente assustando todo mundo em volta, ele inclusive. Tira a mascara e a toca, vai beber água.
De volta pergunta se alguém vai pré-aquecer a peça ou se ele mesmo vai ter que fazer isso. O encarregado ajuda. Passados 20 minutos a temperatura desejada é alcançada e a tão esperada solda pode...ria começar, o soldador põe a toca, carrega outro eletrodo, põe a mascara.
Ai então está tudo pronto para.......regular a máquina de solda. Precisa uma chapinha para fazer os cordões de teste, vai buscar.
E a temperatura de preaquecimento? Se o encarregado estiver atento a mantém, se não, duas coisas podem acontecer:
Pit Bull vai soldar na temperatura que estiver – sempre mais baixa que o mínimo especificado, ou
O encarregado recomeça o preaquecimento........Pit Bull vai dar uma mijada pensando...daqui a pouco vai dar a hora do almoço........
E não falei em procedimento.

segunda-feira, 18 de fevereiro de 2008

Material fadigado?

Algumas pessoas confundem o mecanismo de fadiga com cansaço ou exaustão, e repetem frequentemente que tal o qual peça rompeu por que o material estava fadigado.
Fadiga é um mecanismo de degradação que se manifesta na forma de trincas e por conseqüência fraturas de peças e equipamentos.


A fadiga ocorre em elementos mecânicos que trabalham sob tensões cíclicas tais como eixos, molas, engrenagens, ventiladores e outros em que o carregamento é repetitivo.

Os elementos que operam sob tensões constantes ou com variações pouco freqüentes tais como a maioria dos tanques, vasos de pressão e tubulações usualmente não sofrem fadiga.

Quando uma peça rompe por fadiga é por que a quantidade de ciclos de tensão superou seu limite de resistência, não porque o material estava "cansado".

Vejamos o fenômeno na curva de fadiga típica de aços e materiais não ferrosos que pode ser explicado por duas condições que levam ao aparecimento de trincas de fadiga:

Figura extraída de Fatigue and Fracture Volume 19 of ASM Handbook.


1.- A tensão cíclica é muito alta e conduz à ruptura depois de um numero pequeno de ciclos, ou

2.- A quantidade de ciclos é muito elevada para a tensão atuante.

Ainda no esforço para desfazer o equivoco sobre material "fadigado" podemos afirmar que as propriedades do material de uma peça rompida por fadiga permanecem inalteradas. Ou seja, eliminada a região com trincas se for viável o reparo, a peça pode continuar operando.
As condições que levam ao aparecimento de trincas por fadiga geralmente não são as normais de operação. O projeto de maquinas rotativas (bombas, engrenagens, ventiladores, etc.) leva em consideração o fenômeno de fadiga e dimensiona seus elementos para que resistam indefinidamente, ou seja, por debaixo da tensão onde a vida é infinita.
Então, se o material esta rompendo por fadiga não é por que está exausto. E sim porque houve um aumento inesperado da tensão projetada. E isto ocorre normalmente por desvios na operação. Veja o exemplo abaixo:

Vibração excessiva (ressonância): ventilador desbalanceado

Figura extraída de relatório da Tresca Engenharia.





Existem algumas variações de fadiga:

Fadiga térmica: molde de xícara de vidro rompido depois de muitos ciclos de aquecimento.

Corrosão-fadiga: parede de tubo em contato com ambiente corrosivo rompido depois de repetidos ciclos de pressurização.

sábado, 26 de janeiro de 2008

Emissão Acústica não detectou as trincas que estou vendo

Com alguma freqüência tenho testemunhado a decepção de algumas pessoas com o resultado de ensaios de Emissão Acústica em equipamentos que apresentavam trincas visíveis. Especialmente as provocadas por corrosão sob tensão por cloretos (SCC Cl-). Isto ocorre com freqüência em equipamentos de aço inoxidável austenítico com isolamento térmico; é um mecanismo associado a corrosão sob isolamentos (CUI).
Estas trincas usualmente propagam até a profundidade onde a tensão atuante ou residual (geralmente é residual da ordem do limite de escoamento do material) era suficientemente alta. Ou seja, quando encontram material sem tensões, estas trincas param de crescer.
Vejamos então por que a frustração não se justifica. O ensaio de Emissão Acústica é feito durante uma pressurização hidrostática ou de operação, isto é, com uma excitação que não supera 1,5 vezes a pressão de operação. Isto equivale a tensões muito inferiores à de escoamento e quase sempre incapazes de fazer propagar este tipo de trincas. Não havendo propagação não há Emissão Acústica dado que as trincas não são ativas (como as denominam os profissionais de EA).
Ao contrario do pensamento de que EA deveria mostrar tudo, inclusive as trincas detectadas visualmente, EA só vê trincas ativas que propagam sob tensões baixas. EA é uma ótima ferramenta para conviver e monitorar este tipo de danos.
Às vezes esquecemos que estamos na era da Mecânica da Fratura. Que há metodologias que permitem conviver em segurança com equipamentos contendo trincas.
Resumindo, podemos dizer que as trincas que vemos foram provocadas por tensões elevadas. O ensaio de EA serve para verificar se irão propagar na pressão de operação. Se não mostram atividade, dificilmente propagarão em operação. Mesmo que as estejamos vendo!
No próximo post vou dizer o que fazer com o equipamento com trincas sem atividade?