Nova Especificação de Procedimento de Soldagem (WPS) para Junção de Metais Dissimilares (por exemplo, aço inoxidável e aço carbono) em Sistemas de Tubulações

Nova Especificação de Procedimento de Soldagem (WPS) para União de Metais Dissimilares em Sistemas de Tubulações

1.0 Escopo e Aplicação

Isso Especificação de Procedimento de Soldagem (WPS) estabelece parâmetros qualificados para união aço inoxidável austenítico (ex.: 304/316/L) a aço carbono (ex.: A106 Gr.B, A516 Gr.70) em sistemas de tubulações. O procedimento aborda os desafios técnicos associados à soldagem de metais dissimilares (DMW) , incluindo expansão térmica diferencial, migração de carbono e gestão de tensões residuais.

2.0 Materiais Básicos

2.1 Combinações de Materiais Qualificadas

2.2 Faixa de Espessura do Material

• Diâmetro do Tubo : ½" NPS a 48" NPS

• Espessura da parede : 1,6mm a 50mm

3.0 Seleção do Metal de Adição

3.1 Metais de Adição Recomendados

Tabela: Seleção do Metal de Adição com Base nas Condições de Serviço

3.2 Considerações sobre Metal de Adição

• Controle da migração de carbono : Metais de adição com alto teor de cromo-níquel previnem a difusão do carbono

• Gestão da diluição : Diluição mínima de 30% no lado do aço carbono é necessária

• Controle de ferrita : 5-12 FN (Número de Ferrita) para prevenir trincas de solidificação

4.0 Projeto e Preparação da Junta

4.1 Configuração Padrão da Junta

Ranhura em V Simples com ângulo de bisel de 37,5°, face de raiz de 1,6 mm e abertura de raiz de 3,2 mm

4.2 Requisitos de Preparação

• Lado em aço inoxidável : Apenas limpeza mecânica, sem contaminação por aço carbono

• Lado em aço carbono : Remover toda a escória, ferrugem e tinta em 25 mm a partir da junta

• Ajuste : Desalinhamento máximo de 1,6 mm ou 10% da espessura da parede, o que for menor

5.0 Parâmetros da Técnica de Soldagem

5.1 Processo de Soldagem: GTAW (Raiz) + SMAW (Enchimento/Revestimento)

Tabela: Parâmetros de Soldagem por Posição

5.2 Requisitos Críticos de Técnica

• Direção do arco : Direcionar sempre o arco para o lado do aço carbono

• Posicionamento do cordão : Aplicar o metal de solda principalmente no lado do aço carbono

• Temperatura entre passes : Máximo de 150°C, mínimo de 16°C

• Martelamento : Martelamento leve dos passes intermediários é permitido

6.0 Aquecimento Prévio e Temperatura entre Passes

6.1 Requisitos de Aquecimento Prévio

6.2 Controle da Temperatura de Interpasso

• Máximo : 150°C para todas as espessuras

• Mínimo : 10°C acima da temperatura de pré-aquecimento

• Monitoramento : Monitoramento contínuo é necessário para seções espessas

7.0 Tratamento Térmico Pós-Soldagem (TTPOS)

7.1 Requisitos de TTPOS

Tabela: Parâmetros de TTPOS com Base na Combinação de Materiais

7,2 Considerações sobre TSPR

• Evitar sensibilização : Mantenha abaixo de 425°C para aço inoxidável série 300

• Migração de carbono : TSPR acelera a difusão - minimize o tempo na temperatura

• Remoção de fixação : Realizar SRP antes de remover os dispositivos de alinhamento

8.0 Exame Não Destrutivo (END)

8.1 Métodos de Exame Requeridos

• 100% Exame Visual : EV conforme AWS D1.1

• Exame Radiográfico : ER conforme ASME Sec V Art 2

• Exame por Líquido Penetrante : EL na raiz acessível

8.2 Critérios de Aceitação

• Porosidade : Diâmetro máximo de 3,2 mm, 6 mm entre indicações

• Rachaduras : Nenhum permitido

• Fusão Incompleta : Nenhum permitido

• Subcorte : Profundidade máxima de 0,8 mm, 0,5 mm para serviço cíclico

9.0 Registros de Qualificação de Procedimento (PQR)

9.1 Ensaios Obrigatórios

• Ensaio de tração transversal : Resistência mínima igual ao metal base mais fraco

• Ensaio de dobra de raiz e face : Mínimo de 4 corpos de prova

• Exame macroscópico : Seção transversal atacada

• Levantamento de dureza : Dureza Vickers ao longo da solda

9.2 Limites de Dureza

• Metal de solda : ≤ 225 HV

• ZAC do aço carbono : ≤ 240 HV

• ZAC do aço inoxidável : ≤ 220 HV

10.0 Segurança e Considerações Ambientais

10.1 Requisitos de Ventilação

• Exaustão local : Obrigatório para todas as operações de soldagem

• Extração de fumos : Obrigatório para operações de SMAW

• Monitoramento do ar : Obrigatório para soldagem em espaços confinados

10.2 Manuseio de Materiais

• Segregação de aço inoxidável : Evitar contaminação por ferramentas de aço carbono

• Armazenamento de consumíveis : O ER309L deve ser armazenado na embalagem original até o uso

• Limpeza : Limpeza com álcool é necessária para superfícies de aço inoxidável

11.0 Limitações e restrições do procedimento

11.1 Restrições do processo

• Sem corte oxiacetileno em bordas preparadas

• Sem chanfragem com eletrodo de carbono no lado de aço inoxidável

• Mínimo 3 passes para espessura de parede > 12mm

11.2 Restrições de Serviço

• Não qualificado para serviço letal sem teste adicional

• Limitação de temperatura : -29°C a 425°C

• limitação de pH : Não é para serviço cáustico acima de 50°C

12.0 Guia de Solução de Problemas

12.1 Problemas e Soluções Comuns

13.0 Registos e Documentação

13.1 Documentação Requerida

• Wps : Esta especificação

• PQR : Registo de qualificação do procedimento de apoio

• WPQ : Qualificações de desempenho do soldador

• Relatórios de END : Todos os resultados dos exames

• Gráficos de tratamento térmico : Gravação contínua para PWHT

13.2 Período de Retenção

• Mínimo de 5 anos para todos os registros

• Vida útil da instalação para aplicações críticas de segurança