Processos de soldagem

Processos de soldagem

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Modulo I – 1

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1.0 SOLDAGEM ORBITAL PARA TUBOS EM AÇO INOXIDÁVEL SANITÁRIO 1.1 INTRODUÇÃO 1.2 EQUIPAMENTO 1.3 TUBULAÇÃO SANITÁRIA - PADRÃO O D 1.4 TUBOS PADRÃO OD ( OUTSIDE DIAMETER ) 1.5 CONCEITOS DE SANITARIEDADE 1.6 ACABAMENTO SUPERFICIAL – ELETROPOLIMENTO 1.7 BIBLIOGRAFIA 1.8 AUTORES

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1.0 Soldagem Orbital para Tubos em Aço Inoxidável Sanitário

1.1 Introdução

A soldagem orbital é um processo especial de soldagem utilizado para unir preferencialmente por fusão apenas (soldagem autógena) tubos e conectores de parede fina, em geral de ligas inoxidáveis, ferrosas ou não. Este processo é usado principalmente para tubos O.D. de diâmetros não maiores que 12.0" inclusive e aplicações onde a elevada pureza dos fluidos processados é item de extrema importância.

A foto acima mostra a soldagem orbital de um tubo sanitário de aço inoxidável AISI 316L em uma planta farmacêutica.

Diferentes segmentos industriais usam diferentes gamas de tubulações (incluindose os tubos de parede muito fina), e os equipamentos de solda orbital disponíveis no mercado com a moderna tecnologia de soldagem presente nos dias de hoje podem comportar a todas elas. A indústria de semicondutores, por exemplo, usa tubos a desde 1/8" O.D. de 316L, até 6". As indústrias bio-farmacêutica, de alimentos, de laticínios, bebidas e aeroespacial usam bitolas específicas que muito se diferenciam entre si, e

A soldagem orbital de tubos consiste basicamente de uma variação do processo de soldagem TIG, onde uma tocha com eletrodo não consumível de Tungstênio mantém o arco elétrico constante ao mesmo tempo que injeta o gás inerte de proteção na poça de fusão. Consiste portanto, de uma "cabeça" giratória que contém a tocha TIG, a qual é fixada ao redor da junta (tubo) a ser soldada. Entre a "cabeça" e o próprio tubo forma-se uma câmara para o gás inerte de proteção e para o arco elétrico, a qual gira ou "orbita" ao redor da solda.

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Copyright © 2002 – Núcleo Tecnológico de Soldagem & Qualidade – São Paulo/SP ainda assim podem ser soldadas pela tecnologia da solda orbital presente nos dias de hoje.

executando a soldagem num tubo. Nota-se o arco elétrico

A figura acima mostra o detalhe do cabeçote de Soldagem Orbital

Com a expansão da indústria bio-farmacêutica nos Estados Unidos, o FDA (U.S.A.

máxima importância

Food & Drug Administration) determinou o incremento de certos padrões de qualidade para a aprovação final de processos de produção para os produtos denominados terapêuticos, no que diz respeito a quesitos de pureza e garantia da não-contaminação daqueles produtos. Basicamente estas novas exigências recaem sobre os processos de construção das tubulações sanitárias e, é claro que a soldagem dos mesmos é artigo de

Finalmente, enquanto o aço inoxidável da série 300 é o material mais comum para a fabricação dos tubos sanitários que serão soldados por solda orbital e depois polidos por processo especial, outros tubos de ligas altamente nobres e até o Titânio podem ser fácil e eficientemente soldados pelo processo da soldagem orbital.

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A figura acima mostra a preparação que antecede a soldagem orbital de tubulação “OD” de aço inox sanitário de uma indústria farmacêutica.

1.2 Equipamento

Como dito acima, as máquinas de soldagem orbital se assemelham com um equipamento comum de soldagem TIG, uma vez que também possuem um eletrodo de Tungstênio não consumível e gás de proteção inerte. O equipamento de soldagem orbital é composto de uma fonte de energia elétrica, cabeçote específico para soldagem orbital e gás de proteção. Para os casos de soldagem não autógena, necessita-se também de um alimentador automático de arame consumível. O gás inerte usado é geralmente o Argônio, embora misturas com Hélio e Nitrogênio também sejam usadas em aplicações específicas.

1.2.1 Fontes de Energia

As fontes de energia para soldagem orbital normalmente controlam os seguintes parâmetros de soldagem: Corrente de soldagem, corrente de pico e corrente de base, velocidade de deslocamento do cabeçote, temporizadores de ajuste específico, tempo de pulso, tempo de sobreposição, corrente e rampa de início e final de cordão. Estas fontes geralmente têm capacidade de fornecer correntes elétricas da ordem de 100 a 150 amperes em corrente contínua. A polaridade será sempre direta, como no processo TIG, pois não é desejada a fusão do eletrodo de Tungstênio, o que ocorreria em maior razão com polaridade inversa.

1.2.2 Cabeçote de Soldagem

Os cabeçotes específicos utilizados para a soldagem orbital possuem os mais variados tamanhos, em função do diâmetro de tubulação a ser soldado. Por exemplo, para tubos de 38 m (1 ½”) de diâmetro externo ou para 6 m, 9 m, 12 m, 19 m e 25 m. Diâmetros maiores que estes estão disponíveis nas linhas standard de produtos

O uso das novas tecnologias de soldagem orbital têm sido a chave para a melhora dos sistemas de qualidade em virtude do excelente nível de acabamento interno do cordão aliada a elevada repetibilidade que estes processos propiciam. Estas propriedades garantidas pela soldagem orbital são essenciais para garantir-se a limpeza e esterilização dos sistemas críticos de tubulações farmacêuticas.

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Copyright © 2002 – Núcleo Tecnológico de Soldagem & Qualidade – São Paulo/SP dos principais fabricantes deste tipos de equipamentos e cabeçotes de diâmetros especiais podem ser construídos mediante consulta.

Cabeçote de soldagem orbital de última Geração. Fabricação AMI - USA

1.3 TUBULAÇÃO SANITÁRIA - PADRÃO O D.

1.3.1 Introdução

Os tubos inoxidáveis sanitários padrão OD ( outside diameter ), são largamente utilizados em industrias farmacêuticas, químicas, alimentícias, etc., onde se requer um maior controle e qualidade dos produtos que irão passar por dentro destes tubos. Este tipo de tubo seguem as normas ASTM A249, A269 e A270, sendo esta última a mais utilizada para a fabricação e confecção dos tubos, pois possui os pré requisitos das normas A-312/450 que indicam que são utilizados para produtos corrosivos e para altas temperaturas Normalmente, os tubos padrão OD são fabricados em aço inoxidável austenitico, sendo a série 300 a indicada para esta finalidade. Encontramos estes tubos na série 304, 316 e 316 L. Dependendo da utilização destes tubos, os mesmos podem vir polidos interna e externamente ou em apenas um dos casos.

1.3.2 Tipos de Polimento :

Com relação ao tipo de polimento indicado para estes tubos, os mais indicados são o eletropolimento e o polimento através de lixas, podendo ser encontrados comercialmente com acabamento grão/grana variando de 60 a até 400.

Para a execução da soldagem autógena, faz-se uso de cabeçotes específicos, para tubos desde 6 m até 150 m de diâmetro e para espessuras de parede até 4 m. No interior destes cabeçotes forma-se uma bolsa de gás inerte que envolve toda a junta durante a soldagem. Os cabeçotes de soldagem orbital possuem presilhas em ambos os seus lados para fixar os tubos durante o processo de soldagem.

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1.3.3 Procedimentos de Soldagem :

No procedimento de soldagem, antigamente para a união destes tubos, o processo mais indicado era o TIG. Muitas vezes para um bom acabamento interno e externo era necessário que o soldador tivesse bastante experiência, para se evitar que internamente a soldagem pudesse apresentar pontos de contaminação e posteriormente a condenação desta tubulação. Hoje em dia, o processo de soldagem amplamente utilizado para este tipo de caso é a soldagem orbital, pois a mesma além de um bom acabamento superficial, adotando-se os procedimentos e regulagens do equipamento já previamente calculados, evita-se que internamente forme-se os pontos de contaminação que tantos problemas causam para os produtos que irão passar por dentro destes tubos.

1.4 Tubos padrão OD ( Outside Diameter )

Os tubos padrão OD são largamente utilizados em indústrias farmacêuticas, químicas, alimentícias etc., onde se requer : - Boa sanitariedade, evitando-se contaminação interna

- Bom acabamento interno e externo

1.4.1 Normas utilizadas :

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