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N-133 REV. N^ 03 / 2017
PROPRIEDADE DA PETROBRAS 114 páginas, Índice de Revisões e GT
Soldagem
Procedimento
Esta Norma substitui e cancela a sua revisão anterior. Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação do texto desta Norma. A Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma é a responsável pela adoção e aplicação das suas seções, subseções e enumerações.
CONTEC
Comissão de Normalização Técnica
Requisito Técnico : Prescrição estabelecida como a mais adequada e que deve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Uma eventual resolução de não segui-la (“não conformidade” com esta Norma) deve ter fundamentos técnico-gerenciais e deve ser aprovada e registrada pela Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma. É caracterizada por verbos de caráter impositivo.
SC - 26
Prática Recomendada : Prescrição que pode ser utilizada nas condições previstas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade de alternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. A alternativa adotada deve ser aprovada e registrada pela Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma. É caracterizada por verbos de caráter não impositivo. É indicada pela expressão: [Prática Recomendada].
Cópias dos registros das “não conformidades” com esta Norma, que possam contribuir para o seu aprimoramento, devem ser enviadas para a CONTEC - Subcomissão Autora.
Soldagem As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC - Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, a seção, subseção e enumeração a ser revisada, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma.
“A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIRO S. A. - PETROBRAS, de aplicação interna na PETROBRAS e Subsidiárias, devendo ser usada pelos seus fornecedores de bens e serviços, conveniados ou similares conforme as condições estabelecidas em Licitação, Contrato, Convênio ou similar. A utilização desta Norma por outras empresas/entidades/órgãos governamentais e pessoas físicas é de responsabilidade exclusiva dos próprios usuários”.
Apresentação
As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho
- GT (formados por Técnicos Colaboradores especialistas da Companhia e de suas Subsidiárias), são comentadas pelas Unidades da Companhia e por suas Subsidiárias, são aprovadas pelas Subcomissões Autoras - SC (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando as Unidades da Companhia e as Subsidiárias) e homologadas pelo Núcleo Executivo (formado pelos representantes das Unidades da Companhia e das Subsidiárias). Uma Norma Técnica PETROBRAS está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a cada 5 anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas em conformidade com a Norma Técnica PETROBRAS N-1. Para informações completas sobre as Normas Técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS.
Sumário
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Figura B.5 - Pontos de Medição de Dureza em Perfil de Chapa com Revestimento Depositado por Soldagem (“Weld Overlay”) ............................................................................................ 111
Figura B.6 - Pontos de Medição de Dureza em Superfície de Junta Soldada (MS, ZTA e MB) para Validação do Durômetro Portátil .................................................................................... 113
Figura B.7 - Preparação da Superfície para Medição de Dureza em Solda ....................................... 113
Figura B.8 - Pontos de Medição de Dureza na Superfície da Junta Soldada..................................... 114
Tabelas
Tabela 1 - Limite de Hidrogênio Difusível em Eletrodos FCAW ........................................................... 35
Tabela 2 - Temperaturas de Preaquecimento e Interpasse Mínimas Recomendadas para a Soldagem de Aços-Carbono e Carbono-Manganês.............................................................................. 36
Tabela 3 - Temperatura de Preaquecimento Interpasse Mínimo e de Interpasse Máximo para Aços de Baixa Liga Tratados Termicamente ..................................................................................... 40
Tabela 4 - Designação de “P numbers” Conforme ASME BPVC Section IX ........................................ 42
Tabela 5 - Consumíveis para Aços Molibdênio e Cromo-Molibdênio ................................................... 45
Tabela 6 - Consumíveis para Soldagem Heterogênea dos Aços Molibdênio e Cromo-Molibdênio ..... 46
Tabela 7 - Preaquecimento e Temperatura de Interpasse para Aços Cromo-Molibdênio e Aços Molibdênio ......................................................................................................................... 47
Tabela 8 - Pós-Aquecimento para Aços Cromo-Molibdênio e Aços Molibdênio .................................. 48
Tabela 9 - Dureza na Zona Fundida e Termicamente Afetada após TTAT .......................................... 49
Tabela 10 - Eletrodos e Varetas para Aço Níquel ................................................................................. 53
Tabela 11 - Temperatura Mínima de Preaquecimento e Temperatura Interpasse para Soldagem de Aços ao Níquel - Soldagem Homogênea .......................................................................... 54
Tabela 12 - Temperatura Mínima de Preaquecimento e Temperatura Interpasse para Soldagem de Aços ao Níquel - Soldagem Heterogênea ........................................................................ 54
Tabela 13 - Consumíveis de Aços Inoxidáveis Austeníticos................................................................. 61
Tabela 14 - Eletrodo Revestido, Vareta e Arame Sólido para Soldagem de Aços Inoxidáveis Superausteníticos............................................................................................................. 67
Tabela 15 - Composição Química (% em Peso) dos Principais Aços Inoxidáveis Duplex ................... 69
Tabela 16 - Faixa de Aporte Térmico para a Soldagem de Aços-Duplex Superduplex e Hiperduplex 71
Tabela 17 - Ensaios Adicionais ao ASME BPVC Section IX ................................................................ 72
Tabela 18 - Consumíveis de Aços Inoxidáveis Duplex, Superduplex e Hiperduplex ........................... 74
Tabela 19 - Eletrodos e Varetas para Aços Inoxidáveis Martensíticos ................................................. 78
Tabela 20 - Eletrodos e Varetas para Aços Inoxidáveis Ferríticos ....................................................... 82
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Tabela 21 - Eletrodos, Varetas e Arames Sólidos para Níquel e Ligas de Níquel ............................... 88
Tabela 22 - Varetas para Cobre e Ligas de Cobre ............................................................................... 92
Tabela 23 - Metais de Adição para Revestimento Depositado por Soldagem - “Weld Overlay” - em Chapa Base de Aços-Carbono ou Aço Baixa Liga em Equipamentos que não Requerem TTAT .................................................................................................................................. 96
Tabela 24 - Metais de Adição para Revestimento Depositado por Soldagem - “Weld Overlay” - em Chapa Base de Aços-Carbono ou Aço Baixa Liga em Equipamentos que Requerem TTAT.................................................................................................................................. 97
Tabela 25 - Consumíveis, Temperaturas de Preaquecimento e de Pós-Aquecimento para Soldagem e Juntas Dissimilares .......................................................................................................... 100
Tabela A.1 - Plano de Amostragem Simples - Inspeção Normal Riscos do Consumidor de 5 % e 10 %.............................................................................................................................. 103
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ABNT NBR 5425 - Guia para Inspeção por Amostragem no Controle e Certificação de Qualidade;
ABNT NBR 5426 - Planos de Amostragem e Procedimentos na Inspeção por Atributos;
ABNT NBR 5427 - Guia para Utilização da Norma ABNT NBR 5426 - Planos de Amostragem e Procedimentos na Inspeção por Atributos;
ABNT NBR 14842 - Soldagem - Critérios para a Qualificação e Certificação de Inspetores para o Setor de Petróleo e Gás, Petroquímico, Fertilizantes, Naval e Termogeração (Exceto Nuclear);
ABNT NBR ISO IEC 17025 - Requisitos Gerais para Competência de Laboratórios de Ensaios e Calibração;
ABNT NBR NM ISO 9712 - Ensaios Não Destrutivos - Qualificação e Certificação de Pessoal em END (ISO 9712:2012, IDT);
ISO 15156-1 - Petroleum and Natural Gas Industries - Materials for Use in H 2 S Containing Environments in Oil and Gas Production - Part 1: General Principles for Selection of Cracking-Resistant Materials;
ISO IEC 17024 - Conformity Assessment - General Requirements for Bodies Operating Certification of Persons;
ISO/IEC 17065 - Conformity Assessment - Requirements for Bodies Certifying Products, Processes and Services;
API 510 - Pressure Vessel Inspection Code: In-Service Inspection, Rating, Repair, and Alteration;
API RP 582 - Welding Guidelines for the Chemical, Oil, and Gas Industries;
API RP 934-A - Materials and Fabrication of 2 1/4Cr-1Mo, 2 1/4Cr-1Mo-1/4V, 3Cr-1Mo, and 3Cr-1Mo-1/4V Steel Heavy Wall Pressure Vessels for High-temperature, High-pressure Hydrogen Service;
API RP 934-C - Materials and Fabrication of 1 1/4Cr-1/2Mo Steel Heavy Wall Pressure Vessels for High-pressure Hydrogen Service Operating at or Below 825 °F (441 °C);
API RP 934-E - Recommended Practice for Materials and Fabrication of 11/4CR-1/2Mo Steel Pressure Vessels for Service above 825 °F (440 °C);
API TR 934-B - Fabrication Considerations for Vanadium-Modified Cr-Mo Steel Heavy Wall Pressure Vessels;
API TR 934-D - Technical Report on the Materials and Fabrication Issues of 11/4Cr-1/2Mo and 1Cr-1/2Mo Steel Pressure Vessels;
API TR 938-B - Use of 9Cr-1Mo-V (Grade 91) Steel in the Oil Refining Industry;
ASME BPVC - Section II - Part C - Specifications for Welding Rods, Electrodes, and Filler Metals - Materials;
ASME BPVC - Section V - Nondestructive Examination;
ASME BPVC - Section VIII - Division 1 - Rules For Construction of Pressure Vessels;
ASME BPVC - Section IX - Qualification Standard for Welding and Brazing Procedures, Welders, Brazers, and Welding and Brazing Operators Welding and Brazing Qualifications;
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ASTM A262 - Standard Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels;
ASTM A370 - Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products;
ASTM A380/380M - Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems;
ASTM A1038 - Standard Test Method for Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method;
ASTM E140 REV B - Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, Scleroscope Hardness and Leeb Hardness;
ASTM E340 - Standard Practice for Macroetching Metals and Alloys;
ASTM E384 - Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials;
ASTM E562 - Standard Test Method for Determining Volume Fraction by Systematic Manual Point Count;
ASTM G48 - Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution;
AWS A3.0M/A3.0 - Standard Welding Terms and Definitions Including Terms for Adhesive Bonding, Brazing, Soldering, Thermal Cutting, and Thermal Spraying;
AWS A4.2M - Standard Procedures for Calibrating Magnetic Instruments to Measure the Delta Ferrite Content of Austenitic and Duplex Ferritic-Austenitic Stainless Steel Weld Metal;
AWS A.4.3 - Standard Methods for Determination of the Diffusible Hydrogen Content of Martensitic, Bainitic, and Ferritic Steel Weld Metal Produced by Arc Welding;
AWS A5.01M/A5.0.1 - Welding Consumables - Procurement of Filler Metals and Fluxes;
AWS A5.1/A5.1M - Specification for Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal ArcWelding;
AWS A5.4/A5.4M - Specification for Stainless Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding;
AWS A5.5/A5.5M - Specification for Low-Alloy Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding;
AWS A5.6/A5.6M - Specification for Copper and Copper-Alloy Electrodes for Shielded Metal ArcWelding;
AWS A5.7/A5.7M - Specification for Copper and Copper-Alloy Bare Welding Rods and Electrodes;
AWS A5.9/A5.9M - Specification for Bare Stainless Steel Welding Electrodes and Rods;
AWS A5.11/A5.11M - Specification for Nickel and Nickel-Alloy Welding Electrodes for Shielded Metal Arc Welding;
AWS A5.12M/A5.12 - Specification for Tungsten and Oxide Dispersed Tungsten Electrodes for Arc Welding and Cutting;
AWS A5.14/A5.14M - Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes and Rods;
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deposição controlada técnica de deposição com controle do aporte térmico em cada passe com uma razão entre aportes segundo uma sequência preestabelecida de soldagem
eletrodos não ressecáveis eletrodos revestidos básicos que não necessitam e não devem sofrer tratamento de secagem ou ressecagem e que comprovadamente apresentem nível extra baixo de hidrogênio difusível no Metal de Solda (MS) depositado (H4R)
ESW (“Electroslag Welding”) processo de soldagem por eletro-escória
FCAW-G (“Gas-Shielded Flux Cored Arc Welding”) processo de soldagem por arame tubular com proteção gasosa
FCAW-S (“Self-Shielded Flux Cored Arc Welding”) processo de soldagem por arame tubular auto protegido
GMAW (“Gas Metal Arc Welding”) processo de soldagem ao arco com gás de proteção, com alimentação automática do arame. Também conhecido como “MIG/MAG”. O “Metal Cored” pode ser classificado como GMAW.
GMAW-P (“Pulsed Gas Metal Arc Welding”) processo de soldagem GMAW em que a transferência metálica se faz com arco pulsado
GMAW-S (“Short Circuit Gas Metal Arc Welding”) processo de soldagem GMAW em que a transferência metálica se faz por curto-circuito
GTAW (“Gas Tungsten Arc Welding”) processo de soldagem ao arco com gás de proteção com eletrodo de tungstênio não consumível. Também conhecido como “TIG”
inspetor de soldagem nível 2 profissional certificado pelo Sistema Nacional de Qualificação e Certificação - Pessoal (SNQC-PS), como inspetor de soldagem nível 2, na norma de projeto aplicável ao serviço
metal brilhante aspecto da superfície após a remoção de carepa de laminação e oxidação por meio de esmerilhamento
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nível alto de hidrogênio difusível no MS hidrogênio maior que 16 mL de hidrogênio por 100 g de MS depositado
nível baixo de hidrogênio difusível no MS hidrogênio maior que 4 mL e menor ou igual a 8 mL de hidrogênio por 100 g de MS depositado (H8)
nível extra baixo de hidrogênio difusível no MS hidrogênio menor ou igual a 4 mL de hidrogênio por 100 g de MS depositado (H4)
nível médio de hidrogênio difusível no MS hidrogênio maior que 8 mL e menor ou igual a 16 mL de hidrogênio por 100 g de MS depositado (H16)
passe oscilante a oscilação do eletrodo supera o diâmetro da alma do eletrodo revestido em mais de três vezes
passe retilíneo passe reto e sem oscilação significativa, com o objetivo de assegurar determinados requisitos de resistência à corrosão e tenacidade. Em alguns casos, em função do material de base, pode ser admitido que o cordão atinja largura até três vezes o diâmetro da alma do eletrodo revestido
PAW -(“Plasma Arc Welding”) processo de soldagem por plasma
responsável técnico pela soldagem da PETROBRAS profissional das Unidades Operacionais da PETROBRAS e responsável técnico pela soldagem designado pela Unidade Operacional capacitado a avaliar o comportamento da junta soldada em relação à aplicação e exposição ao meio. A seleção da Especificação do Procedimento de Soldagem / Registro de Qualificação do Procedimento de Soldagem (EPS / RQPS) que melhor atenda às condições de serviço deve ser atribuição deste profissional, que deve possuir registro no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA), experiência e sólido embasamento na área de soldagem
SAW (“Submerged Arc Welding”) processo de soldagem por arco submerso
SMAW (“Shielded Metal Arc Welding”) processo de soldagem por eletrodo revestido
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4.2.2 Os documentos de soldagem devem ser elaborados e qualificados de acordo as normas de projeto, fabricação, montagem e manutenção, bem como especificações técnicas e requisitos contratuais os quais podem indicar ensaios adicionais em função das condições de serviço ou material.
4.2.3 Os documentos de soldagem devem ser aprovados por profissionais de soldagem certificados conforme 4.4.2.1 ou 4.4.4, respeitadas as atribuições de cada nível de certificação, com exceção do descrito no 4.2.4.
4.2.4 Em soldagem em operação, manutenção ou obras sob gerenciamento de Unidades Operacionais da PETROBRAS a IEIS pode ser aprovada pelo responsável técnico pela soldagem da PETROBRAS. [Prática Recomendada]
4.2.5 A seleção da EPS/RQPS para soldagem em operação e manutenção, quando feita pelo profissional em soldagem da empresa contratada, deve ser endossada pelo responsável técnico pela soldagem da PETROBRAS.
4.2.6 Os procedimentos pré-qualificados de soldagem previstos na AWS D1.1/D1.1M e os procedimentos padrão previstos no ASME BPVC - Section IX não são aceitos pela PETROBRAS.
4.3 Qualificação do Procedimento de Soldagem
4.3.1 Os corpos-de-prova devem ser identificados na peça de teste, antes de sua retirada, e a sua identificação deve ser mantida até a realização dos ensaios.
4.3.2 O limite de resistência à tração do metal depositado deve ser igual ou superior ao limite de resistência à tração mínima especificada para o Metal de Base (MB) na soldagem homogênea. No caso de soldagem dissimilar, o limite de resistência à tração do metal depositado deve ser igual ou superior ao limite de resistência à tração mínima especificada para o MB de menor resistência. Caso a norma de projeto tenha requisitos mais restritivos que os apresentados, os requisitos da norma de projeto devem prevalecer.
4.3.3 No ensaio de dobramento, as zonas fundidas e afetadas termicamente das juntas soldadas devem estar contidas na porção dobrada do corpo-de-prova e apresentar deformação plástica.
4.3.4 Os corpos-de-prova de ensaios mecânicos devem ser submetidos à inspeção visual dimensional antes da realização dos ensaios.
NOTA As tolerâncias dimensionais e o grau de acabamento dos corpos-de-prova do ensaio de impacto devem estar de acordo com a ASTM A370. A inspeção do entalhe do corpo-de-prova de impacto deve ser feita em projetor de perfis.
4.3.5 Quando requerido ensaios de impacto em soldas heterogêneas e juntas dissimilares estes ensaios devem ser realizados nas zonas de composição química diferentes, como Zona Termicamente Afetada (ZTA) e zona fundida exceto na ZTA não exigida pelo código.
4.3.6 Quando a norma de projeto, fabricação ou montagem requerer o ensaio de dureza, na qualificação do procedimento de soldagem deve ser adotado o Anexo B desta Norma na zona fundida, zona termicamente afetada e no MB, devendo seus resultados ser compatíveis com a norma de referência.
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4.3.7 O método de aplicação e a marca comercial do verniz protetor do chanfro devem ser avaliados na qualificação do procedimento de soldagem quando não prevista a sua remoção antes da soldagem.
4.3.8 Na soldagem de chapa cladeada e quando o procedimento de soldagem previr a remoção do material do “clad”, o método utilizado não deve deixar resíduos do “clad” que contaminem o MS.
4.3.9 Para vaso de pressão e outros equipamentos com requisitos de tenacidade, na fase de qualificação do procedimento de soldagem, os corpos-de-prova a serem submetidos aos ensaios mecânicos, devem ser submetidos a TTAT que simulem todos os TTAT efetuados nas fases de fabricação e montagem e mais um extra prevendo um futuro reparo do equipamento.
4.3.10 No TTAT da peça de teste de qualificação de procedimento deve ser observado o disposto no 4.13.
4.3.11 Os consumíveis de soldagem devem ser certificados conforme o 4.7.1. No caso da exigência de consumíveis de soldagem qualificados pela PETROBRAS N-1859 a marca comercial do consumível não constitui variável essencial nos procedimentos qualificados, a não ser que a marca comercial seja uma variável essencial requerida pelo código de projeto.
4.3.12 Com relação à condição de fornecimento (rota de fabricação):
a) em fabricação ou montagem empregando materiais fornecidos na condição de temperado e revenido, que tenham limite de escoamento mínimo especificado igual ou superior a 390 MPa e requisito de tenacidade, a qualificação do procedimento de soldagem deve ser realizada com material da mesma condição de fornecimento;
NOTA Para aços Cromo-Molibdênio, a qualificação do procedimento de soldagem com material da mesma condição de fornecimento se aplica independentemente do limite de escoamento.
b) materiais fornecidos na condição de tratamento termo mecânico não qualificam materiais fornecidos em outra condição de fornecimento, exceto se o carbono equivalente do material fornecido na condição de tratamento termo mecânico for igual ou superior ao carbono equivalente do material a ser coberto pela qualificação; c) quando os materiais a serem empregados forem fornecidos na condição de tratamento termo mecânico e o procedimento de soldagem exigir o tratamento térmico de alivio de tensões, a qualificação do procedimento de soldagem deve ser realizada com material da mesma condição de fornecimento; d) para ampliação de instalações já existentes, manutenção, ou reabilitação de dutos, os materiais empregados devem ter seu certificado de qualidade emitido pelo fabricante contendo propriedades mecânicas e composição química. Em serviços de manutenção, na eventual ausência do certificado de qualidade do fabricante, devem ser realizados, com acompanhamento da PETROBRAS, ensaios mecânicos e análise química para enquadramento na norma de projeto Nesses casos, também a dureza deve ser medida.
4.3.13 A qualificação de procedimento de soldagem e respectivos testes para juntas soldadas tubo e espelho devem estar em conformidade com a norma de projeto e ao API RP 582.
