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Ensaios Não Destrutivos e a otimização de processos

Ensaios Não Destrutivos e a otimização de processos de fabrico

Os Ensaios não Destrutivos ou END são um conjunto de métodos e técnicas, baseados em princípios físicos e químicos, que permitem avaliar superficial e volumetricamente a aptidão ao uso de produtos, independentemente da fase em que se encontram, sem afetar a sua utilidade futura.

A sua importância resume-se a:

  1. Garantir a integridade e fiabilidade do produto;
  2. Prevenir acidentes e salvar vidas;
  3. Garantir a satisfação do cliente e manter a reputação do fabricante;
  4. Auxiliar na conceção de produto;
  5. Disponibilizar informações para otimizar e controlar processos de fabrico e uniformizar nível de qualidade;
  6. Reduzir custos de fabrico;
  7. Assegurar a disponibilidade operacional.

Um dos campos de aplicação de maior visibilidade é como ferramenta de apoio à soldadura, uma das disciplinas da Metalomecânica com grandes tradições em Portugal e um produto, que até há bem pouco tempo, apresentava um binómio qualidade/ preço muito apreciado pelos principais players do mercado. A emergência de alternativas mais acessíveis obriga a adoção de estratégias para adequar a oferta à procura.
Um dos caminhos passa por aumentar a produtividade, o que irá antecipar datas chave e a reduzir custos de fabrico, cumprindo os requisitos de qualidade estabelecidos contratualmente. A otimização de metodologias de trabalho, bem como a aposta no treino e na formação profissional, e consequente qualificação e certificação de pessoas é uma das formas de atingir esse objetivo.
A atividade elementar dos END é garantir que o produto cumpre o nível de qualidade contratado, permitindo a identificação, dimensionamento e localização de descontinuidades em soldaduras, que após comparação com um critério de aceitação podem ou não ser consideradas como um defeito. Este último é inaceitável e exige correção. Cada descontinuidade encontra-se relacionada com determinadas condições operacionais que podem ser aperfeiçoadas. Esta informação é de valor acrescentado para a engenharia de soldadura, e como tal é necessária uma relação de confiança entre as partes envolvidas.
O papel do técnico END é produzir informação clara e fiável de modo a ser processada corretamente e, se necessário, originar ações corretivas e/ou preventivas no processo de fabrico. Esta capacidade deve-se à conjugação das seguintes caraterísticas:

  1. Interesse, aptidão e conhecimento específico,
  2. Capacidade de tomar decisões mantendo a imparcialidade,
  3. Comunicação,
  4. Treino e formação profissional,
  5. Experiência,
  6. Qualificação e certificação profissional.

As três primeiras são intrínsecas do indivíduo, o mesmo não sucede com as restantes. Um bom programa de treino e formação profissional, combinado com experiência adequada e complementado por uma certificação técnica é uma forma de atingir a excelência na área. A RELACRE é acreditada de acordo com o referencial normativo NP EN ISO/IEC 17024 como Organismo de Certificação de Pessoas na área dos END, albergando também o FSEND – Fórum Setorial de END.
Os soldadores e os procedimentos de soldadura deverão estar certificados e qualificados, respetivamente. O fator humano mais visível na soldadura é o soldador e é também a fonte de informação inicial da engenharia de soldadura. O processo de treino e formação profissional, e a consequente certificação é semelhante aos END, podendo existir a necessidade ou não de demonstrar conhecimentos teóricos.

CASE STUDY
A Boccard é uma empresa multinacional familiar cuja ligação à metalomecânica é rastreável a 1918, ano da sua fundação. Acompanhou a evolução do sector em França, estabelecendo-se como uma referência de excelência. Como parte do seu processo de internacionalização, em 1992, apostou em Portugal para a abertura de um atelier especializado em pré-fabrico de tubagem. Atualmente, com uma área oficinal coberta superior a 11 000 m2 e uma capacidade instalada de 35 000 WU/ano, a Boccard Portugal (BPT) é uma referência de mercado em estruturas modulares e tubagem, sendo certificada e qualificada pelos referenciais normativos e códigos de construção mais relevantes do setor.

Logo QUALEND
Logo FSEND
Logo Boccard

A necessidade de aumentar a produtividade, levou Nuno Gil, Diretor-Geral da BPT, a introduzir o Processo 135 Sinérgico Pulsado. É um processo de soldadura por arco elétrico no qual se utiliza um fio elétrodo consumível de alimentação contínua, na extremidade do qual se estabelece o arco elétrico sob uma proteção gasosa ativa ou inerte que passa através da tocha. Permite uma elevada densidade de corrente devido ao pequeno diâmetro do fio elétrodo consumível proporcionando uma elevada taxa de fusão. A transferência do metal de adição pode ocorrer através de curto-circuito, spray, globular ou pulsado.

O controlo sinérgico define automaticamente os parâmetros de soldadura, servindo um deles como comando, de acordo com o tipo de material, espessura e metal de adição utilizado. Este comando é a velocidade de alimentação do fio elétrodo e a sua variação provoca o ajuste automático dos restantes parâmetros permitindo a obtenção de uma soldadura de qualidade homogénea.

imagem de soldura - controlo sinérgico

O método de trabalho adotado é:

  1. Para compensar diferenças de espessura, ovalizações e desalinhamentos, o passe de raiz é realizado manualmente. O tubo é colocado num torno a rodar com velocidade constante, com a posição de soldadura a permanecer regular durante o processo.
  2. Nos restantes passes de soldadura, a tocha é colocada num jig que fixa a sua posição em relação à soldadura, com o tubo a rodar a velocidade constante. O passe de raiz funciona como suporte, permitindo a utilização de parâmetros mais elevados aumentando da produtividade do processo.
  3. A conjugação entre o controlo sinérgico e o método de trabalho, reduz a influência do fator humano e garante o aumento de produtividade e uniformidade na qualidade de soldadura.

A BPT encontra-se em fase de otimização do processo, realizando ajustes com base na informação obtida com os END, especificamente da Radiografia Industrial (RT), com o apoio da QualEnd, seu parceiro desde 2007.
Criada em 2004, a QualEnd dedicou-se inicialmente à realização de END, estabelecendo-se como o parceiro de confiança em Portugal. Em 2006 acreditou-se como Laboratório de END de acordo com a NP EN ISO/IEC 17025, e em 2011, como Organismo de Certificação de Pessoas na área da Soldadura cumprindo os requisitos normativos da NP EN ISO/IEC 17024.
RT é um método END que recorre a radiação ionizante penetrante (raios-X, raios γ, entre outros) para obter imagens bi ou tridimensionais da totalidade do volume de um produto com o objetivo de detetar, localizar, dimensionar, e avaliar as possíveis descontinuidades presentes.
Até ao momento foram soldados 50 provetes, dos quais 12 continham defeitos, isto é, 24% das soldaduras teriam de ser corrigidas. Contudo, esta percentagem resume-se a 3% da totalidade do comprimento linear soldado. A sua distribuição é a seguinte:

  • Falta de Fusão (401): 41,67%.
    Ausência de ligação por fusão entre passes ou entre passes e o metal base. São pontos de concentração de tensões muito severos, podendo facilitar a ocorrência de fissuração, para além de reduzir a secção efetiva da soldadura para resistir a esforços mecânicos.
  • Inclusão de óxidos (303): 16,66%.
    Partículas de óxido aprisionadas entre passes ou entre passes e o metal base. Podem, também, agir como pontos de concentração de tensão favorecendo a ocorrência de fissuração.
  • Porosidade diversa (2011/2013/2015/2016): 41,67%.
    Resultado do aprisionamento de gases durante o processo de solidificação da soldadura.

A otimização de um processo de trabalho passa pela procura do equilíbrio entre as variáveis que o influenciam, e a soldadura não é diferente. Dentro desta filosofia, o trabalho da BPT irá continuar até os objetivos traçados serem atingidos.


AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer a disponibilidade demonstrada e a colaboração da Boccard Portugal para a realização deste artigo, nomeadamente o Diretor-Geral, Nuno Gil, o Diretor da Qualidade Jorge Pereira, o Diretor de Produção, Pedro Ferreira e o Responsável de Oficina, Hugo Machado.

Vasco Ferreira
QUALEND/FSEND-RELACRE

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