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PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDA Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 1 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010, API 1104 Ed.2010 e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 CONTROLE DE REVISÕES Revisão Item Data Descrição 0 ----- 27/10/13 Emissão inicial SUMÁRIO 1 OBJETIVO 2 NORMAS DE REFERÊNCIA 3 MATERIAL A SER INSPECIONADO 4 DETALHES DIMENSIONAIS DAS JUNTAS 5 TIPO DE APARELHO, FABRICANTE E MODELO 6 PESSOAL 7 TIPO, DIMENSÕES, ÂNGULOS, E FREQUÊNCIA DOS CABEÇOTES 8 TÉCNICAS A SEREM UTILIZADAS 9 MÉTODO E PERIODICIDADE DE CALIBRAÇÃO DA APARELHAGEM 10 MÉTODO DE CALIBRAÇÃO 11 AJUSTE DA SENSIBILIDADE DO APARELHO 12 CONDIÇÃO SUPERFICIAL E TÉCNICA DE PREPARAÇÃO 13 ACOPLANTE 14 TÉCNICA DE VARREDURA 15 MÉTODO PARA DETERMINAR INDICAÇÕES NÃO RELEVANTES DEVIDAS À GEOMETRIA 16 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE DESCONTINUIDADES 17 CRITÉRIO DE REGISTRO E DE ACEITACAO DE DESCONTINUIDADES 18 SISTEMÁTICA DE REGISTRO DE RESULTADO 19 FORMULÁRIOS PARA RELATÓRIO DE REGISTRO DE RESULTADOS 20 LIMPEZA FINAL 21 REQUISITOS AMBIENTAIS E DE SEGURANÇA ANEXOS PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 2 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 01 – OBJETIVO Este procedimento estabelece as condições para a execução do ensaio por ultrassom em soldas de caldeiras, vasos de pressão, equipamentos e tubulações. 02 – NORMAS DE REFERÊNCIA - ASME, Seção V, Edição 2010; - ASME, Seção VIII, Divisões 1 e 2, Edição 2010 - ASME B 31.3, Edição 2010- Process Piping; - ASME B 31.4, Edição 2010- Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids; - Código ASME B 31.8, Edição 2010- Gas Transmission and Distribution Piping Systems; - API Standard 1104- Welding of Pipelines and Related Facilities- 2010; - API Standard 650- Welded Steel Tanks for Oil Storage - 2013; - Petrobrás N-1594 Rev. G: Ensaio Não-Destrutivo- Ultrassom; - Petrobras N-115 Rev. G: Fabricação e Montagem de Tubulações Metálicas - ABENDE NA-001 Rev. 13: Norma ABENDE nº 1 - Qualificação e Certificação de Pessoal em Ensaios Não Destrutivos; - BSI BS EN 12223, Edição 2000: Nondestructive Testing– Ultrasonic Examination– Specification for Calibration Block No. 1; - BSI BS EN 12668-2, Edição 2001: Nondestructive Testing– Characterization and Verification of Ultra-Sonic Examination Equipment– Part. 2: Probes; - BSI BS EN 12668-3, Edição 2000: Nondestructive Testing– Characterization and Verification of Ultrasonic Examination Equipment– Part. 3: Combined Equipment; - BSI BS EN 27963, Edição 1992: Calibration Block No. 2 for Ultrasonic Examination of Welds; 03 – MATERIAL A SER INSPECIONADO - Material: Aço carbono e aço de baixa liga dentro da faixa de P-nºs 1, 3, 4 e 5 (somatório dos elementos de liga de até 6 %); - Espessura: 4,8 a 50 mm; - Diâmetro: ≥ 50,8 mm. Obs.: Para soldas de boca de lobo o diâmetro mínimo da derivação é de 152,4 mm (6 “). 04 – DETALHES DIMENSIONAIS DAS JUNTAS Para cada caso especifico, devem ser definidas as dimensões indicadas nas figuras abaixo: PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 3 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 1: juntas de topo PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 4 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 E A N E (mm) A (mm) 3,0 3,0 (mm)N 2,5 1,5 22,0 7,5 e 22,0 37,5° 37,5° Figura 1A: Juntas de ângulo PROCEDIMENTO DE Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 1B: Boca de lobo penetrante Figura 1C: Boca de lobo sobreposta PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 1B: Boca de lobo penetrante Figura 1C: Boca de lobo sobreposta Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 5 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e PROCEDIMENTO DE Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 1D: Junta tubular (Nó) 05 – PESSOAL Para a aplicação do ensaio por o inspetor deve estar qualificado e certificado pelo Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoal em Ensaios Não Destrutivos (SNQC/END), nos níveis e subníveis do ensaio por ultrassom, conforme definido pela norma ABEND TC-1A, conforme definido pelo cliente 6 – TIPO DE APARELHO, FABRICANTE E MODELO Abaixo os aparelhos que podem ser utilizados: FABRICANTE GE Krautkramer OLYMPUS PANAMETRICS SONATEST STARMANS MODSONIC NEWSONIC Nota: Demais versões destes aparelhos estão aprovadas para utilização. 07 - TIPO, DIMENSÕES, ÂNGULOS E FREQUÊNCIA DOS CABEÇOTES Devem ser utilizados cabeçotes conforme a tabela 2 abaixo. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Para a aplicação do ensaio por ultrassom, segundo os requisitos estabelecidos neste procedimento, o inspetor deve estar qualificado e certificado pelo Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoal em Ensaios Não Destrutivos (SNQC/END), nos níveis e subníveis do ensaio por ltrassom, conforme definido pela norma ABENDI NA-001, ou de acordo com a norma ASNT SNT 1A, conforme definido pelo cliente. TIPO DE APARELHO, FABRICANTE E MODELO Abaixo os aparelhos que podem ser utilizados: Tabela 1: Relação de aparelhos MODELO USM 2; USK 6; USK 7; USN 50; USN 60; USN 52; USN 58; USN 60; USM 20; USM 25; USM 35 e USM GO EPOCH - II / III / IV / LT / LTC / XT/ 600 SITESCAN 120 / 130 / 140 / 240 DIO - 562 / 565 EINSTEIN - II TFT MACH – I Demais versões destes aparelhos estão aprovadas para utilização. DIMENSÕES, ÂNGULOS E FREQUÊNCIA DOS CABEÇOTES Devem ser utilizados cabeçotes conforme a tabela 2 abaixo. Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 6 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e ultrassom, segundo os requisitos estabelecidos neste procedimento, o inspetor deve estar qualificado e certificado pelo Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoal em Ensaios Não Destrutivos (SNQC/END), nos níveis e subníveis do ensaio por ou de acordo com a norma ASNT SNT- TIPO PULSO-ECO PULSO-ECO PULSO-ECO PULSO-ECOPULSO-ECO PULSO-ECO Demais versões destes aparelhos estão aprovadas para utilização. DIMENSÕES, ÂNGULOS E FREQUÊNCIA DOS CABEÇOTES PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 7 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Os cabeçotes não devem produzir “grama” excessiva, de modo a permitir a fácil identificação de um eco com altura de 10% da altura total da tela na sua área de utilização. O ângulo do cabeçote deve ser escolhido observando os seguintes requisitos: - Deve ser compatível com o detalhe dimensional da solda; - Deve ser compatível com o tipo de descontinuidade a ser detectada; Recomendam-se os seguintes ângulos: - 60º e 70º para espessuras até 15 mm, - 60º e 70º ou 45º e 60º para espessuras entre 15 mm e 25 mm, - 45º e 60º ou 45º e 70º para espessuras entre 25 mm e 40 mm, - 45º e 60º para espessuras acima de 40 mm. Tabela 2: Relação de cabeçotes Nota: Quando os cabeçotes angulares forem utilizados na inspeção de soldas longitudinais de tubulações ou de equipamentos que tenham raio de curvatura inferior a 250 mm, as sapatas dos mesmos devem ser ajustadas a superfície. 08 – TÉCNICAS A SEREM UTILIZADAS Devem ser utilizadas as técnicas por contato e de ondas longitudinais para cabeçotes normal/ duplo cristal e por contato e de ondas transversais para cabeçotes angulares. 09 - MÉTODO E PERIODICIDADE DE CALIBRAÇÃO DA APARELHAGEM 9.1- Blocos Padrão e de Referência Integridade, rugosidade superficial e dimensões dos mesmos devem estar de acordo com as normas específicas para cada bloco. Esses blocos devem ser calibrados a cada 24 meses através de padrões rastreáveis a Rede Brasileira de Calibração (RBC). 9.2- Aparelhos e Cabeçotes As calibrações dos mesmos, bem como os métodos (designados neste procedimento por I.1 a I.7), tolerâncias e periodicidades devem estar de acordo com a tabela 3 abaixo: MODELO DIMENSÕES (mm) FREQUÊNCIA (MHz) TIPO ÂNGULO FAIXA DE ESPESSURA (mm) MARCA MB4-SN ø 10 4 normal 0 25 à 50 Krautkramer (GE) MSEB-4 3,5 x 10 4 duplo cristal - 4,8 à 50 SEB - 4 6 x 20 4 duplo cristal - 8 à 50 MWB- 45/60/70-4 8x9 4 angular 45/60/70 4,8 à 50 MSQ-C5 c/ sapatas KBA ø 6,3 5 angular 45/60/70 5,0 a 15,0 PF4R ø 10 4 normal 0 25 à 50 Panametrics (Olympus) DL4R 3,5 x 10 4 duplo cristal - 4,8 à 50 AM4R- 45/60/70 8x9 4 angular 45/60/70 4,8 à 50 PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 8 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Tabela 3: Calibração da aparelhagem Itens a serem calibrados Método Tolerância Periodicidade mínima (Nota 3) Aparelho Linearidade Horizontal (I.1) (I.1) Semanal Linearidade Vertical (I.2) (I.2) Diária Linearidade da Altura da Tela (I.2.1) (I.2.1) Diária Cabeçotes Ponto de Saída do Feixe Sônico (índex) (I.3) (I.3) Diária Ângulo Real do Cabeçote (I.4) (I.4) Diária Alinhamento do Feixe Sônico (I.5) (I.5) Mensal Conjunto Aparelho/ Cabos/ Cabeçotes Estado Físico e Aspecto Externo (I.7) (I.7) Diária Sensibilidade e Relação Sinal/ Ruído Semanal Duração de Pulso Semanal Resolução (I.6) (I.6) Mensal Notas: 1- Não é permitida a utilização de aparelhos que excedam à tolerância; 2- Não é requisitada a calibração do perfil do feixe sônico, pois este procedimento não contempla o dimensionamento da altura das descontinuidades; 3- A periodicidade especificada é estabelecida para condições normais de trabalho. Essa periodicidade pode ser alterada em função da freqüência de utilização, rugosidade superficial e características dos equipamentos. 4- qualquer reparo ou manutenção na aparelhagem implica na necessidade de nova calibração, independente da periodicidade estabelecida; 5- as calibrações indicadas na tabela acima devem ser registradas apropriadamente e devem estar disponíveis para apreciação do Cliente. 9.2.1- Métodos I.1- Verificação da linearidade horizontal do aparelho Esta verificação deve ser efetuada utilizando-se um Bloco de Calibração Padrão, como por exemplo, o Bloco V1 ou V2 e um cabeçote normal. A linearidade deve ser verificada numa faixa de escala ao menos igual à que deve ser utilizada nos ensaios subseqüentes. Se os ensaios forem realizados com cabeçote angular (ondas transversais), a verificação da linearidade horizontal deve ser feita numa escala duas vezes maior que o percurso sônico total, levando-se em consideração a diferença de velocidades das ondas longitudinal e transversal; - Coloque o cabeçote normal sobre o Bloco Padrão na posição em que o décimo eco de fundo corresponda a uma faixa maior ou igual àquela em que se quer verificar a linearidade. - Ajuste os controles do equipamento de maneira que o primeiro eco de fundo coincida com a 5ª divisão menor da escala (escala de 50 divisões) e o último com a 50ª divisão da escala; - Posicione cada um dos ecos de fundo, um a um, a uma altura de 80 % da altura da tela. O lado esquerdo de cada eco deve corresponder a uma divisão da escala múltipla de cinco; - Registre qualquer desvio, expressando-o em termos de porcentagem da escala total. A tolerância na linearidade horizontal do equipamento permitida é de ± 2 % do fundo de escala. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 9 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 I.2- Verificação da linearidade vertical (ou controle da linearidade da amplitude) Essa é uma verificação combinada de duas características que afetam a linearidade vertical (ou linearidade do ganho) do equipamento: a linearidade do amplificador e a precisão do controle calibrado. Qualquer Bloco Padrão de Calibração pode ser utilizado em conjunto com o cabeçote que será empregado no ensaio subseqüente. A linearidade deve ser verificada com os controles do equipamento (freqüência, pulso de energia, etc.) posicionados como estará no ensaio subseqüente; - Posicione o cabeçote no Bloco de Calibração de forma a obter uma indicação de um pequeno refletor (Ex., o furo de diâmetro de 1,5 mm do Bloco v1), figura 2, - Ajuste o ganho para colocar esse sinal a 80 % da altura da tela do aparelho e anote o valor do controle de ganho. - Aumente o ganho em 2 dB. O sinal deve subir a cerca de 100 % da altura da tela. Coloque o ganho no valor original (80 %) e, depois, reduza-o em 6 dB. O sinal deve cair a cerca de 40% da altura da tela. - Reduza desse ponto, o ganho em mais 12 dB. O sinal deve cair ao redor de 10 % da altura da tela. - Reduza, desse ponto, o ganho em mais 6 dB. O sinal deve cair a cerca de 5 % da altura da tela. Os valores encontrados não devem estar fora dos valores mostrados na tabela 4. Figura 2: Verificação da linearidade vertical Tabela 4: Limites aceitáveis de valores da linearidade vertical Ganho (dB) Altura esperada (% da tela) Limites +2 100 não menos que 90% 0 80 --------------------------- -6 40 37% a 43% -12 20 17% a 23% -18 10 8% a 12% -24 5 visível e abaixo de 8% PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 10 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171I.2.1- Verificação da linearidade da Altura da Tela - Posicione um cabeçote de feixe angular sobre um bloco de calibração, como mostrado na Figura 3 abaixo, de modo que as indicações a partir dos furos que se encontram a ½ e ¾ de “T” dêem uma relação de 2:1 entre as amplitudes das duas indicações. - Ajuste a sensibilidade (ganho) de modo que a maior indicação seja ajustada em 80 % da altura total da tela. - Sem mover o cabeçote, ajuste a sensibilidade (ganho) para ajustar sucessivamente as maiores indicações a partir de 100 % até 20 % da altura total da tela, em incrementos de 10 % (ou 2 dB de variação se um controle fino não estiver disponível) e leia a menor indicação para cada ajuste. - A leitura deve ser de 50 % da maior amplitude, dentro de 5 % da altura total da tela. - Os ajustes e leituras devem ser estimados o mais próximo de 1 % da altura total da tela. Alternativamente, um cabeçote com feixe normal pode ser utilizado sobre qualquer bloco de calibração que forneça diferenças de amplitudes com suficiente separação de sinal para prevenir a sobreposição dos dois sinais. Figura 3: Verificação da linearidade da altura da tela I.3- Verificação do ponto de saída do feixe sônico Deve ser efetuada através do posicionamento de um cabeçote angular, no lado apropriado do Bloco V1, movendo o mesmo para trás e para frente até maximizar o sinal, tomando-se o cuidado de mover o cabeçote paralelo às laterais do bloco; Quando o sinal estiver no máximo, a marca do cabeçote deve corresponder à linha marcada no bloco que determina o centro geométrico do quadrante. Este ponto deve ser marcado no cabeçote; Se a posição verificada difere da marca existente por mais de 1,0 mm, a nova posição deve ser marcada nas laterais dos cabeçotes; Recomenda-se que o desvio da saída do feixe sônico seja até no máximo de ± 1,0 mm, inclusive. Quando for maior que ± 1,0 mm, recomenda-se que a sapata seja lixada ou substituída; A freqüência de verificações depende do índice de desgaste e da rugosidade da superfície a ser ensaiada. Quando o cabeçote está em uso contínuo, é recomendado que a verificação seja executada em pequenos intervalos de hora. No entanto, ao menos uma verificação diária é necessária. I.4- Verificação do ângulo real do cabeçote Deve ser verificado através do posicionamento de um cabeçote angular no lado apropriado do Bloco V1; O Bloco V1 contém marcas referentes aos ângulos em relação ao refletor de 50 mm de diâmetro. As marcações de referência possibilitam o meio mais rápido para a verificação do ângulo. Para receber o sinal refletido do furo transversal de 50 mm de diâmetro, mova o cabeçote para trás e para frente até maximizar o sinal do furo. Quando o mesmo estiver maximizado, verifica-se onde coincide o ponto de saída do feixe com a marcação existente no Bloco Padrão. Os ângulos dos cabeçotes utilizados serão considerados aceitáveis, desde que se situem em ± 2º do valor nominal. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 11 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 I.5- Alinhamento do feixe sônico Para verificar o desalinhamento do feixe de um cabeçote angular, é utilizado o Bloco V1, um transferidor com raio de pelo menos, 75 mm e uma escala (se possível magnética); O cabeçote é posicionado de forma que o eco da aresta do bloco seja maximizado com movimentos de vai-vem e girando o cabeçote; Com o eco maximizado, uma escala é colocada contra o cabeçote e essa posição é demarcada com uma linha de referência ao longo da escala; Posiciona-se o transferidor na borda do bloco de forma que faça um ângulo reto; O ângulo formado entre a linha de referência ao longo da escala e a linha de referência do transferidor é o desvio angular; A tolerância no desvio do desalinhamento do feixe angular é de 2º máximo. I.6- Resolução Posicionar o cabeçote sobre o bloco da figura abaixo de modo que o eixo do feixe incida em dois refletores simultaneamente. Os refletores devem ter uma separação em percurso sônico de ao menos 2.¼ comprimentos de onda; Os sinais refletidos devem ser ajustados de forma a igualar as suas amplitudes e de forma que suas alturas sejam, pelo menos, a metade da altura total da tela; A resolução será considerada satisfatória quando os sinais estiverem claramente separados na metade (50 %) ou abaixo da altura dos mesmos (6 dB). 148 5 4 3 2 60 62 65 69 74 Medidas em milímetro Figura 4: Bloco para verificação da resolução Figura 4 A: Verificação da resolução PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 12 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 I.7- Conjunto aparelho/ cabo/ cabeçote a) Estado físico e aspecto externo O conjunto aparelho, cabos e cabeçotes devem ser inspecionados visualmente para detectar avarias físicas ou desgastes que possam influenciar a operação normal do sistema ou sua confiabilidade futura. Em particular, devem ser inspecionadas as faces dos cabeçotes e, no caso de cabeçotes formados por componentes separados, deve ser verificado se os componentes estão montados corretamente. Verificar também a estabilidade dos contatos elétricos. b) Sensibilidade e relação sinal/ ruído O objetivo dessas verificações é fornecer ao inspetor um método simples que permita identificar uma deterioração no desempenho do conjunto aparelho, cabos e cabeçotes. Essas verificações se aplicam à monitoração do desempenho contínuo de uma combinação fixa de aparelhagem que já tenha previamente demonstrado uma operação satisfatória. A relação sinal/ ruído medida deve ser comparada com valores de referência (valores-base) estabelecidos para o tipo de instrumento de ultrassom e cabeçote. O método para verificação da sensibilidade é simples e não deve ser utilizado para definir a sensibilidade a ser usada durante o ensaio, a qual deve ser obtida de acordo com os requisitos das normas e especificações aplicáveis. O furo de 1,5 mm do Bloco V1 é apropriado para efetuar as verificações. A sensibilidade deve ser verificada com os controles relevantes do aparelho de ultrassom (por exemplo: freqüência, pulso, energia, supressão, freqüência de repetição, escala, etc.) posicionados da mesma forma como estavam posicionados na ocasião da obtenção dos valores base. Da mesma forma, o tipo e comprimento do cabo devem ser o mesmo. As mesmas configurações deverão ser usadas no ensaio subseqüente. b1- Método Colocar o cabeçote sobre o bloco V1 e ajustar sua posição para maximizar o sinal do furo transversal do bloco; Ajustar o controle de ganho para posicionar esse sinal a 20 % da altura da tela e anote o valor do ganho. Remova o cabeçote da superfície do bloco e limpe-o, deixando-o seco e sem acoplante. Coloque o cabeçote sobre a lateral do bloco. Aumente o ganho até que o ruído do sistema atinja 20 % da altura da tela e anote o novo valor de ganho; O primeiro valor anotado de ganho fornece uma verificação da sensibilidade do conjunto cabeçote/ aparelho/ cabo e a diferença entre os dois valores de ganho anotados fornece o valor do sinal- ruído. Em cada caso, verifique esses parâmetros na faixa particular selecionada para medição dos valores-base. b2- Tolerância A sensibilidade e a relação sinal-ruído devem estar dentro de 6 dB dos valores base para esse tipo de cabeçote e aparelhos usados. c- Duração do pulso Essa verificação mede o efeito sobre o sinal apresentado da forma do pulso e dos circuitos do equipamento associados. O valor da duração do pulsomedido é comparado com valores-base (Nota 4) estabelecidos para o tipo de aparelho de ultrassom e cabeçote utilizados. A verificação da duração do pulso requer somente que se coloque na tela do aparelho (para uma escala definida) o eco proveniente do raio do Bloco V1 ou V2 para cabeçote angulares ou um eco de fundo para cabeçote de ondas longitudinais. A verificação deve ser feita com os controles relevantes do equipamento tais como freqüência, energia de pulso, supressão, freqüência de repetição de pulso, escala, etc. na posição utilizada na PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 13 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 medição dos valores-base. O tipo e o comprimento do cabo devem também ser os mesmos. Quando praticável, as mesmas configurações devem ser utilizadas nos ensaios subseqüentes. c1- Método Ajustar a amplitude do sinal refletido para 100 % da altura da tela e efetuar a medição da largura do sinal em milímetros a 10 % de sua altura; Se desejado, a medição em milímetros pode ser convertida em micro-segundos: c2- Tolerância Comparando-se a duração do pulso medida (t2) com a duração do pulso medida anteriormente (t1- na semana anterior, por exemplo), deve-se ter: E assim sucessivamente, com c3- Freqüência de medição A verificação deve ser feita, ao menos, uma vez por semana para os conjuntos usados naquela semana. Nota: Estabelecimento dos valores-base Inicialmente, devem ser estabelecidos valores-base para a relação sinal ruído e para a duração de pulso usando os métodos descritos nos itens I.7.b e I.7.c. Esses valores podem ser estabelecidos com os mesmos cabeçotes e aparelhos de ultra-som a serem verificados ou para cada combinação de tipo de cabeçote e tipo de aparelho a ser utilizado. Durante a verificação, os controles relevantes do aparelho de ultra-som (faixa de freqüência, energia de pulso, supressão, freqüência de repetição de pulsos, escala, etc.) devem estar nas mesmas posições que estarão durante as verificações posteriores. O bloco utilizado, o tipo e o comprimento de cabo também devem ser iguais. Esses valores devem ser utilizados como valores-base para comparação com os valores medidos nas verificações; 10 – MÉTODO DE CALIBRAÇÃO 10.1- Calibração da distância Cabeçotes angulares: a calibração da distância será efetuada no raio de 100 mm do bloco V1 ou nos raios de 25 mm ou 50 mm do bloco V2. t2 ≤ 1,5 * t1 tn ≤ 1,5 * t1 PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 14 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Cabeçotes normais: a calibração da distância poderá ser efetuada utilizando-se a espessura de 25 mm do bloco V1 ou a espessura do bloco V2 ou, ainda, na peça a ser ensaiada. Cabeçotes duplo cristal: A calibração deverá ser efetuada pelo uso de duas espessuras no mínimo, podendo ser as espessuras dos blocos V1 e V2. 10.2 - Calibração da Sensibilidade A calibração da sensibilidade deve ser efetuada com o uso dos blocos de referência mostrados no anexo 1 pela sistemática descrita a seguir: 10.2.1 Soldas de Equipamentos (bloco plano) a) posicionar o cabeçote de modo a maximizar o eco do furo que proporcione a maior amplitude. b) Ajustar o controle de Ganho de modo a se obter deste furo uma indicação com 80 % da altura da tela. O ganho será chamado de Ganho Primário (GP). Marcar o pico desta indicação na tela. c) Sem alterar o ganho, posicionar o cabeçote sobre os demais furos marcando as respectivas amplitudes na tela. No caso de cabeçote angular efetuar esta operação no percurso do som direto e, quando aplicável, também no percurso indireto. d) Interligar as marcações de modo a se obter a curva de referência primária. e) Traçar curvas de 50 % e 20 % da amplitude da curva de referência, reduzindo-se o ganho em 6 dB e 14 dB em relação ao ganho primário. Figura 5: Traçagem da curva de referência 10.2.2 Soldas de Tubulação 10.2.2.1 Norma API 1104 A calibração da sensibilidade deve ser feita utilizando-se um bloco de referência conforme definido no anexo 1C, de mesmo material, diâmetro e espessura da tubulação a ser ensaiada. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 15 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 10.2.2.2 Norma ASME 10.2.2.2.1 Cabeçote normal ou de duplo cristal - Posicione o eco de fundo do tubo a 80 % da altura da tela e registre este ganho que será denominado ganho primário (GP); - Adicione 12 dB ao ganho primário e execute a varredura sobre a solda na região esmerilhada, este ganho será chamado de ganho de avaliação (GA), e deve ser utilizado para avaliar as indicações de solda. 10.2.2.2.2 Cabeçote angular A calibração da sensibilidade deve ser feita utilizando-se um bloco de referência conforme definido no anexo 1B. A espessura (T) do bloco de referência deve estar dentro de ± 25 % da espessura da tubulação a ser ensaiada, e o diâmetro externo do bloco de referência deve preferencialmente ser o mesmo da superfície da tubulação a ser ensaiada. A tolerância no diâmetro externo de curvatura da superfície a ser inspecionada é de 0,9 a 1,5 vezes o diâmetro do bloco de referência. Exemplo: Um bloco de referência com diâmetro externo de 100 mm pode ser utilizado para se inspecionar tubulações co diâmetro externo de 90 a 150 mm. Quando o diâmetro for maior que 500 mm, pode-se utilizar um bloco plano com entalhes para a traçagem da curva de referência. 10.2.2.3 Construção da curva de referência (ASME / API) A construção das curvas de referência para cabeçotes angulares deve ser feita conforme descrito abaixo, e segundo a figura 5A. a- posicionar o cabeçote de modo a maximizar o eco do entalhe interno do bloco de referência, obtido por incidência direta; b- ajustar o controle de ganho de modo a obter deste entalhe uma indicação com 80 % de altura da tela, marcando o pico desta indicação na tela do aparelho, o ganho obtido deve ser chamado de ganho primário( GP ); c- sem alterar o ganho posicionar o cabeçote de modo a se obter a resposta do entalhe externo, com um percurso correspondente a um pulo, e posteriormente obter a resposta referente ao entalhe interno com um percurso equivalente a 1,5 pulos, marcando-os na tela do aparelho; d- interligar as marcações de modo a se obter a curva de referência primária; e- traçar as curvas de 50 % e 20 % da amplitude da curva de referência primária, reduzindo o controle de ganho em 6 dB e 14 dB em relação ao ganho primário. Nota: No caso da norma ASME, quando a espessura do bloco for maior do que a espessura da tubulação a ser ensaiada, traçar a curva de referência com quatro pontos. Figura 5A: Traçagem da curva de referência PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 16 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Observações: • A calibração de sensibilidade deve incluir o sistema completo de ultrassom (aparelho, cabo e cabeçote) e, deve ser efetuada antes do uso do sistema na faixa de espessura a ser ensaiada. • A calibração de sensibilidade deve ser efetuada na superfíciedo bloco (clad ou não, convexa ou côncava) correspondente à superfície do componente da qual o ensaio será realizado. • O mesmo acoplante a ser usado no ensaio, deve ser usado na calibração. • As mesmas sapatas a serem usadas no ensaio, devem ser usadas na calibração. • Qualquer controle que afete a linearidade do instrumento deve estar na mesma posição para a calibração, para as verificações de calibração, para as verificações de linearidade e para o ensaio. • A diferença de temperatura entre o bloco de calibração e a superfície de ensaio, não deve ser maior que 14º C. • Além da calibração da distância e, da obtenção da curva de correção de amplitude com a distância (Curva DAC), deve ser registrada a amplitude do eco fornecido pelo entalhe superficial do bloco de calibração (ver Anexo 1A) e essa informação deve ser usada na avaliação de descontinuidades localizadas na superfície oposta à de varredura. • A integridade, rugosidade superficial e dimensões dos blocos V1 e V2 devem estar de acordo com as normas BSI BS EN 12223 e BSI BS EN 27963, e a dos blocos de referência devem estar de acordo com o Anexo 1. • Os blocos V1, V2 e os blocos de referência devem possuir certificados de calibração; • A calibração dos blocos V1, V2 e dos blocos de referência devem ser efetuadas a cada 24 meses (máximo). • Na calibração da sensibilidade, quando duas ou mais espessuras compõem a mesma junta soldada, “T” deve corresponder à espessura média da junta. • Se na traçagem da curva de referência (Bloco plano) os últimos pontos ficarem abaixo de 20 % da altura da tela, deve ser construída uma nova curva a partir desses pontos denominada Curva de Referência Auxiliar da seguinte forma: a. Selecionar no bloco de referência o primeiro eco cuja altura seja igual ou inferior a 20 % da altura da tela. b. Elevar este eco até 80 % da altura da tela utilizando-se o controle de ganho (este ganho é chamado de Ganho Auxiliar – GA). PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 17 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 c. Sem alterar o ganho obter os ecos dos furos com percursos maiores marcando suas novas amplitudes na tela. d. Interligar as marcações de modo a obter a Curva de Referência Auxiliar (veja figura 5B). Figura 5B: Traçagem da curva de referência • A calibração deve ser verificada (em pelo menos um dos refletores básicos do bloco de referência ou usando um simulador*) ao fim de cada exame, a cada 4 horas durante o exame, e sempre que houver troca de operador. Os valores registrados de distância e amplitude devem satisfazer os requisitos abaixo: a) Se a leitura da distância do refletor básico tiver se alterado em mais de 10 % ou em mais de 5 % da escala total de distância o que for maior, corrigir a calibração de distância e observar esta correção no relatório de exame. Todas as indicações registradas desde a última calibração válida devem ser re-ensaiadas com a calibração correta e seus valores de distância trocados no relatório de ensaio; b) Se a amplitude da indicação do refletor tiver se alterado em ± 20 % (ou ± 2 dB), uma nova calibração deve ser feita e todo o comprimento de solda ensaiado após a última verificação satisfatória deve ser re-ensaiado. Nota: verificações com um simulador devem ser co-relacionadas com a calibração original no bloco. A precisão da verificação no simulador deve ser confirmada no bloco de calibração no fim de cada período de serviço diário. 11 – AJUSTE DA SENSIBILIDADE DO APARELHO 11.1 - A correção devido à perda por transferência para cabeçotes normais e duplo cristal deve ser feita da seguinte maneira: a - Maximizar um eco de fundo do bloco de referência e com o auxilio do Controle de Ganho, posicioná-lo a 80 % da altura total da tela do aparelho; PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 18 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 b - Com o mesmo ganho, posicionar o cabeçote na peça a ser ensaiada; c - Verificar a diferença na altura dos ecos em dB, sendo essa diferença denominada perda por transferência (PT), que deve ser acrescida ou diminuída do Ganho Primário; d - O ganho resultante é denominado Ganho Corrigido (GC= GP ± PT ou GC= GA ± PT). 11.2 - A correção devido à perda por transferência para cabeçotes angulares deve ser executada da seguinte maneira: a - Com o bloco de referência, traçar a curva mostrada na figura 6 com dois cabeçotes de mesmo ângulo, freqüência, tipo e fabricantes utilizados no ensaio, um como emissor e outro como receptor; b - Os cabeçotes devem ser posicionados conforme a figura 6 de modo a se obter o sinal “E/R1”, sendo o mesmo maximizado e colocado a 80 % da altura total da tela; c - Sem alterar o ganho, os sinais das posições “E/R2” e “E/R3” devem ser marcados na tela; d - Interligar os pontos de “E/R1” a “E/R3”, obtendo-se uma curva sobre a tela; e- Com o mesmo ganho, posicionar os cabeçotes na peça a ser ensaiada (veja figura 6) na posição “E/P1”. Se a altura do eco desse posicionamento for igual à altura da curva da alínea “b”, não são necessárias correções. Havendo diferenças, ajusta-se a altura encontrada no material da peça para a mesma altura da curva da alínea “b” e anota-se o número de decibéis (PT) que devem ser acrescidos ou diminuídos no Ganho Primário; f - O ganho resultante é denominado de Ganho Corrigido (GC= GA ou GP ± PT). Figura 6: Correção devido às perdas por transferências 11.3 – No caso de soldas de tubulação, o ajuste da sensibilidade deve ser realizado da seguinte forma: a - Posicionar dois cabeçotes de mesmo ângulo, freqüência, tipo e fabricante, utilizados no ensaio, um como emissor e outro como receptor, conforme figura 7; b - Maximizar o sinal obtido e ajustar o ganho o sinal fique a 80 % da altura da tela; c - Sem alterar o ganho os cabeçotes serão posicionados na peça a ser ensaiada e verificada a diferença de altura entre este eco com a posição de 80 % da altura da tela; d - Caso ocorra uma diferença, esta deve ser denominada perda por transferência (PT) e deve ser acrescida ou diminuída do ganho primário; PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 19 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 7: Ajuste da sensibilidade para soldas de tubulações Notas: Se a espessura do bloco for diferente da espessura da tubulação construir uma curva ou uma reta para a verificação das perdas por transferência conforme abaixo: a) Posicionar dois cabeçotes de mesmo ângulo, freqüência, tipo e fabricante, utilizados no ensaio, um como emissor e outro como receptor, conforme figura 7A; b) Maximizar o sinal obtido e ajustar o ganho até que o sinal fique a 80 % da altura da tela; marcar este ponto na tela do aparelho; c) Sem alterar o ganho, afastar um dos cabeçotes para obter o sinal equivalente a dois pulos da espessura do bloco, marcar este sinal na tela do aparelho; d) Unir os pontos e estabelecendo uma reta; d) Sem alterar o ganho os cabeçotes serão posicionados na peça a ser ensaiada e verificada a diferença de altura entre este eco com a posição de 80 % da altura da tela; e) Caso ocorra uma diferença, esta deve ser denominada perda por transferência (PT) e deve ser acrescida ou diminuída do ganho primário; Figura 7A:Ajuste da sensibilidade para soldas de tubulações Perda por transferência obtida não pode ser maior que 6 dB. Caso valores maiores sejam obtidos, o bloco deve ser substituído ou a peça deve ser retrabalhada. Para todas as soldas o ganho de varredura deve ser o Ganho Corrigido acrescido de 6 dB. Para a avaliação das descontinuidades, o ganho deve ser o Ganho Corrigido sem o acréscimo de 6 dB (para ensaios realizados de acordo com o ASME) e com o acréscimo de 6 dB (para ensaios realizados de acordo com o API STD 1104). 12 – CONDIÇÃO SUPERFICIAL E TÉCNICA DE PREPARAÇÃO A superfície de contato dos cabeçotes deve estar livre de respingos de solda, óxidos, carepas de laminação ou irregularidades superficiais que possam interferir na movimentação do cabeçote. A limpeza deve ser feita através de escova de aço rotativa ou escova manual e esmerilhamento. Na margem da solda deve haver uma concordância suave entre as superfícies do metal de base e da solda e quando for requerido o acoplamento sobre o cordão de solda, o reforço do mesmo deve ser PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 20 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 totalmente removido, ficando a superfície faceada como a do metal de base. 13 – ACOPLANTE Pode ser utilizado glicerina ou carboxi-metilcelulose. O acoplante, incluindo aditivos, não deve ser prejudicial ao material a ser inspecionado. 14 – TÉCNICA DE VARREDURA 14.1- A varredura deve ser executada com uma sobreposição de 20 % da largura do cristal, no mínimo; 14.2- A velocidade de inspeção não deve ser maior do que 150 mm/s; 14.3- A região do metal de base a ser percorrida pelas ondas do cabeçote angular deve, primeiramente, ser inspecionada com cabeçote normal e ou duplo-cristal para se pesquisar a existência de descontinuidades paralelas à superfície que, caso existam, devem ser registradas e consideradas na realização do ensaio com cabeçotes angulares; 14.4- Para a detecção de descontinuidades paralelas ao cordão de solda, a área percorrida pelo cabeçote angular deve ser suficiente para que seja ensaiada toda a solda e mais 20 mm de metal de base de cada lado da solda, ao longo da seção transversal. O ensaio, sempre que possível, deve ser feito por ambos os lados da solda, na mesma superfície. Deve ser efetuada a marcação física dos limites da área a ser percorrida pelo cabeçote por meio de tinta, lápis, riscador, fita magnética ou outro meio adequado. A varredura transversal deve ser efetuada com a movimentação do cabeçote no sentido transversal à solda, com oscilação orbital do cabeçote (± 15°), conforme figura 8. Figura 8: Oscilação orbital 14.5- A fim de se detectar descontinuidades transversais ao cordão de solda, devem ser utilizados cabeçotes angulares colocados em contato com as superfícies adjacentes à solda, essencialmente paralelos ao eixo da mesma, em sentidos opostos (conforme posições 3, 4, 5 e 6 da figura 9). Como uma alternativa, se a superfície da solda for esmerilhada, o cabeçote deve ser colocado na linha central da junta soldada, com o feixe dirigido ao longo da solda (conforme posições 1 e 2 da figura 9). PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 21 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 9: Varredura para detecção de descontinuidades transversais 14.6- Soldas que não possam ser totalmente ensaiadas segundo duas direções com cabeçote angular (por exemplo: Junta em “T” ou de canto) devem também ser ensaiadas, se possível, com cabeçote normal. Essas áreas de acesso restrito devem ser observadas no relatório de ensaio. 14.7- Juntas de Topo: Para juntas soldadas de topo com espessura até 50 mm, a varredura deve ser executada pela superfície 1, conforme figura 10. Figura 10: Técnica de varredura para junta de topo. 14.8. Juntas de Ângulo: A varredura deve ser executada pelas superfícies 1 e 2 ou 1, 2 e 3, conforme figura 11. A varredura pela superfície 1, deve ser executada com o cabeçote normal ou duplo-cristal e cabeçote angular de 45 °. Para estas juntas deve ser levado em consideração na escolha do cabeçote angular, o ângulo do chanfro entre as partes a serem soldadas, de modo que a incidência do feixe sônico fique o mais perpendicular possível à zona de ligação da solda. Para juntas soldadas com espessura de até 50 mm, deve ser utilizado cabeçote tipo miniatura, e A varredura deve ser realizada pelas superfícies 1 e 2. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 22 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 11: Técnica de varredura para juntas de ângulo 14.9- Conexões Nas conexões sem anel de reforço a varredura deve ser executada pelas superfícies 1 e 3 ou 2 e 3, conforme figura 12. Nas conexões com anel de reforço a varredura deve ser executada pelas superfícies 1, 2 e 3, conforme figura 13. A varredura pela superfície 3 deve ser executada com cabeçote normal ou duplo-cristal, e em espessuras acima de 15 mm, também com cabeçote angular de 45°. A varredura pela superfície 3 deve ser executada apenas em conexões com diâmetro nominal maior ou igual 4" Figura 12: Técnica de varredura para conexões sem anel de reforço. Figura 13: Técnica de varredura para conexões com anel de reforço. PROCEDIMENTO DE Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 14.10- Juntas Tubulares No ensaio de juntas tubulares deve ser utilizado os cabeçotes de 45, 60 e 70°, conforme mostrado na figura 14 abaixo. Figura 14: Técnica de varredura para juntas tubulares. 14.10- Juntas Soldadas em Boca de Lobo 14.10.1 Boca de lobo penetrante A varredura deve ser executada pelas superfícies 1 e 4. A varredura pela superfície 4 deve ser realizada com o cabeçote duplo cristal e em espessuras acima de 15 mm, utilizar também o cabeçote angular de 45°. Se por algum motivo algumas das va ser registrado no relatório e comunicado a fiscalização para determinar a necessidade ou não de ensaio complementar. 4.10.2 Boca de lobo Sobreposta A varredura deve ser executada pelas superfícies 1, 2, 3 e ser realizada com o cabeçote duplo cristal. Se por algum motivo algumas das varreduras não puder ser executada, este fato deve ser registrado no relatório e comunicado a fiscalização para determinar a necessidade ou não de ensaio complementar. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 de juntas tubulares deve ser utilizado os cabeçotes de 45, 60 e 70°, conforme mostrado Figura 14: Técnica de varredura para juntas tubulares. Juntas Soldadas em Boca de Lobo o penetrante A varredura deve ser executada pelas superfícies 1 e 4. A varredura pela superfície 4 deve ser realizada com o cabeçote duplo cristal e em espessuras acima de 15 mm, utilizar também o cabeçote angular de 45°. Se por algum motivoalgumas das varreduras não puder ser executada, este fato deve ser registrado no relatório e comunicado a fiscalização para determinar a necessidade ou não de 4.10.2 Boca de lobo Sobreposta A varredura deve ser executada pelas superfícies 1, 2, 3 e 4. A varredura pelas superfícies 2 e 4 deve ser realizada com o cabeçote duplo cristal. Se por algum motivo algumas das varreduras não puder ser executada, este fato deve ser registrado no relatório e comunicado a fiscalização para determinar a ou não de ensaio complementar. Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 23 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e de juntas tubulares deve ser utilizado os cabeçotes de 45, 60 e 70°, conforme mostrado A varredura deve ser executada pelas superfícies 1 e 4. A varredura pela superfície 4 deve ser realizada com o cabeçote duplo cristal e em espessuras acima de 15 mm, utilizar também o cabeçote rreduras não puder ser executada, este fato deve ser registrado no relatório e comunicado a fiscalização para determinar a necessidade ou não de 4. A varredura pelas superfícies 2 e 4 deve ser realizada com o cabeçote duplo cristal. Se por algum motivo algumas das varreduras não puder ser executada, este fato deve ser registrado no relatório e comunicado a fiscalização para determinar a PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 24 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 15: Esquema de varredura para boca de lobo Observações: 1- No ensaio de soldas de tubulações deve ser executada uma varredura para detecção de descontinuidades longitudinais na raiz da solda que consiste em deslizar lentamente o cabeçote ao longo do cordão de solda, podendo ser utilizado para essa finalidade um dispositivo (posicionamento do cabeçote em relação à raiz) que mantenha fixa a distância do ponto de emissão do feixe sônico ao centro da solda. O cabeçote deve ser posicionado (de preferência com o auxílio do dispositivo) de maneira que a parte central do feixe sônico incida na face da raiz mais próxima do cabeçote (veja figura 16). Quando isso não for possível devido às pequenas espessuras envolvidas e a largura do acabamento da solda interferir no acoplamento do cabeçote, o cabeçote deve ser afastado de forma a provocar uma incidência na raiz da solda com parte do feixe sônico. Esse fato deve ser considerado na avaliação das descontinuidades de raiz, pois haverá um aumento do caminho sônico e provavelmente uma diminuição na amplitude das reflexões. Essa varredura deve ser executada por ambos os lados da solda e com cabeçotes de 70º e 60º. Sempre que for possível, devem ser retirados moldes da seção transversal da junta, permitindo maior facilidade na avaliação das descontinuidades de raiz, de forma a evitar que os ecos provenientes de embicamentos, desalinhamentos, diferenças de espessura e outros prejudiquem a avaliação dessas descontinuidades. Figura 16: Varredura de raiz. 14.11- Juntas soldadas entre tubos e acessórios Nas juntas tubo x acessório, nas regiões onde houver possibilidade de varredura apenas por um PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 25 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 lado da solda, o reforço da mesma deve ser removido nestas regiões, de modo que o cabeçote possa avançar por sobre a solda para inspeção do outro lado do chanfro, por incidência direta. Nota: As situações abaixo se aplica a diâmetros ≥ 2” e espessura ≥ 5 mm. 14.11.1- O ensaio de juntas soldadas entre tubos e curvas deve ser executado com os seguintes requisitos: a) As descontinuidades detectadas na varredura pelo lado interno da curva, localizadas no enchimento da solda, devem ser avaliadas considerando-se o nível de referência de 50 % da curva de referência primária. Descontinuidades detectadas em outras regiões devem ser avaliadas de acordo com o item 17.1. b) Em caso de dúvida na interpretação dos resultados o inspetor deve recomendar o ensaio radiográfico complementar . Figura 17: Varredura entre tubo e curva. 14.11.2- No caso de juntas soldadas entre tubos e flanges a varredura deve ser realizada conforme figura abaixo, e caso tenha acesso ao lado interno, a raiz deve ser esmerilhada e varreduras internas devem ser realizadas para complementar a inspeção Em caso de dúvida na interpretação dos resultados o inspetor deve recomendar o ensaio radiográfico complementar Figura 18: Esquema de varredura entre tubo x flange 14.11.3- No caso de juntas soldadas entre tubos x redução e “T” a varredura deve ser realizada conforme as figura 19 e 20 abaixo, e em caso de dúvida na interpretação dos resultados o inspetor deve recomendar o ensaio radiográfico complementar. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 26 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Figura 19: Esquema de varredura entre tubo x redução Figura 20: Esquema de varredura entre tubo x T 15 – MÉTODO PARA DETERMINAR INDICAÇÕES NÃO RELEVANTES DEVIDAS À GEOMETRIA Indicações determinadas como provenientes de condições superficiais (tais como geometria da raiz da junta) podem ser classificadas como "indicações geométricas". A identidade, máxima amplitude, localização e extensão do refletor provocado pela indicação geométrica devem ser registradas (por exemplo: acessório externo, 200 % DAC, 25 mm acima da linha de centro da solda, na superfície interna, de 90º a 95º). Devem ser seguidas as seguintes etapas para classificar uma indicação como geométrica: a - Interpretar a área contendo o refletor; b - Verificar e transpor as coordenadas do refletor. Preparar um croqui mostrando uma seção transversal da solda, a posição do refletor e as descontinuidades superficiais tais como raiz e reforço de solda; c - Rever desenhos de fabricação e soldagem. Outras técnicas de ultra-som ou outros métodos de END podem ser úteis na determinação da posição real, dimensão e orientação do refletor. 16 – MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE DESCONTINUIDADES O comprimento de descontinuidades registráveis deve ser determinado pelo método da queda dos 6 dB nos extremos das descontinuidades. Sempre que necessário o dimensionamento de altura das descontinuidades, o inspetor de ultrassom deve ser qualificado conforme SNQC/END US-N2-S4.1 ou, alternativamente, a inspeção deve ser feita por ultrassom computadorizado com registro de 100 % do volume da solda. 17 – CRITÉRIO DE REGISTRO E DE ACEITACAO DE DESCONTINUIDADES 17.1- O Registro de Indicações deve ser feito em relação ao nível de referência estabelecido. O seguinte critério de registro deve ser utilizado: PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 27 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 17.1.1- devem ser registradas todas as descontinuidades longitudinais à solda que tiverem refletividade:- Maior que a curva de 50 %; - Maior ou igual que a curva de 20 %, para descontinuidades interpretadas como sendo trincas, falta de fusão ou falta de penetração; - Maior que a curva de 20 % e comprimento superior a 20 mm. 17.1.2- devem ser registradas todas as descontinuidades transversais à solda que tiverem refletividade maior que a curva de 20 %. 17.2- Critérios de Aceitação Os critérios de aceitação devem ser compatíveis com o projeto da peca, equipamento ou tubulação. Para ensaios de acordo com o ASME e API STD 1104, são apresentados abaixo os critérios a serem utilizados. Para Inspeções em Serviço, os critérios de aceitação devem ser definidos pelo departamento técnico responsável da Contratante, os quais devem ser baseados em adequação ao uso (fitness for purpose) e Mecânica da Fratura. Nesse caso, a altura das descontinuidades deve ser determinada com a maior precisão possível. 17.2.1- Apêndice 12 do ASME Seção VIII, Edição 2010 - Toda descontinuidade que produzir uma amplitude maior do que 20% do nível de referência deve ser pesquisada em uma extensão que permita ao inspetor determiná-la, identificá-la e localizá-la, e ser avaliada nos termos dos padrões de aceitação estabelecidos em a), b) e c); - São inaceitáveis, independentemente dos respectivos comprimentos ou amplitudes, as descontinuidades que forem interpretadas como sendo trincas, falta de fusão e falta de penetração; - São inaceitáveis todas as descontinuidades que produzirem amplitude maior do que o nível de referência e os respectivos comprimentos excederem a: a - 6 mm, para “T” até 19 mm; b - 1/3 “T”, para “T” de 19 a 57 mm; c - 19 mm, para “T” acima de 57 mm, onde “T” é a espessura da solda, excluindo-se qualquer reforço - Devem ser registradas em relatório todas as descontinuidades que produzirem amplitude maior do que 50 % do nível de referência, mesmo que as mesmas estejam aprovadas, conforme b) e c). 17.2.2- API STD 1104, Edição 2010 Toda indicação que exceder a curva de 50 % (Curva de Referência Primária), e considerados como sendo originados a partir de uma descontinuidade, devem ser rejeitadas caso quaisquer das condições abaixo sejam satisfeitas: - A indicação é proveniente de uma trinca; - Indicação isolada apresenta uma altura superior a ¼ (25 %) da espessura da parede do tubo; - Múltiplas indicações na mesma localização circunferêncial apresentarem uma dimensão vertical total superior a 50 % da espessura da parede do tubo; - Indicações lineares superficiais (que não sejam trincas) abertas à superfície interna ou externa devem ser reprovadas caso quaisquer das condições abaixo existirem: - O comprimento agregado de indicações lineares superficiais em qualquer 300 mm de comprimento de solda (12 polegadas) exceda 25 mm (1 polegada); - O comprimento agregado de indicações lineares superficiais exceda 8 % do comprimento total da solda; - Indicações lineares internas que não sejam trincas, interpretadas como subsuperficiais dentro da solda e não abertas à superfície interna ou externa devem ser consideradas defeitos caso PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 28 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 quaisquer condições abaixo existirem: - O comprimento agregado de indicações lineares internas em qualquer 300 mm (12 polegadas) contínuos de solda exceda 50 mm (2 polegadas); - O comprimento agregado de indicações lineares internas exceda 8 % do comprimento total da solda; - Indicações provenientes de agrupamento volumétrico devem ser consideradas defeitos caso a maior dimensão do agrupamento volumétrico exceda 13 mm (½ polegada); - Indicações transversais (excluindo trincas) devem ser consideradas volumétricas e avaliadas usando o critério para indicações volumétricas. Nestes casos a letra “T” deve ser usada para designar toda indicação transversal apontada em relatório; - Indicações volumétricas individuais cuja dimensão exceda a 3 mm; - Indicações volumétricas na raiz interpretadas como abertas à superfície interna (por exemplo: perfuração ou concavidade) devem ser consideradas defeitos caso quaisquer das condições abaixo existirem: - A maior dimensão de indicações volumétricas na raiz exceda 6 mm (¼ polegada) ou a espessura nominal da parede, a que for menor; - O comprimento total de indicações volumétricas na raiz exceda 13 mm (½ polegada) em 300 mm (12 polegadas) contínuas de solda. - Qualquer acúmulo de indicações relevantes deve ser considerado um defeito caso quaisquer das condições abaixo existirem: - O comprimento agregado de indicações acima do nível de avaliação exceda 50 mm (2 polegadas) em quaisquer 300 mm (12 polegadas) contínuas de solda; - O comprimento agregado de indicações acima do nível de avaliação exceda 8 % do comprimento da solda. Nota: Antes do inicio dos ensaios em uma obra, para atender ao requisito da norma API STD 1104, o procedimento e o sistema de ultra-som utilizado devem ser demonstrados em soldas de tubos específicos dessa obra. Para isso, devem ser radiografados corpos de prova (ao menos dois por processo de soldagem) que contenham defeitos e descontinuidades aceitáveis (podem ser utilizados corpos-de-prova de qualificação de soldadores), os quais devem ser radiografados e inspecionados por ultrassom. Os resultados dos ensaios por ambos os métodos devem ser comparados e as eventuais divergências encontradas devem ser documentadas. O procedimento e o sistema de ultrassom devem ser liberados para o uso baseados na capacidade de detectar, localizar, dimensionar e caracterizar as descontinuidades dos corpos de prova. Adicionalmente, o procedimento deve determinar com precisão a aceitabilidade da solda de acordo com os critérios estabelecidos neste procedimento. 17.2.3- ASME B31. 3, Edição 2010 - São inaceitáveis todas as descontinuidades que produzirem amplitude maior do que o nível de referência e os respectivos comprimentos excederem a: a - 6 mm, para “T” até 19 mm; b - 1/3 “T”, para “T” de 19 ã 57 mm; c - 19 mm, para “T” acima de 57 mm, onde “T” é a espessura da solda, excluindo-se qualquer reforço. 17.2.4- ASME B 31.4, Edição 2010 e ASME B 31.8, Edição 2010 São adotados os critérios de aceitação da norma API STD 1104 Edição 2010. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 29 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 17.2.5- API 650, Edição 2013 O critério deve ser definido entre o fabricante e comprador do equipamento. 18 – SISTEMÁTICA DE REGISTRO DE RESULTADO Deve ser estabelecido um sistema para registro do ensaio que forneça uma perfeita rastreabilidade das juntas soldadas ensaiadas e dos locais das descontinuidades. 19 – FORMULÁRIOS PARA RELATÓRIO DE REGISTRO DE RESULTADOS 19.1 Deve ser emitido um relatório contendo no mínimo: - logotipo da Ultratest; - identificação numérica; - identificação da peça, equipamento ou tubulação; - material inspecionado indicando o tipo, grau, diâmetro e espessura; - número e revisão deste procedimento; - aparelho utilizado indicando o número de série; - cabeçotes utilizados indicando o ângulo nominal, real e o número de série; - cabo(s) do(s) cabeçote(s) utilizado(s), tipo e comprimento; - ganho primário, perda por transferência e ganho de varredura; - dados de calibração (incluindo refletor(s) de referência, amplitude(s) da indicação e leitor(es) de distância); - Identificação e localização da solda ou volume varrido; - áreas de acesso restrito ou soldas inacessíveis; - acoplante utilizado; - condição superficial; - superfícies onde o ensaio foirealizado; - identificação do bloco de referência utilizado; - registro dos resultados contendo para cada descontinuidade: a) nível de resposta; b) localização em relação a direção longitudinal da solda (distância a partir do ponto zero); c) croqui da localização na seção transversal da solda em escala 1:1, utilizando molde; d) identificação e comprimento da descontinuidade; e) cabeçote utilizado na detecção da descontinuidade; f) superfície de detecção; - norma incluindo edição, revisão e / ou valores de referência para interpretação dos resultados; - laudo indicando aceitação, rejeição ou recomendação de ensaio complementar; - data e tempo em que os ensaios foram executadas; - identificação e assinatura do inspetor responsável; - identificação e assinatura da fiscalização. O formulário para relatório deve ser conforme o apresentado no anexo 2 e 3, podendo ser substituído por outro que atenda ao conteúdo mínimo citado em 19.1. 20 – LIMPEZA FINAL Deve ser executada uma limpeza final sempre que o acoplante utilizado possa interferir com o processo subseqüente da peça ou com as condições de serviço da peça. Essa limpeza pode ser feita utilizando-se água e panos limpos ou solventes apropriados. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 30 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 21 – REQUISITOS AMBIENTAIS E DE SEGURANÇA Devem ser considerados os aspectos e impactos ambientais, riscos e perigos causados pela atividade de inspeção em serviço. Antes do início dos trabalhos de inspeção dentro de instalações da Petrobrás, deve ser obtida uma permissão de trabalho conforme a norma Petrobrás N-2162, onde são definidos os requisitos de segurança para a execução dos trabalhos de inspeção. Em caso de não-conformidade, comunicar ao órgão gestor da seguridade industrial e meio ambiente. Utilizar os EPIs necessários para a execução dos serviços de inspeção conforme a Norma Regulamentadora nº 6 (NR-6). Verificar se os acessos, andaimes e iluminação são suficientes e adequados. Verificar se os trabalhos de manutenção em paralelo não oferecem risco à segurança. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------ PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 31 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 ANEXO 1 – (A) BLOCO DE REFERÊNCIA PARA SOLDAS EM VASOS OU EQUIPAMENTOS (BLOCO NON PIPING- ASME V, ARTIGO 4, EDIÇÃO 2010). 1– os blocos de calibração ou de referência devem ser do mesmo material ou grupo “P” de materiais similares e tratamento térmico da peça a ser ensaiada. Para efeitos do ensaio, são considerados similares os grupos P1, P3, P4 e P5; 2– as dimensões e geometrias dos blocos de referência devem estar de acordo com a figura 21 e tabela 5 abaixo; 3– para ensaiar componentes curvos com diâmetros de curvatura menores ou iguais a 500 mm, os blocos de referência deverão ser curvos dentro de uma tolerância de 0,9 a 1,5. Por exemplo, um bloco com diâmetro de curvatura de 200 mm pode ser utilizado para ensaio de componentes com diâmetro de curvatura entre 180 mm e 300 mm; 4– para blocos curvos, dois conjuntos de refletores (furos ou entalhes) devem ser usados, orientados a 90º um do outro. Alternativamente, dois blocos curvos podem ser utilizados. Figura 21: Bloco de referência Tabela 5: Seleção do bloco de referência Espessura da junta “t” (mm) Espessura do bloco “T” (mm) Diâmetro do furo (mm) Comprimento do bloco (mm) Dimensões do entalhe (mm) ≤ 25 20 ou t 2,5 200 (mínimo) Profundidade: 2 % T > 25 até 50 38 ou t 3,0 250 (mínimo) Largura: 6,4 (máximo) > 50 até 100 75 ou t 5,0 300 (mínimo) Comprimento: 25(mínimo) PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 32 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 Notas: PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 33 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 ANEXO 1 – (B) BLOCO DE REFERÊNCIA PARA TUBULAÇÃO- ASME V, ARTIGO 4, EDIÇÃO 2010 * Os entalhes devem ser localizados a uma distância não menor do que a espessura do bloco (T) ou 25 mm(1”), qual dos dois for maior, entre o entalhe e o canto do bloco ou entre entalhes; Notas Gerais: a) O comprimento mínimo do bloco de calibração (L) deve ser 200 mm(8”) ou 8xT, qual dos dois for maior; b) Para diâmetro externo (OD) de 100 mm(4”) ou menor, o mínimo comprimento do arco deve ser de 270º. Para diâmetro externo (OD) acima de 100 mm(4”), o mínimo comprimento do arco deve ser de 200 mm(8”) ou 3*T, o que for maior; c) A profundidades dos entalhes devem ser de 8 % T mínimo a 11 % de T máximo. A largura dos entalhes devem ser 6 mm(¼”) no máximo; d) A largura máxima do entalhe não é crítica. Entalhes podem ser feitos com eletroerosão ou com retífica até 6 mm(¼”) no diâmetro; e) Os comprimentos dos entalhes devem ser suficientes para possibilitar a calibração com um mínimo de 3 para 1 da relação sinal/ ruído. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 34 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 ANEXO 1 – (C) BLOCO DE REFERÊNCIA PARA SOLDAS EM TUBOS (API STD 1104) DIMENSÕES: T nominal pipe wall thickness espessura nominal da parede do tubo N notch depth= 10% t plus or minus 10% of notch profundidade do entalhe 10 % t maio ou menos A 2 in. (50mm) minimum length 50 mm (2”) comprimento mínimo B 0,125 in. (3,2mm) maximum notch width 3,2 mm (0,125”) largura máxima do entalhe C 11,35 t plus 2 in. (50mm) minimum length 50 mm (2”) comprimento mínimo D 3,1 in. (80mm) minimum width 80 mm (3,1”) largura mínima E 1 in. (25mm) minimum notch length 25 mm (1”) comprimento mínimo do entalhe R1 outside raius of pipe raio externo do tubo R2 radius of inside notch = r1 minus 0,9 t raio do entalhe interno = r1 menos 0,9 t R3 radius of outside notch = r1 minus 0,1 t raio do entalhe externo – r1 menos 01, t Nota: O material do bloco de referência bem como a sua espessura e seu diâmetro devem ser iguais ao material a ser inspecionado. PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 35 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de CarvalhoUSN3 SNQC/END 1171 ANEXO 2: RELATÓRIO DE ULTRASSOM MANUAL PROCEDIMENTO DE ENSAIO ULTRASSOM - SOLDAS Número / Revisão PR 003 / 0 PÁGINA: 36 DE 36 Procedimento qualificado e de acordo com as normas ASME V, Edição 2010; API 1104 Ed. 2010, e Petrobras N 1594 G. Rui Pereira de Carvalho USN3 SNQC/END 1171 ANEXO 3: RELATÓRIO DE ULTRASSOM MANUAL - CROQUI