O que abrange a WPQR segundo a EN ISO 15614-1: cálculo do nível 2
Introduza os dados do provete e a calculadora mostra o que a WPQR abrange: espessuras, diâmetros, posições, energia de soldadura, pré-aquecimento e temperatura entre passes. Calcula-se o nível 2, os domínios conhecidos da ISO 15614-1.
Resposta curta
Um provete não qualifica uma espessura, mas um intervalo à sua volta. Uma soldadura de vários passes num provete de 12 mm cobre 3–24 mm, e um tubo de 114,3 mm cobre tudo a partir de 57 mm. Por isso o provete não se escolhe pelo mais fácil, mas pelo domínio que garante. A calculadora abaixo dá esse domínio para o nível 2 da EN ISO 15614-1.
Nível 1 e nível 2
A edição de 2017 introduziu dois níveis de qualificação. O nível 2 mantém os domínios anteriores da ISO 15614-1: não mudaram e os relatórios existentes continuaram válidos. O nível 1 assenta na ASME IX e exige menos; surgiu para oficinas que trabalham segundo a EN 1090 na classe EXC2 e em estruturas pouco carregadas, onde o programa completo de ensaios custava mais do que o trabalho justificava.
Entre níveis há um sentido: um relatório de nível 2 serve também para trabalhos de nível 1, mas não ao contrário. A calculadora resolve o nível 2; o nível 1 tem tabela própria, tirada de outro código, e uma não substitui a outra.
A cobertura de grupos de materiais segundo a ISO/TR 15608. Essa tabela foi refeita em 2017 mais do que as outras, e a sua matriz «material de base 1 — material de base 2» lê-se de forma ambígua em fontes secundárias; pôr aqui um número plausível seria decidir em vez da recepção. O princípio é exposto abaixo por palavras e um par concreto pertence à própria norma.
Também não se calcula o nível 1: tem domínios próprios e misturá-los com o nível 2 num mesmo documento não é permitido.
Regras que vale a pena reter
Posições. Enquanto não houver exigências de resiliência nem de dureza, uma posição cobre todas — a posição simplesmente não é uma variável essencial, excepto a descendente PG e J-L045, que só um ensaio nessa mesma posição cobre. Assim que se exige resiliência, ficam cobertas as posições com a mesma energia ou menor; com dureza é ao contrário, a mesma ou maior. Se se ensaiaram uma posição de alta e outra de baixa energia, fica coberto tudo o que está no meio.
Energia de soldadura. Com exigência de resiliência é limitada por cima: não mais de +25 % do valor ensaiado. Com exigência de dureza, por baixo: não menos de −25 %. A lógica é simples: o sobreaquecimento estraga a tenacidade e o arrefecimento rápido eleva a dureza.
Grupos de materiais. Nos grupos 1 a 3 os subgrupos não contam: ficam cobertos os aços do mesmo grupo principal com tensão de cedência igual ou inferior. Nos restantes grupos, o mesmo subgrupo, por vezes com os inferiores. Um ensaio em 304, por exemplo, cobre 316, 347 e 321, mas nem 309 nem 310.
De onde vêm os valores
A tabela de espessuras, as regras de posição e a tolerância da energia vêm da análise aberta da EN ISO 15614-1 em gowelding.com; as alterações de 2017 (a linha «provete até 3 mm», pré-aquecimento e entre passes), da análise em weldnote.com; a regra das posições é confirmada por material da TWI e a regra «a chapa qualifica o tubo» pelo wikiweld polaco. As ligações estão no fim da página.
A norma em si não a tenho, e digo-o sem rodeios: os valores são indicativos e a discussão resolve-se pelo seu texto e pelo seu relatório.
Fontes
- gowelding.com — European Welding Standards (PDF)
- weldnote.com — ISO 15614-1 (2017): Changes and Updates
- TWI — Weld Procedure and Welder Qualifications (PDF)
- wikiweld.pl — Zakres kwalifikowania technologii EN ISO 15614-1
Como usar a calculadora passo a passo
- Tipo de soldadura e passes. Escolha topo a topo ou de ângulo e se o provete foi de um passe ou de vários. Na de ângulo, introduza também a garganta a — sem ela o domínio da garganta aparece só como fórmula.
- Espessura e diâmetro do provete. A espessura t é a do material base do provete, não a do cordão. Deixe o diâmetro em 0 se o provete for de chapa.
- Posição e requisitos de ensaio. É o campo principal: sem requisitos de resiliência e dureza o domínio de posições é total (excepto PG e J-L045, descendente); com eles estreita-se através da entrega térmica.
- Material, pré-aquecimento e entre passes. Introduza as temperaturas realmente medidas no provete, não as da pWPS. Para inoxidáveis, duplex e ligas de níquel escolha a segunda opção — aí a temperatura entre passes não recebe folga.
O resultado aparece logo acima do formulário e a folha completa descarrega-se com o botão CSV. Vale a pena correr a calculadora duas vezes: antes de soldar o provete (para o escolher) e depois dos ensaios (para confrontar com o relatório).
Exemplos com números
Chapa de 12 mm, topo a topo de vários passes, PF, com resiliência
Dados: topo a topo, vários passes, t = 12 mm, chapa, PF, resiliência exigida, aço, pré-aquecimento 100 °C, entre passes 250 °C. A calculadora dá:
| Variável | Domínio | Porquê |
|---|---|---|
| Espessura do material e do metal depositado | 3–24 mm | linha 3–12 mm, vários passes: de 3 mm a 2t |
| Diâmetro | tubos de Ø > 150 mm em PA e PC com rotação; Ø ≥ 500 mm nas restantes | provete de chapa |
| Posições | com entrega térmica igual ou menor | resiliência exigida |
| Entrega térmica | ≤ +25 % | resiliência exigida |
| Pré-aquecimento | não inferior a 50 °C | 100 − 50 (edição 2017) |
| Entre passes | não superior a 300 °C | 250 + 50 |
A calculadora acrescenta ainda uma linha à parte: o limite superior de espessura desce para 12 mm se a resiliência for exigida e o ensaio de impacto não tiver sido feito. Ou seja, os 24 mm só valem se os provetes Charpy dessa chapa foram de facto ensaiados. PF é uma posição de entrega térmica alta, por isso cobre também PA, desde que a entrega térmica desta não ultrapasse a do provete; a PG exige um ensaio próprio.
Tubo inoxidável Ø 273 × 8 mm, H-L045, sem requisitos
Dados: topo a topo, vários passes, t = 8 mm, diâmetro 273 mm, H-L045, sem requisitos de resiliência nem dureza, inoxidável, pré-aquecimento 0, entre passes 150 °C. Resultado: espessura 3–16 mm, tubos a partir de Ø 136,5 mm (metade do diâmetro do provete, sem limite superior), todas as posições excepto PG e J-L045, entrega térmica sem limite, pré-aquecimento não aplicável, entre passes 150 °C «como no provete», porque a folga de +50 °C não se aplica ao austenítico.
Ângulo de um passe a = 4 mm em chapa de 10 mm
Chapa de 5–12 mm (tabela das soldaduras de ângulo: de max(0,5t; 3 mm) a 1,2t), garganta de 3–6 mm (0,75a–1,5a). Se o provete fosse de vários passes, a garganta não teria restrição. Boa razão para soldar o provete de ângulo como na produção e não «à pressa» num só passe.
Como escolher um provete que cubra a produção
Comece pela lista de espessuras e posições dos desenhos, não pela chapa que está à mão. Um provete topo a topo de vários passes na faixa 3–12 mm cobre de 3 mm a 2t — portanto 12 mm dão 3–24 mm e 6 mm apenas 3–12 mm. Acima de 12 mm o domínio é 0,5t–2t: um provete de 20 mm cobre 10–40 mm, mas já não 8 mm. Se a produção vai de 4 a 30 mm, um provete não chega, e é melhor planear dois do que descobrir a falha na recepção.
Com as posições é igual: sem requisito de resiliência serve qualquer uma, por isso solda-se a mais cómoda. Com resiliência — a posição de maior entrega térmica prevista na produção (normalmente PF), porque cobre as de menor entrega. A entrega térmica do provete calcula-se com a calculadora de entrega térmica — é ela que fixa o limite superior na WPS.
Erros típicos ao ler o domínio
- Tabela de topo a topo para uma soldadura de ângulo. As soldaduras de ângulo têm a sua própria tabela de espessura de chapa; um provete de ângulo de 10 mm cobre 5–12 mm, não 3–20 mm.
- «Uma posição cobre todas» com resiliência exigida. Essa regra só funciona sem requisitos de resiliência e dureza.
- Folga de +50 °C no inoxidável. Em austeníticos, duplex e ligas de níquel a temperatura entre passes fica como no provete.
- Temperaturas da pWPS em vez das medidas. O domínio calcula-se a partir do que houve no provete, não do planeado.
- Confundir níveis. Um relatório de nível 1 não serve para trabalhos que exigem nível 2.
O domínio de um procedimento qualificado passa para a WPS; o provete é descrito por uma pWPS do gerador e o resultado dos ensaios pelo relatório WPQR. O domínio do soldador tem uma calculadora segundo a ISO 9606-1.
Perguntas frequentes
Que nível escolher, o um ou o dois?
O dois é mais rigoroso e cobre os dois tipos de trabalho; o um é mais barato e chega onde a estrutura está pouco carregada e o cliente não pede mais. Não é a comodidade que decide, é a especificação da encomenda: se ela nomeia o nível 2, o um não serve em circunstância alguma.
Porque não se calculam os grupos de materiais?
Porque a sua tabela foi reescrita em 2017 e a matriz não se reconstrói a partir de resumos sem risco de errar nalgum par de aços. A regra geral está na página, mas um par concreto precisa do texto da norma: é precisamente o caso em que supor sai mais caro do que ir buscar o documento.
Porque cobre uma posição todas as outras?
Porque sem exigências de resiliência ou dureza a posição não altera aquilo que o ensaio prova. A excepção é a soldadura descendente PG e J-L045: só um ensaio nessa mesma posição a cobre. Assim que essas exigências aparecem, a posição passa a pesar muito — através da energia — e o domínio estreita-se às posições com energia adequada.
O que mudou a edição de 2017 no pré-aquecimento?
Antes o pré-aquecimento do provete tornava-se o limite inferior à letra: nada abaixo. Agora admite-se baixá-lo 50 °C na WPS. A temperatura entre passes recebeu um +50 °C simétrico, mas não para aços austeníticos e duplex nem para ligas de níquel — aí fica como estava no provete.
O WPQR tem prazo de validade?
A EN ISO 15614-1 não fixa prazo de validade para o relatório — ao contrário da qualificação do soldador segundo a ISO 9606-1, que tem de ser confirmada. O WPQR deixa de cobrir o trabalho quando muda uma variável essencial: processo, grupo de material, gama de espessuras ou requisito de resiliência. Aí é preciso um novo provete, não uma prorrogação.
Quem define o domínio de qualificação, se não a calculadora?
O examinador ou organismo examinador que assistiu à soldadura do provete: o domínio escreve-se no próprio relatório WPQR. A calculadora permite prevê-lo antes de encomendar os ensaios — e escolher o provete de modo a cobrir a produção. Se a calculadora e o relatório divergirem, vale o relatório.
O domínio do procedimento é o mesmo que o do soldador?
Não. O WPQR segundo a ISO 15614-1 qualifica o procedimento do fabricante; o exame segundo a ISO 9606-1, a mão do soldador, e as tabelas de domínio são diferentes. O do soldador tem calculadora própria; na prática, o mesmo provete serve muitas vezes aos dois, mas cada documento lê-se pela sua norma.
Actualizado: