Ligagoes em tubagem de polietileno
Soldadura: defini�des e principios
Quaisquerdos processes a seguir indicados, podem ser utilizados na construgao das
redes de distribuigao de gas combustivel. Nao sao permitidas ligagoes roscadas.
Soldadura Topo a Topo com interface de aquecimento
A soldadura Topo a Topo so podera ser utilizada na ligagao de tubos e acessorios de
Diametro Nominal (DN) igual ou superior a 90mm. Este processo, soldadura topo a
topo, e limitado a soldadura entre tubos do mesmo diametro e da mesma classe SDR.
Electrossoldadura
Aplicavel na ligagao de tubos e acessorios de polietileno de todos os diametros.
Qualificagao de soldadores
a) Todos OS soldadores afectos aos trabalhos de construgao, renovagao ou
manutengao de redes de distribuigao de gas terao de ser possuidores dos seguintes
documentos:
- Licenga de Soldador nos termos do disposto no artigo 10° do anexo I do Decreto-lei
n.° 263/89, de 17 de Agosto,
- Certificado de Qualificagao de Soldador valido para o processo de soldadura que
executem, emitido por uma Entidade Inspectora oflcialmente reconhecida,
b) A qualificagao de soldadores sera efectuada de acordo com a norma EN 13067:
Plastics welding personnel. Approval testing of welders - Thermoplastic welded
assemblies.
c) Cada soldador identificara claramente a soldadura que executar, atraves dos
seguintes itens:
- Sigia do soldador
- Numero da soldadura
d) Uma qualificagao de soldador e valida por dois anos, se nao existir interrupgao da
sua actividade por periodo superior a seis meses.
Execugao da soldadura
Generalidades
a) Sempre que possivel as soldaduras serao executadas fora da vala.
b) Os tubos a soldar devem estar a uma temperatura compreendida entre 0°C � t <
40°C. A soldadura deve ser executada num lugar seco, protegido da chuva e do vento,
ate ao seu arrefecimento completo (abaixo dos 40°C).
c) Durante as opera?6es de soldadura de polietileno (eletrofusao e soldadura topo a
topo), sob condigoes atmosfericas de pluviosidade ou nevoeiro, o local deve ser
devidamente resguardado com a utilizagao de uma tenda de soldadura.
d) Nas soldaduras executadas com redes em service, e obrigatoria a ligagao previa
das tubagens a soldar a terra, atraves de urn flo de algodao embebido em agua.
Ovalizagao dos tubos
a) Antes de se proceder a qualquer soldadura, deve verificar-se sempre o estado
superficial e a ovalizagao das extremidades dos tubos. Caso necessario deve-se
proceder ao corte das superficies a soldar. O corte deve ser feito perpendicularmente
ao eixo longitudinal dos tubos. Dever-se-a cortar, em cada extremidade da tubagem,
50mm ±10mm.
b) A ovalizagao dos tubos a soldar nao deve ultrapassar o valor de 1,5% calculado
pela seguinte formula;
De
Onde:
Ov = ovalizag�o
De = Diametro nominal do tubo
Demax = Diametro medido perto da m�ima ovalizafao
Demin = DiSmetro externo minimo do tubo
c) Eventuais ovalizagoes de valor maior que 1,5% devem ser corrigidas atraves de
processos apropriados.
d) Todas as tubagens submetidas a operagoes de esmagamento, tem
obrigatoriamente que ser objecto de desovalizagao, atraves de ferramentas
adequadas para esse fim. Posteriormente, na zona da tubagem afectada pelo
esmagamento, e necessario executar uma soldadura de reforgo, atraves de um
acessorio electrossoldavel.
Soldadura topo a topo com interface de aquecimento
Principio de soldadura
A ligagao per este processo realiza-se por meio do aquecimento dos extremos dos
tubos ou acessorios a soldar, atraves do uso de uma placa de aquecimento, equipada
internamente com uma resistencia electrica, que eleva a temperatura do polietileno
ate se alcangar a fusao das superficies em contacto. Na interface entre as superficies
de contacto as macromoieculas misturam-se conferindo a uniao dos elementos.
Variaveis do processo
a) Neste processo, as variaveis a considerar sao:
o Temperatura
o Pressao
o Tempo
b) A temperatura de soldadura devera serde 210° C ± 10°
Modo operativo
a) O modo de operagao podera ser distinto, dependendo do tipo de maquina a utilizar.
Diferenciam-se pelo tipo de accionamento hidraulico, que pode ser com bomba
manual (accionamento manual) ou electrica (accionamento automatico ou semi-
automatico).
b) Desta forma se a maquina for de accionamento manual, o operador tera que
introduzir os valores das variaveis do processo.
c) Sendo a maquina de accionamento automatica, o operador tera unicamente que
inserir os dados relatives a tubagem a soldar, uma vez que os valores das variaveis
do processo ja se encontram memorizados no "software" da maquina.
d) Nas maquinas automaticas, uma vez determinada a rectificagao dos topos dos
tubos, o processo de soldadura e controlado pelo proprio automate. O soldador nao
tern que intervir no processo de soldadura. A maquina regista, passo a passo todos
OS parametros da soldadura.
Preparagao e protecQao do posto de soldadura
a) Verificar as condigoes atmosfericas e nas condipoes apresentadas na alinea c) do
ponto 8.6.1, resguardar o local com a utilizagao de uma tenda de soldadura.
b) O soldador deve tamponar as extremldades livres dos elementos a soldar, de forma
a evitar-se o arrefecimento repentino da zona de soldadura, devido a correntes de ar
no interior dos elementos dos tubos/acessorios.
c) Antes do inicio de qualquer soldadura, deve-se proceder a montagem do
equipamento de soldadura e realizar um ensaio expedito quanto ao correcto
funcionamento do mesmo.
Pre-montagem dos elementos a soldar
O soldador deve calcular e controlar o grau de ovalizagao de acordo com o disposto
anteriormente e pre-montar os elementos a soldar no equipamento de soldadura.
Alinhamento e nivelamento dos elementos a soldar
a) Alinhar e nivelar os elementos a soldar face ao equipamento de soldadura de modo
a tornar coincidentes os seus elxos, quer por deslocagao dos pontes de apoio ou por
rotagao dos elementos a soldar ou por intermedio de outra qualquer tecnica, tendo
sempre presente que os elementos a soldar nao podem provocar esforgos nos
dispositivos de fixagao do equipamento de soldadura.
b) Sao admissiveis os seguintes valores para os desalinhamentos:
a S 0,3mm ; b < 0,5mm
c) Ajustar as maxilas de fixa�ao do equipamento de soldadura atraves de um aperto
ligeiro e do tipo manual.
d) Determinar a Pressao de Arrasto, que depende do comprimento e tipo de tubo
colocado na maxila movel do modulo de fixagao. Esta operagao e feita atraves dum
aumento progressivo da pressao no circuito hidraulico que comanda o movimento da
maxila movel, ate se conseguir o deslocamento desta. A esta pressao e
posterlormente somada a Pressao de Soldadura, pressao essa, forneclda pelo
fabricante da maquina.
Montagem do modulo de corte e rectificagao dos extremes a soldar
a) Montar a interface de corte/preparagao no intervalo entre os elementos a soldar de
forma que o modulo fique perpendicular relativamente a estes.
b) Preparar, com o auxilio da interface de corte/preparapao, as superficies a soldar. A
forga de encosto nao devera atingir valores que provoquem um esforgo excessivo
nesta unidade. Esta operagao de rectificagao deve durar ate sair pelo menos uma fita
completa de polietileno de cada um dos extremes dos tubos a soldar, garantindo que
a totalidade do perimetro dos tubos esteja correctamente rectificada.
c) Retirar a interface de corte/prepara?ao e as aparas resultantes da respectiva
operagao. A operagao de corte devera terminar apos a salda completa da apara em
todo 0 seu perimetro e espessura. Nao e admissivel a existencia de qualquer vestigio
da apara na superficie destes elementos.
Controlo do paralelismo e alinhamento das faces a soldar
a) Controlar o acabamento e o paralelismo entre as duas extremidades a soldar
atraves da observagao visual e aproximagao dos dois elementos a soldar.
b) Verificar o alinhamento entre os elementos a soldar.
Limpeza da placa de aquecimento entre os extremes a soldar
Desengordurar a interface de aquecimento e as extremidades dos elementos a soldar,
utilizando produtos desengordurantes volateis, prescritos ou aceites pela EDP Gas
Distribuigao (normalmente solugao de acetona ou metanol), de forma a eliminar
quaisquer residues de materia termoplastica.
Celecagae da placa de aquecimente entre os extremes a soldar
a) Verificar a temperatura de superficie da interface de aquecimento. O valor de
comparagao e dado pelo fabricante do equipamento; t1 = 210 ± 10° C.
b) Colocar a placa de aquecimento sobre o modulo de fixagao, de forma que ela fique
posicionada entre os extremes dos tubos, dando-se assim inicio ao cicio de soldadura.
CIcle de soldadura
a) Verificar o valor da forga necessaria aplicar, (forga de pre-aquecimento) e o
respective tempo de encosto a unidade de aquecimento, (tempo de pre -
aquecimento). A pressao correspondente a forga a aplicar (pressao efectiva de
soldadura) e igual a soma da pressao de arrasto/encosto com a pressao de soldadura
(valores tabelados pelo fabricante do equipamento), de modo a proporcionar o
aparecimento do rebordo de fusao definido pela sua altura.
b) Colocar a interface de aquecimento entre as duas superficies a soldar.
c) Deslocar os elementos a soldar ate ao contacto com a interface de aquecimento e
aplicar a forga de pre-aquecimento correspondente a pressao P1 = 0,18 MPa ± 0,02
MPa, ate que se veriflque o aparecimento, em toda a periferia da oria dos elementos
a soldar, do rebordo de fusao (cordao de soldadura), cuja altura sera a definida pelo
fabricante do equipamento de soldadura. Na ausencia de informa�ao considerar os
valores que constam da tabela seguinte;
d) Apos a formagao do cordao de soldadura deve reduzir-se a forga aplicada a um
valor quase nulo correspondente a pressao P2 = 0,03 MPa ± 0,02 MPa, tendo em
vista preparar o aquecimento das superficies a soldar. Este valor devera ser mantido
no minimo durante o tempo mencionado pelo fabricante do equipamento ou na sua
ausencia: t2 = 30 + DN/2 ± 10s.
e) Retirar a interface de aquecimento apos afastamento das superficies a soldar,
tendo em atengao o tempo de saida da unidade definido pelo fabricante do
equipamento, de forma a nao provocar um arrefecimento exagerado dos tubos. Esta
fase e a mais importante e critica da opera?ao de soldadura. Na ausencia de
informagao poder-se-a utilizar como valor de referenda: t3 = 3 + DN/100 ± 1s, num
maximo de 8 s.
f) Aplicar, lentamente, mas do modo progressive, uma pressao que permita a
realizagao da soldadura, tendo em atengao os tempos definidos pelo fabricante do
equipamento ou na sua ausencia: t4 = 3 + 3DN/100 ± Is, num maximo de 6s.
g) Manter a pressao de soldadura P3 = 0,18 MPa ± 0,02 MPa, durante o arrefecimento
de acordo com o tempo definido pelo fabricante do equipamento ou fornecedor do
material. Na ausencia da informagao do fabricante poderao ser utilizados os tempos
seguintes:
t5 = 10 minutos como mmlmo
t6 > 1,5 X espessura Nominal, sendo no minimo de 20 minutos {*)
(*) Durante o penodo de verao dever-se-a utilizar o tempo: t6 = 2 x t5
Nota: No calculo dos tempos, considerar os diametros e espessuras nominais em mm
e o resultado dos tempos em segundos.
h) Manter durante o periodo de arrefecimento sem influencia de qualquer esforgo
mecanico as maxilas apertadas. O arrefecimento forgado e interdito.
i) Desapertar as maxilas do equipamento de soldadura apos concluida a fase de
arrefecimento.
j) Proceder ao controlo visual e dimensional do rebordo exterior resultante da
soldadura.
k) Retirar aleatoriamente, atraves de melos apropriados, o rebordo de, no minimo,
10% das soldaduras executadas para posterior exame radiografico, conforme descrito
no ponto 8.6.2.4., deste documento.
Avaliagao da qualidade da soldadura. Ensaios
Todas as soldaduras devem ser submetidas a um controlo visual, ensaios de pressao, ensaios
destrutivos, quando aplicaveis e exames radiograficos. Devem ser observados os seguintes
aspectos:
Controlo visual
a) Perfil e estado da superficie do cordao. Deve-se ter em atengao a profundidade do
entaihe do cordao de soldadura, alinhamento entre os elementos a soldar, entaihe nas
superficies dos elementos a soldar, altura e largura dos rebordos de soldadura e
simetria do cordao.
b) Desalinhamento das listas amarelas dos tubos. O posicionamento dos tubos deve
ser tal que as listas amarelas fiquem desalinhadas, de forma a poder identificar-se o
local de soldadura.
c) Dimensao do cordao de soldadura. A largura admissivel e dada pelo fabricante do
equipamento de soldadura ou atraves de abacos. Como regra de boa pratica, nunca
devera registar-se, no cordao, amplitudes de largura superiores a 1 mm.
d) Identificagao do soldador / identificagao do n° da soldadura. E necessario que cada
soldadura seja identificada no proprio local pelo soldador que a realizou.
Ensaios de pressao
Ausencia de fugas no ensaio de pressao (resistencia mecanica e estanquicidade).
Exame radiografico
Nas soldaduras topo a topo, o exanne radiografico e obrigatorio, no mfnimo, em 10 %
das soldaduras, selecionadas aleatoriamente. No caso das tubagens aereas ou
instaladas enn galerias ou mangas, o exame radiografico e obrigatorio para 100% das
soldaduras.
Ensaios destrutivos
Quando aplicavel e se solicitado pela Entidade inspetora, sao realizados ensaios
destrutivos as soldaduras realizadas, nomeadamente ensaios de dobragem, de
acordo com a EN 12814-1.
Criterio de aceitagao
O criterio de aceitagao sera o definido na norma alema DVS 2202 - 1, nivel de
qualidade 1.
Electrossoldadura
Principio da soldadura
Neste processo de ligagao sao utilizados acessorios do mesmo material (acessorios
electrossoldaveis) que tem incorporado, internamente, urn filamento electrico, o qual,
submetido a uma tensao electrica durante um tempo determinado, submete o
polietileno a uma temperatura que provoca a fusao e permite a ligagao dos elementos
a soldar. Ao serem percorridas pela corrente electrica, as resistencias aquecem,
provocando a fusao, tanto do tubo como do acessorio, de uma forma homogenea,
obtendo-se, por arrefeclmento, a soldadura.
Mode operative
Preparagao e protecgao do posto de soldadura
a) Verificar as condigoes atmosfericas e nas condigoes apresentadas no ponto 8.6.1
resguardar o local com a utilizagao de uma tenda de soldadura.
b) O soldador deve tamponar as extremidades livres dos elementos a soldar, de forma
a evitar-se o arrefeclmento repentino da zona de soldadura, devido a correntes de ar
no interior dos elementos dos tubos/acessorios.
Preparagao das extremidades a soldar
a) Deve verificar-se sempre o estado superficial e a ovalizagao das extremidades dos
tubos. Caso necessario deve-se proceder ao corte das superficies a soldar. O corte
deve ser feito perpendicularmente ao eixo longitudinal dos tubos. Dever-se-a cortar,
em cada extremidade da tubagem, 50mm ±10mm
b) Qualquer dos equipamentos seguintes pode ser utilizado no corte dos tubos:
- Corta tubos,
- Guilhotina.
c) Apos 0 corte, proceder-se-a a raspagem superficial das extremidades a soldar. Este
procedimento visa a eliminagao de qualquer irregularidade. A raspagem deve serfeita
no sentido axial do tubo.
d) Essa limpeza pode ser feita, quer manualmente, atraves de raspadores, ou
mecanicamente com o auxilio de superficiadores. Deve haver sinal de raspagem com
um comprimento de pelo menos 10 mm para ambos os lados do acessorio.
e) A influencia atmosferica em particular os raios UV, ocasionam uma camada de
oxido sobre a superficie dos tubos e acessorios. Conforme a espessura desta camada
a qualidade da ligagao pode ser mais ou menos afectada, podendo mesmo tornar-se
impossivel se a camada for muito espessa. E aconselhado retirar como maximo
0,1mm.
Pre-montagem e marcagao
Procede-se a montagem dos tubos no acessorio e faz-se a marca?ao, nos tubos, da
profundidade de encaixe. Normalmente os acessorios tern um batente central no seu
interior e o encaixe e realizado ate que os tubos encostem de um e de outro lado. No
caso da utillzagao de acessorios que nao possuem este batente, a marcagao e feita
medindo o comprimento do acessorio e marcando, em cada extremidade, metade
desse comprimento. Os tubos, na zona da soldadura, devem ser colocados com a
menor curvatura posslvel, de maneira a nao exercer esforgos nessa zona.
Desmontagem e desengorduramento
a) Lima vez concluida a operagao de marcagao, desmonta-se o conjunto e procede-
se ao desengorduramento das superficies externas dos tubos a soldar e das
superficies internas do acessorio.
b) A limpeza das superficies a soldar deve ser feita unlcamente com produtos
desengordurantes volateis, prescritos ou aceites pela EDP Gas Distribuigao
(normalmente solu9ao de acetona ou metanol).
c) E prolbldo utilizar panes de fibra sintetica, ou papeis sujos, sendo obrigatoria a
utilizagao de panos de algodao, limpos, ou de papel apropriado, desde que acelte pela
EDP Gas Distribuigao. E igualmente proibido tratar as superficies a soldar com llxa ou
abrasives nao apropriados, sendo admitido somente o use de tecldo abraslvo de grao
minimo 80,
Montagem e posicionanfiento
Apos a limpeza, procede-se a montagem final e coloca-se o conjunto no posicionador.
A montagem do posicionador e obrigatoria porque servira para evitar movimentos do
conjunto durante a soldadura. Os poslcionadores fixam os tubos e minimizam o risco
de movimentos dos mesmos e, ao mesmo tempo, fazem o correcto alinhamento da
tubagem na zona da soldadura.
Execugao da soldadura
a) Apos a fixa?ao correcta do conjunto, retiram-se os tampoes protectores dos
terminals do acessorio e faz-se a llgagao dos terminals da maqulna de soldar ao
acessorio.
b) Em segulda llga-se a maqulna e executa-se a soldadura. Se a maqulna e manual,
deve-se Introduzir nesta o tempo de fusao correcto do acessorio, valor que se
encontra tabelado pelo fabricante. Se a maquina e automatica, faz-se a leitura optica
do codigo de barras do acessorio. Na Impossibllidade da leitura optica do acessorio,
deve-se introduzir o codigo numerico do mesmo.
c) De seguida llga-se o botao de arranque, iniclando-se a contagem decrescente do
tempo de fusao do acessorio. Findo este tempo a maquina dara um sinal acustico do
termino do cicio de soldadura. Apos a finalizagao do processo, o material fundido
devera ser visivel atraves dos orificios (testemunhos de soldadura), indicando que
houve a correcta fusao do polietileno.
Arrefecimento
a) Retiram-se os cabos dos terminais do acessorio e inicia-se o periodo de
arrefecimento. Como regra de boa pratica esse periodo deve ser Igual ou superior a
20 minutos. O arrefecimento deve ser natural, sendo interdito qualquer tipo de
arrefecimento forgado.
b) Desmontar o posicionador. De um modo geral os posicionadores podem ser
retirados apos decorrido o tempo de arrefecimento, periodo durante o qual os
elementos soldados devem permanecer em repouso. No caso de realizagao imediata
de ensaios e/ou gaseificagao, como regra de boa pratica, o tempo de arrefecimento
devera ser o dobro do especificado, a nao ser que o acessorio ja indique o tempo
adequado a esta situapao.
Nl: Se por qualquer incidente o cicIo de soldadura for interrompido, o procedimento de
soldadura tera que ser reiniciado utilizando um novo acessorio e um novo cicIo de
soldadura. Nao e permitido reutilizar um acessorio que ja tenha sido submetido a um
cicIo de soldadura incomplete.
Avaliagao da qualidade da soldadura. Ensaios
Todas as soldaduras devem ser submetidas a um controlo visual, ensaios de pressao
e ensaios destrutivos, quando aplicaveis. Devem ser observados os seguintes
aspectos:
Controlo visual
a) Verificapao do alinhamento entre os elementos a soldar, atraves da verificagao da
folga radial que devera ser uniforme em todo o perlmetro do tubo.
b) Verificagao de sinais de raspagem que devera ser visivel e uniforme no maximo em
10 mm de cada lado do acessorio.
c) Verifica9ao das marcagoes de profundidade de encaixe.
d) Verificagao dos indicadores de fusao (testemunhos de soldadura).
e) Verificagao da presenga de escorridos, irregulares que sao sinal de uma soldadura
mal executada.
Ensaios de pressao
Ausencia de fugas nos ensaios de pressao (resistencia mecanica e estanquicidade)
Ensaios destrutivos
Quando aplicavel e se solicitado pela Entidade Inspectora ou pela EDP Gas
Distribuigao, sao realizados ensaios destrutivos as soldaduras realizadas,
nomeadamente ensaios de descolamento, atraves da utilizagao de provetes com
dimensoes padronizadas.
Criterio de aceitagao
O criterio de aceitagao tera por base as normas indicadas:
DVS 2202-1 - Nivel de Qualidade I
EN 13100-1