A importância da inspeção visual no controle dos processos de fabricação e montagem das estruturas

Inspeção visual no controle dos processos:

Fig. 01 – Montagem de estrutura metálica de ponte onde inspeção visual esteve presente em todas as etapas de fabricação e construção.

A inspeção visual é um ensaio não destrutivo largamente utilizado para avaliar das condições ou qualidade de uma peça e dos trabalhos voltados na fabricação de estruturas metálicas e na soldagem principalmente. É de fácil execução, de baixo custo e não requer equipamento especial. Este ensaio é muito utilizado na inspeção de soldas e na degradação superficial do revestimento protetor ou ate mesmo nas chapas, onde uma rápida detecção e correção destes defeitos significam economia.

Estes defeitos podem ser classificados basicamente em três categorias:

ADQUIRIDAS – São defeitos estruturais proveniente da ação de elementos externos, como a poluição atmosférica, umidade, gases, líquidos corrosivos e vibrações excessivas provocadas pelo uso indevido da estrutura. Resultam em geral, problemas como a falta de manutenção adequada. Pontos de corrosão é o mais visível, como exemplo.

TRANSMITIDAS – Originarias de vícios ou desconhecimento técnico do pessoal de fabricação ou montagem da estrutura. São por esse motivo, transmitidas de obra para obra. E o caso, por exemplo de soldadores eu não se preocupam em retirar a pintura dos pontos à serem soldados, ignorando que a carbonização da tinta prejudica a qualidade final da solda. Falta de prumo e alinhamento das peças metálicas após sua montagem.

ATÁVICAS – São resultantes de má concepção de projeto, erros de cálculo escolhas de perfilados ou chapas de espessuras inadequadas ou ainda do uso de tipo de aço com resistência diferente das considerações de projetos e normas. Não são fáceis de reparar, costuma exigir reforços complexos e adições de escoramentos e demais praticas construtivas complexas.

A inspeção visual por ser um método de ensaio não destrutivo que se usa quer isoladamente, rejeitando, logo, a peça sem necessidade de ensaios posteriores quer em conjunto com outros métodos de ensaio não destrutivo.

Em trabalhos de soldagem tomando como exemplo, o exame por inspeção visual é aplicado com frequência na detecção de defeitos, tais como:

• Falta de fusão;
• Falta de penetração;
• Inclusões de escoria;
• Sobre espessura e falta de enchimentos dos cordões de solda;
• Defeitos superficiais (exemplo: poros, fissuras).

A inspeção visual é talvez o ensaio mais comum e mais difundido na indústria da construção civil, que se realiza a todos os momentos de produção, e que proporciona indicações imediatas, que frequentemente não precisam de uma interpretação elaborada. É um ensaio simples, rápido de executar, e de resultados imediatos, dai que tenha uma difusão muito ampla e em diversos tipos de produtos e equipamentos.

A inspeção visual baseia-se no seguinte princípio, a peça a inspecionar, é iluminada com uma fonte de luz e, de seguida, examinada pelo inspetor ou engenheiro.

Inspeção visual no controle dos processos:

Figura 02 – Uso de calibres de solda na inspeção visual de soldagem.

Por se tratar de um ensaio, no qual a preparação do inspetor que o realiza é essencial para que os resultados obtidos sejam viáveis. O erro mais comum de quem realiza este tipo de ensaio é assumir que “o que se vê, é como se vê”, e em muitos casos o que se está a ver deve ser interpretado em função da peça inspecionada, e da própria técnica de observação.

A inspeção visual é dependente de vários fatores como por exemplo:

• Iluminação: cor, intensidade, tipo, entre outros fatores;
• Características do produto;
• Técnica de observação utilizada (direta ou indireta);
• Instrumentos e equipamentos utilizados.

A inspeção visual é um ensaio não destrutivo que deverá ser o primeiro a ser realizado, sofrendo a peça um primeiro controlo de resposta rápida e de baixo custo.

Podemos citar as normas NBR NM 315 e ISO 17637 define requisitos mínimos para a execução de inspeção visual em soldas, estabelecendo alguns tópicos importantes que vale a pena referir:

• Mínimo de iluminação na superfície a inspecionar de 350 lux a 1000 lux, no entanto recomendam a utilização de 500 lux;
• Ângulo de visualização não deve ser inferior a 30º;
• Distância de visualização não superior a 600 mm exceto quando tal não for possível por condicionantes externas ao ensaio.

A inspeção visual pode ser divida em dois métodos:

1. Inspeção visual direta – resulta da observação direta, na qual pode utilizar, ou não, equipamentos auxiliares como, por exemplo, as lupas, estetoscópios e microscópios.
2. Inspeção visual indireta – resulta da aplicação de técnicas de visão artificial como meio auxiliar. Os requisitos fundamentais para a obtenção de bons resultados, com este tipo de inspeção, são a limpeza e a iluminação da peça a examinar.

Para auxílio da inspeção visual e registo ou medição das descontinuidades verificadas aquando da realização do ensaio não destrutivo é necessário o recurso a vários equipamentos deforma a poder fazer uma correta avaliação da peça como, por exemplo, os equipamentos representados nas figuras 3 a 6.

Outros equipamentos complementares, como trenas, níveis, plumo podem e devem ser utilizados, dependendo do tipo de peça ou estrutura à ser inspecionada. A escolha dos equipamentos devem de ser compatíveis com os limites de tolerâncias e critérios de aceitação do material que esta sendo avaliado e definido nos projetos e demais normas e documentos técnicos de referencia.

A inspeção visual é dividida basicamente em três etapas:

1. Detecção – análise da peça identificando uma descontinuidade na peça;
2. Interpretação – identificação da descontinuidade;
3. Avaliação – Analise da descontinuidade e comparada com o valor máximo permitido pelo critério de aceitação estabelecido.

Caso exista uma descontinuidade que ultrapasse o critério de aceitação estabelecido a peça têm um defeito e deve ser reparada ou rejeitada.

As principais vantagens da utilização desta técnica de ensaio não destrutivo são:

• Facilidade de execução;
• Interpretação simples;
• Rapidez na execução do ensaio;
• Baixo custo relacionado a outros métodos.

As principais desvantagens da utilização desta técnica de ensaio não destrutivo são:

• Só consegue detectar descontinuidades superficiais;
• Inspeção extremamente dependente da acuidade visual do inspetor;
• Conhecimento elevado do processo de fabricação e montagem.

Podemos citar como exemplo nem todas as soldas são perfeitas e ausentes de descontinuidades, sendo que a existência de descontinuidades numa solda, não significa necessariamente que a mesma seja um defeito. E no sistema construtivo industrializado podemos adotar o mesmo conceito de avaliação e interpretação.

Existe uma enorme diferença entre descontinuidade e defeito em solda, peça ou equipamento onde depende de sua aplicação a que se destina o componente e é em geral caracterizado pela comparação das descontinuidades observadas ou propriedade medida com níveis de aceitação estabelecidos numa norma ou código de construção.

Desta forma é necessário definir alguns termos importantes como, por exemplo, descontinuidade, defeito e imperfeição.
Uma descontinuidade é uma interrupção da estrutura típica de uma junta soldada ou peça, podendo-se considerar como descontinuidade, a falta de homogeneidade de características físicas, mecânicas ou metalúrgicas do material ou da solda.

Enquanto um defeito de solda ou peça tem origem numa descontinuidade e que ultrapassa o critério de aceitação estabelecido (quando comparado). Quando a descontinuidade não ultrapassa o critério de aceitação a solda ou peça apresenta uma imperfeição, daí no início deste ponto ter referido que não existem soldas ou peças perfeitas, mas sim com impedições podendo ser aceitáveis com descontinuidade irrelevante.

Na figura 5 está representado um fluxograma exemplificativo sobre quais as etapas e a distinção entre as definições abordadas anteriormente.
Inspeção visual no controle dos processos
Figura 7. Fluxograma para a realização de um controle não destrutivo.
Existem normas de referência são utilizas para verificar a qualidade das soldas a EN ISO 5817 possui três níveis de aceitação das descontinuidades, o nível B (rigoroso), nível C (intermédio) e o nível D (moderado) esta norma é mais abrangente, temos normas mais especificas como American Welding Society – AWS D1.1, muito utilizada para avaliação das soldas em estruturas metálicas que se complementam com as Normas da ABNT.

Os cadernos de encargos ou os requisitos legais definem qual o nível de qualidade que devem ser aplicados durante a fabricação e montagem das estruturas. Desta forma é estabelecido o nível de aceitação que a solda ou a peça deverá apresentar ao longo da obra e os ensaios não destrutivos devem fazer referência no critério de aceitação.
Estes critérios devem ser definidos na fase de elaboração dos projetos e no planejamento da obra, deste modo podemos evitar falhas que pode surgir desde a fase dos anteprojetos até a conclusão obra.
A inspeção técnica visual por ser o primeiro ensaio não destrutivo, sendo consultado profissionais com experiência na interpretação de desenhos técnicos, nos processos de fabricação e montagem de estruturas e demais equipamentos, podem prevenir e evitar defeitos que vem desde a fase do projeto, durante a execução dos trabalhos e na sua conclusão.

A previsão e identificação destes defeitos nas diversas fases de uma estrutura metálicas, podem ser divididos nas seguintes áreas:

Na área de projeto:

• Defeito na concepção de contraventamentos;
• Falta de travamento contra flambagem em peças comprimidas das treliças;
• Seções compostas de duas cantoneiras ou perfis Us, em posições justapostas que impedem o acesso de pintura;
• Utilização de composições soldadas em sistemas típicos para composição parafusada;
• Banzos inferiores de treliças que permitem acumulo de poeira e umidade;
• Falta de travamentos em longas terças de treliças;
• Falta de nervura nas abas de colunas e vigas nos pontos de transmissão de esforços;
• Cargas concentradas fora das proximidades de nós de treliças;
• Desproporção entre as dimensões das vigas e colunas;
• Falta de indicação das dimensões dos cordões de solda;
• Falta de indicação das especificações dos materiais em geral;
• Conceitos de contraventamentos sem possibilitar o tensionamento necessário;
• Esbeltez acima dos limites em barras de travamento;
• Falta de travamento transversais em vigas longas;
• Interseção de banzos superiores inclinados, com bazo horizontal fora ou distantes dos apoios;
• Falta de sistema que possibilite o nivelamento das chapas de colunas.

Especificações:

• Falta de exigências especificas solicitada pelos usuários ou indicadas nos desenhos de projeto;
• Falta de especificações do aço empregado, tipo de perfis e chapas;
• Falta de especificações para solda, comprimentos, tipo de eletrodos e acabamentos;
• Falta especificação do tipo de revestimento protetor aplicado nas estruturas e ligações;
• Falta da indicação das espessuras do revestimento protetor e grau de aderência;

Na fabricação:

• Falta de melhor controle dimensional das peças, antes e depois da fabricação;
• Espaçamentos muito grandes entre cordões de soldas alternados;
• Falta de perfeito assentamento de superfície, deixando frestas aparentes;
• Falta de ortogonalidade entre o eixo de coluna e o plano da chapa de apoio;
• Torções em vigas caixão;
• Torções em perfis compostos;
• Rebarbas não esmerilhadas;
• Solda mal feita com respingos, porosidades, trinca e descontinuidades relevantes;

Na pintura:

• Falta de correta preparação da superfície;
• Pinturas indevidas em superfícies que ficarão imersas em concreto, fundações;
• Falta de penetração de tinta em cantos e reentrâncias nas partes internas de furos;
• Deposição insuficiente de tinta nas ligações soldadas;
• Diferença de tonalidade da tinta aplicada;
• Defeito e/ou falha na peça pintada;
• Falta de treinamento dos operadores;
• Dispositivos e gancheiras inadequadas ou em mau estado de conservação;
• Falta de limpeza no sistema e em equipamentos;

Testes e Ensaios:

• Falta de exigências de ensaios de tração e alongamento para aços estruturais e parafusos;
• Na pintura, falta de verificar as espessuras, aderência e porosidades;
• Soldas, faltas de inspeção visual, com aplicação de ensaios por liquido penetrante e /ou ultrassom;

Na montagem

• Falta de nivelamento correto das bases ou apoios e falta de grauteamento;
• Soldas de campo executadas sobre superfícies pintadas;
• Soldas com descontinuidades e variação dimensional;
• Falta de aperto devido nos parafusos propiciando frestas visíveis;
• Aplicação de parafusos galvanizados misturados com pretos, e de especificações diferentes da mesma ligação;
• Contraventamentos frouxos, ou sem condições de serem tensionados;
• Desalinhamento de tesouras, vigamentos e demais peças;
• Mistura de sistema de ligações de montagem, com parafusos e soldas na mesma conexão;
• Montagem com chumbadores indevidamente fixados, ou com bases ainda sem concretagem;
• Falta de paralelismos nas emendas flangeadas;
• Furações deslocadas dos eixos e centros dos furos;
• Falta de arruelas, falta de colocação da totalidade de parafusos em uma conexão;
• Recortes grosseiros a maçarico para ajustes nas obra;
• Abertura de furos obilongos para montagem da ligações parafusadas;
• Uso de chapas metálicas ou material metálico para enchimento, “bacalhau”;
• Inversão na colocação de arruelas cônicas, ausência de arruelas de travamentos tipo “nuts”;
• Fixação de parafusos inclinados;
• Falta de nivelamento correto das bases ou apoios e falta de grauteamento;

As inspeções visuais devem estar presentes em todas as etapas construtivas de uma obra, vem desde as fases de projetos e nas etapas de fabricação e montagem dos diversos tipos de edificações industrializadas. Os profissionais treinados e com experiência no assunto, podem vir a evitar perdas e trazer economia no curto e longo prazo da obra ou serviço executado.

As estruturas metálicas fabricadas pela Metalúrgica Universo segue um rigoroso controle de qualidade em todos as etapas de fabricação, desde inspeções visuais até ensaios destrutivos e não destrutivos, com geração de relatórios detalhados, certificando a qualidade dos elementos estruturais fabricados.

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