IT-021-R02 - Execução Conexões Elétricas com Solda Exotérmica

Transcrição

EXECUÇÃO DE CONEXÕES ELÉTRICAS
COM SOLDA EXOTÉRMICA
Elaborado por
Reinaldo Mayrink
Visto
Aprovado por
José Carlos de Andrade
Visto
IT-021-R02
CONTROLE DE REVISÃO
Revisão
Data
Item
Natureza das alterações
0
06/01/2006
Emissão inicial
1
26/06/2006
2
3
2
3
5
2
1.
19/01/2010
Alterado a citação da norma ISO 9000 para revisão 2005 e conteúdo aplicado
Excluídos as referências para MQ-001, NBR ISO 9001:2000 e NBR ISO 9000:2005.
Excluída a citação à ISO 9000:2005.
Inclusão do item 5.1 “Vantagens das conexões com solda exotérmica:”
Inclusão do item 5.2 “Instruções detalhadas de execução”
Inclusão do item 5.3 “Especificação das conexões solda exotérmica:”
Inclusão do item 5.4 “Inspeção do molde de solda exotérmica:”
Inclusão da “Nota 1” no item “5.4.5”
Inclusão do item 5.5 “Guias fotográficos:”
Inclusão do item 5.6 “Guia de campo”
Inclusão da “Nota 2 ” no item “5.6.1”
Inclusão da “Nota 3 ” no item “5.6.2”
OBJETIVO
Definir os procedimentos para execução de conexões elétricas com solda exotérmica.
2.
•
•
•
3.
•
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•
•
•
•
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•
DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
NBR 5410:2004 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão;
NBR 14039:2003 - Instalações Elétricas de Média Tensão 1 a 36kV;
PS-005 - Projeto, Controle de Desenvolvimento de Serviços e Produtos.
DEFINIÇÕES E ABREVIATURAS
MQ - Manual da Qualidade
PS - Procedimento do Sistema
RDQ - Relação de Documentos da Qualidade
IT - Instrução Técnica
PQ - Plano de Qualidade
RD - Representante da Alta Direção
SGQ - Sistema de Gestão da Qualidade
COLAB - Colaboradores
CAD - Conselho de Administração
NA - Não Aplicável
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4.
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RESPONSABILIDADES E AUTORIDADES
As responsabilidades e autoridades deste procedimento são conforme o quadro abaixo:
Atividade
Preenchimento FCLMI, Anexo 2 - PS005
Preenchimento FCLR, Anexo 4 - PS005
Legenda: E - Elabora
A - Aprova
5.
Função
GERENTE
RD
CAD
COLAB.
E-A
E-A
-
-
E
E
METODOLOGIA
O processo de SOLDA EXOTÉRMICA também conhecido como “CADWELD” é um método para execução de conexões
elétricas, cobre/cobre ou de cobre/aço, no qual nenhuma fonte externa de calor ou força é necessária.
Neste processo, metais granulados (óxido de cobre granulado e alumínio) são despejados de um recipiente em um cadinho
de grafite e reagidos.
A redução do óxido de cobre pelo alumínio (reação exotérmica) produz cobre fundido e carepa de óxido de alumínio. A
carepa aflora para a superfície e o disco derrete, permitindo ao cobre derretido fluir para a cavidade da solda e preenchê-la.
A solda se solidifica. O molde é removido e preparado para a solda seguinte. O processo leva apenas segundos para ficar
pronto.
Uma conexão de SOLDA EXOTÉRMICA produz uma emenda (ou conexão) com desempenho superior a qualquer conector
de contato conhecido, tipo mecânico ou de pressão.
Figura 1
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Em virtude da união molecular urna conexão de SOLDA EXOTÉRMICA não irá diminuir ou aumentar em resistência pelo
período da vida útil da instalação.
Figura 2
5.1.
VANTAGENS DAS CONEXÕES COM SOLDA EXOTÉRMICA
• capacidade de condução de corrente igual a do condutor;
• não deteriora com o passar dos anos;
• solda molecular permanente que impossibilita aparecimento de resistência elétrica ou corrosão;
• resistente a falhas repetidas;
• baixo custo de mão-de-obra;
• confeccionado com equipamento econômico e leve - reduz tempo na obra;
• não requer habilidades especiais;
• dispensa energia ou calor externos;
• a qualidade pode ser verificada através de inspeção visual; e
• portátil.
5.2.
INSTRUÇÕES DETALHADAS DE EXECUÇÃO
1ª Etapa (ver figura 3)
1.
1.
1.
Seque o molde e os condutores (A secagem ou pré-aquecimento do molde, cabos, hastes ou
superfícies metálicas pode ser feita por meio de maçarico portátil a gás);
Limpe os condutores;
Posicione as pontas dos cabos no molde.
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Figura 3
1. Feche o alicate para travar o molde;
1. Deposite o disco de metal dentro do molde
Figura 4
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1.
1.
Despeje o metal de solda em pó no molde;
Espalhe o pó de ignição (pó cinza claro) localizado no fundo do tubo sobre o metal de solda em pó e sobre a borda
do molde.
Figura 5
4ª Etapa
1.
1.
1.
Feche a tampa dê a ignição com o acendedor;
Abra o molde assim que o metal se solidificar (cor rubra na cavidade de solda)
Remova a carepa do molde antes de efetuar a conexão seguinte.
A conexão SOLDA EXOTÉRMICA finalizada.
Figura 6
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5.3.
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ESPECIFICAÇÃO DAS CONEXÕES SOLDA EXOTÉRMICA
Todas as conexões do sistema de aterramento poderão ser feitas pelo processo CADWELD. As conexões devem incluir,
porém sem estarem limitadas a todas as emendas cabo a cabo, em forma de T, em X, hastes de aterramento a cabo,
emendas de hastes de aterramento, cabo para aço e ferro fundido e ainda terminais a cabo.
Os procedimentos apresentados em todas as instruções dos fabricantes devem ser seguidos. Os moldes não devem ser
modificados ou alterados.
Todos os materiais utilizados (moldes, metal de solda em pó, ferramentas, acessórios, etc.) devem ser de um mesmo
fabricante, preferencialmente.
5.4.
INSPEÇÃO DO MOLDE DE SOLDA EXOTÉRMICA
Um molde de SOLDA EXOTÉRMICA é fabricado para durar em média de 50 conexões. Poderá variar de acordo com o
cuidado dispensado ao mesmo durante o uso.
Deve-se inspecionar o molde regularmente, conforme visualizado na figura 7.
Figura 7
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5.4.1.
Verifique os seguintes itens para determinar se há necessidade de substituição
5.4.1.1.
Abertura do cabo
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o condutor deve encaixar de forma justa. (Folgas causarão vazamento).
a abertura não deve estar lascada ou disformemente gasta.
5.4.1.2.
Cavidade da solda
a cavidade deve estar bem definida.
não pode haver lascas nem ranhuras.
5.4.1.3.
Canal
o canal deve estar bem definido.
5.4.1.4.
Sede do disco
a sede não deve estar gasta ou lascada. O disco deve acomodar-se apropriadamente.
5.4.1.5.
Face de Junção do Molde
a face de junção não deve estar lascada.
a face de divisão deve estar sempre adequadamente limpa. Use um pano limpo ou jornal e esfregue até limpar. O
uso de escova de aço para limpar o molde causará danos por erosão e rapidamente destruirá o molde.
Nota 1: Uma inspeção apropriada de uma conexão com SOLDA EXOTÉRMICA depende também do pessoal de campo.
Olhe detidamente o tamanho, a cor, o acabamento da superfície e a porosidade da conexão.
5.5.
INSPEÇÃO DAS CONEXÕES – INDICADORES GERAIS
As instruções abaixo orientam a fazer inspeções significativas
Tamanho
Nenhuma porção do condutor dentro dos limites da solda deverá estar exposta;
A depressão máxima sob o suspiro nas conexões horizontais (depois da carepa ter sido removida) não deve
ser mais baixa do que o topo do condutor.
Figura 8
Uma baixa cobertura indica:
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não foi utilizado metal de solda em pó suficiente;
vazamento excessivo de metal;
posicionamento impróprio do condutor dentro do molde; e
movimento do condutor.
Cobertura excessiva (suspiro alto) indica:
utilizada quantidade excessiva de metal de solda em pó (a conexão ainda é aceitável); e
o volume aparente aumenta devido a agentes contaminantes no condutor ou no molde.
Figura 9
Cor
A cor de uma conexão de SOLDA EXOTÉRMICA é melhor observada depois de urna leve escovada na conexão utilizando
escova de aço. A coloração normalmente varia de dourada a bronzeada.
Ocasionalmente poderá ser prateada na parte superior. Esta cor prateada indica afloramento de estanho, condição normal.
Uma conexão de SOLDA EXOTÉRMICA para ferro fundido ou superfícies galvanizadas é habitualmente prateada devido à
liga dos metais.
Figura 10
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Acabamento da superfície
A superfície de uma conexão SOLDA EXOTÉRMICA deve ser razoavelmente suave e livre de depósitos de carepa. Se
resíduos de campa cobrirem mais de 20% da superfície da conexão, ou se algum condutor do cabo ficar exposto depois
que a carepa for removida, a conexão deve ser rejeitada.
Figura 11
Porosidade
A conexão deve estar essencialmente livre de porosidades. Porosidade excessiva, normalmente, e o resultado de
contaminantes (água, óleo, sujeira, etc.) no condutor e/ou no molde. Uns poucos poros podem estar presentes na
superfície do suspiro. A profundidade de um poro, nunca deve estender-se além do centro do condutor. Para verificar a
profundidade, sonde o poro com um arame de aço de 0,8 mm de diâmetro (clipe de papel). Rejeite a conexão se a
profundidade do poro ultrapassar o centro do condutor.
5.6.
GUIAS FOTOGRÁFICOS
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Como em todas as conexões elétricas, uma inspeção visual não é garantia de desempenho. Conexões roscadas ou
aparafusadas não podem ser inspecionadas visualmente, mas as conexões de SOLDA EXOTÉRMICA podem ser
inspecionadas visualmente e dão uma indicação da qualidade da solda. A inspeção visual é recomendada como
procedimento mínimo.
As conexões de SOLDA EXOTÉRMICA são normalmente classificadas como boas, aceitáveis ou rejeitadas.
Uma conexão boa é uma solda normal com apenas imperfeições mínimas na superfície.
Uma conexão aceitável é inferior a urna solda normal, mas ainda assim uma solda com bom desempenho.
As imperfeições indicam que:
é necessário um novo molde;
é necessária uma mudança de procedimento; e
o molde para o condutor e/ou metal de solda em pó apropriados devem ser utilizados.
Uma conexão rejeitada apresenta urna cobertura inadequada ou um suspiro muito alto devido a:
procedimento incorreto;
uso de equipamento incorreto e/ou equipamento utilizado além da sua vida útil; e
uso de material incorreto.
5.6.1.
Padrões de aceitação para Solda Exotérmica das Conexões
5.6.1.1.
Bom
Uma solda sólida com apenas mínimas imperfeições de superfície. (Ver figura 12)
Figura 12
5.6.1.2.
Aceitável
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Exemplo 1: A cobertura está abaixo do normal, mas ainda é suficiente. (Ver figura 13)
Figura 13
Exemplo 2: Um molde errado ou gasto foi utilizado, permitindo vazamento em torno do condutor. A cobertura nesta
conexão ainda é suficiente para admiti-la como aceitável. Cuidado com este molde é requisito básico para
fazer a conexão seguinte. (Ver figura 14)
Figura 14
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Exemplo 3: A presença de água/umidade nos fios do condutor ou molde, indica que um ou ambos não foram secos
apropriadamente. Embora o suspiro seja poroso, há solidez na solda O grau de porosidade não é suficiente
para rejeitar esta conexão. (Ver figura 15)
Figura 15
Exemplo 4: Acúmulos exagerados de carepa na superfície são causados pelo vazamento de metal de solda em pó através
do disco ou ainda pela inexistência do disco. Inspecione a situação da sede do disco do molde e verifique
previamente o posicionamento do disco para fazer a conexão seguinte. (Ver figura 16)
Figura 16
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Exemplo 5: Excesso de água nos fios do cabo e/ou molde. O cabo e o molde devem ser secos por aquecimento. Poderá
ser utilizado aqui um maçarico a gás propano. (Ver figura 17)
Figura 17
Exemplo 6: Ligeiros traços de carbono no cabo e na conexão são evidências de óleo nos fios do cabo. Os cabos com óleo
devem ser limpos previamente com solvente. (Ver figura 18)
Figura 18
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Exemplo 7: Densa cobertura de carbono no cabo e na conexão são evidências de grande quantidade de óleo ou graxa no
cabo. O cabo deve ser limpo com solvente. (Ver figura 19)
Figura 19
Exemplo 8: Cobertura muito baixa. A cavidade de solda não foi preenchida acima dos fios do cabo. As rebarbas indicam
que o molde não foi fechado firmemente devido á: molde incorreto, ajuste incorreto do fecho ou presença de
material estranho na junção do molde. Antes de fazer a conexão seguinte, verifique o molde em cada item
citado anteriormente. (Ver figura 20)
Figura 20
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Exemplo 9: Cobertura muito baixa. A cavidade de solda não foi preenchida acima dos fios do cabo. A falta de vazamento
indica que a quantidade de metal de solda em pó foi incorreta (muito pequena) ou escorreu por entre os
condutores. (Ver figura 21)
Figura 21
5.7.
GUIA DE CAMPO
Muitas das dificuldades de campo podem ser superadas verificando os seguintes detalhes:
5.7.1.
Problema A: o molde não fecha firmemente.
Verificar o ajuste dos fechos.
Verificar se há os cabos deformados ou tortos.
Verificar se há sujeira ou carepa na junção do molde.
Corrigir o tamanho do molde/cabo.
Nota 2: Caso seja necessário, utilize um fixador tipo “sargento” para melhorar o fechamento do molde.
5.7.2.
Problema B: a conexão está coberta com excesso de carepa.
Verificar um vazamento de metal de solda em pó foi causado no disco por:
grafite lascado no canal;
movimentação do disco quando o metal de solda em pó já estava depositado;
o disco não estava assentado apropriadamente; e
o disco não estava instalado.
Nota 3: Uma pequena quantidade de carepa na superfície da solda é considerada normal.
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5.7.3.
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Problema C: metal derretido é “ejetado” para fora do cadinho quando da execução de uma solda.
Vide item 5.6.4 (problema D)
5.7.4.
Problema D: a conexão ficou porosa.
Verificar a presença de umidade no condutor ou no molde.
seque o condutor através de enxugamento ou aquecimento; e
seque o molde com maçarico (acima de 100ºC) ou por ignição de uma quantidade de metal de solda em pó no molde,
sem condutores, tendo o cuidado de evitar queimaduras pelo escorrimento de metal derretido para fora do molde.
Verificar outros contaminantes (óleo, isolação, etc.) presentes nos condutores.
use um solvente para lavar o condutor e seque-o; e
caso haja isolação entre os fios, remova-a.
Verificar o material vedante de molde na cavidade de solda do molde.
somente aplique o material de vedação de molde no condutor depois de ter fechado o molde
5.7.5.
Problema E: os condutores não se soldam.
Verificar se os condutores não foram limpos e secos apropriadamente, da seguinte forma:
remova eventuais óxidos com uma escova de aço. Caso estejam muito oxidados, prepare a ponta do condutor
com um novo corte transversal e utilize moldes SOLDA EXOTÉRMICA para serviço pesado; e
seque os condutores com um maçarico.
Verificar se os condutores não estão bem posicionados no molde, da seguinte forma:
Verificar o ponto de encontro apropriado ou ajustar como exigido (veja a etiqueta do molde e leia as instruções que
acompanham o molde); e
Verifique para ter certeza que o ponto de encontro dos condutores esteja centrado sob o canal do molde.
5.7.6.
Problema F: a solda vaza em torno do condutor.
utilize material de vedação adequado em torno do condutor depois do molde fechado.
utilize o molde apropriado. O molde deve ter tamanho justo para o cabo que está sendo soldado.
caso o molde esteja excessivamente gasto, substitua-o por um molde novo.
5.7.7.
Problema G: a conexão apresenta rebarbas de solda - o metal de solda vazou.
Verificar se o molde está perfeitamente fechado.
Verificar se o molde não está sendo utilizado alem da sua vida útil e precisa ser substituído.
5.7.8.
Problema H: os cabos escapam do molde durante a soldagem.
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Utilize um grampo ou outros meios para evitar o movimento dos condutores quando da soldagem.
5.7.9.
Problema I: cobertura insuficiente de metal para cobrir os condutores.
Verificar se a quantidade apropriada de metal de solda em pó foi utilizada (veja a etiqueta do molde).
Verificar o espaço entre os condutores é excessivo (veja as instruções de posicionamento)
Verificar Vazamento no molde, conforme:
Ver o Problema E.
Ver o Problema G.
Ver o Problema H.
Verificar o movimento do condutor
5.7.10.
Problema J: o excesso de solda é muito alto.
Verificar se a quantidade apropriada de metal de solda em pó foi utilizada (veja o rótulo do molde).
Verificar a umidade no molde ou no condutor, conforme:
Ver Problema D.
5.7.11.
Problema K: o molde se gasta rapidamente
O molde deve produzir em média 50 conexões.
Usar o grampo para cabo, no caso de condutores sob tração.
Limpar o molde com uma escova macia, um pano limpo ou jornal. NÃO UTILIZE ESCOVA DE AÇO.
Ter cuidado ao remover o molde de uma conexão concluída, evitando lascar o molde.
5.7.12.
Problema L: ao soldar aço, a solda não adere.
Limpar o aço com urna lima ou esmeril para limpar o metal. Quando estiver esmerilando, utilize somente um
rebolo recomendado. Toda a camada de óxido, tinta, e/ou outra cobertura deve ser removida. Escova de aço não
será o suficiente. Graxa deve ser removida com solvente apropriado antes da limpeza.
Limpar as superfícies galvanizadas com escova de aço ou lixa. Entretanto, aço galvanizado a fogo deve ter o zinco
removido com uma lixadeira ou raspador.
Caso a superfície do aço esteja úmida, aqueça-a previamente com um maçarico (se possível do lado de trás).
Qualquer depósito de carbono da chama deve ser removido.
Caso os condutores não estejam na posição devida, verificar a folha de instruções.
5.7.13.
Problema M: em soldas ao ferro dúctil ou fundido, a solda não adere.
Remover qualquer carepa ou depósito antes de limpar.
Limpar a superfície com uma lixadeira ou esmeril para expor o metal. Quando estiver esmerilando, utilize somente o
rebolo recomendado.
Limpar a superfície com um solvente após esmerilar ou lixar
Utilizar pó de solda da liga metálica adequado.
6. REGISTROS APLICÁVEIS
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6.1.
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FCLMI - Formulários do Check-List Montagem Industrial, Anexo 2 – PS-005 – Projeto, Controle e
Desenvolvimento de Serviços e Produtos.
7. ANEXOS
7.1.
NA
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