IEC 62003: os ensaios de compatibilidade eletromagnética em equipamentos em usinas nucleares

Essa norma internacional, publicada em 2020 pela International Electrotechnical Commission (IEC), estabelece os requisitos para os ensaios de compatibilidade eletromagnética de instrumentação, controle e equipamentos elétricos fornecidos para uso em sistemas importantes para a segurança em usinas nucleares e outras instalações nucleares.

A IEC 62003:2020 – Nuclear power plants – Instrumentation, control and electrical power systems – Requirements for electromagnetic compatibility testing estabelece os requisitos para os ensaios de compatibilidade eletromagnética de instrumentação, controle e equipamentos elétricos fornecidos para uso em sistemas importantes para a segurança em usinas nucleares e outras instalações nucleares. O documento lista as normas IEC aplicáveis, principalmente a série IEC 61000, que definem os métodos gerais de ensaio e fornece os parâmetros e critérios específicos da aplicação necessários para garantir que os requisitos de segurança nuclear sejam atendidos.

Esta segunda edição cancela e substitui a primeira edição publicada em 2009. Esta edição inclui várias alterações técnicas significativas em relação à edição anterior. Por exemplo, o título foi modificado, o escopo foi expandido para abranger as considerações de compatibilidade eletromagnética magnética (electromagnetic magnetic compatibility – EMC) para equipamentos elétricos e passou a fornecer orientação para abordar o uso da tecnologia sem fio.

O texto buscou aprimorar a descrição do ambiente eletromagnético para fornecer esclarecimentos ao selecionar níveis de ensaios personalizados ou para isenções de ensaio, incluiu as informações de exemplo a serem contidas em um plano de ensaio de EMC e passou a fornecer as orientações para a caracterização do ambiente eletromagnético no ponto de instalação dentro de uma instalação nuclear.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO…………………… 4

INTRODUÇÃO ……………… 6

1 Escopo……………………… 8

2 Referências normativas…………. 8

3 Termos e definições…………….. 10

4 Termos abreviados………. …….. 11

5 Requisitos do ensaio de EMC……… 12

6 Ambiente eletromagnético………… 13

7 Ensaio de imunidade…….. ……….. 15

7.1 Geral…………………. …………… 15

7.2 Aplicabilidade……………… …….. 15

7.3 Incerteza da medição…………….. 15

7.4 Requisitos do ensaio………………. 16

7.5 Considerações sobre ensaios de imunidade para tecnologia sem fio……………. 19

8 Ensaio de emissões……………….. ……… 20

9 Considerações sobre o ensaio………. …… 21

10 Documentação do relatório de ensaio……………. 22

Anexo A (normativo) Critérios de qualidade funcional de I&C nuclear e ESE elétrica para imunidade…………….. 23

Anexo B (informativo) Características de qualidade que definem a classificação de severidade do ambiente eletromagnético nos locais onde I&C nuclear e energia elétrica do equipamento de força deve ser instalado……………. 24

Anexo C (informativo) Explicação dos graus de severidade dos ensaios para EMC…………………. 27

C.1 Geral…………….. …………….. 27

C.2 Imunidade a descargas eletrostáticas de acordo com a IEC 61000-4-2…………….. 27

C.3 Imunidade ao campo eletromagnético de radiofrequência de acordo com a IEC 61000-4-3 (ou IEC 61000-4-20) …….27

C.4 Imunidade a transientes elétricos rápido/rajadas de acordo com a IEC 61000-4-4……………. 28

C.5 Imunidade a surtos de distúrbios de grande energia, de acordo com a IEC 61000-4-5 ……… 28

C.6 Imunidade a distúrbios induzidos por campos de radiofrequência de acordo com a IEC 61000-4-6……………… 28

C.7 Imunidade ao campo magnético da frequência de potência de acordo com a IEC 61000-4-8…………. 28

C.8 Imunidade ao pulso do campo magnético de acordo com a IEC 61000-4-9…………………… 29

C.9 Imunidade a um campo magnético oscilatório amortecido de acordo com a IEC 61000-4-10………………… …… 29

C.10 Imunidade a quedas de tensão e interrupções curtas de tensão de acordo com a IEC 61000-4-11, IEC 61000-4-29 e IEC 61000-4-34………… 29

C.11 Imunidade a um pico de onda de anel de acordo com a IEC 61000-4-12………………. 29

C.12 Imunidade à distorção de harmônicos e inter-harmônicos, incluindo a sinalização da rede elétrica na porta de alimentação CA de acordo com a IEC 61000-4-13…….. 30

C.13 Imunidade a flutuações da tensão da fonte de alimentação de acordo com a IEC 61000-4-14…………………. 30

C.14 Imunidade a distúrbios conduzidos no modo comum na faixa de frequências de 0 Hz a 150 kHz, de acordo com a IEC 61000-4-16…………… 30

C.15 Imunidade a ondulações nas portas de energia de entrada CC de acordo com a IEC 61000-4-17……….. 30

C.16 Imunidade a distúrbios oscilatórios amortecidos de acordo com a IEC 61000-4-18……….. 31

C.17 Imunidade à variação da frequência de potência de acordo com a IEC 61000-4-28……….. 31

Anexo D (informativo) Diretrizes para os ensaios e avaliação do ambiente do sistema eletromagnético em uma usina nuclear…………………….. 32

Anexo E (informativo) Diretrizes para ensaios e avaliação de conformidade com os requisitos para emissões e imunidade da operação de I&C nuclear e eletricidade do equipamento………………. 33

Anexo F (informativo) Exemplo de forma de plano de ensaio para I&C nuclear e elétrica e para os ensaios de equipamentos para emissões e imunidade…………………… 34

Anexo G (informativo) Exemplo de forma de relatório de ensaio para I&C nuclear e elétrica dos ensaios de equipamentos para emissões e imunidade……………….. 35

Anexo H (informativo) Ensaio EMC da eletrônica de potência e dos acionamentos de velocidade ajustável……… 36

Bibliografia…………. ………………….. 38

Figura 1 – Exemplos de portas………………. 11

Figura 2 – Exemplo da situação de uma central elétrica…. 14

Tabela 1 – Descrição dos ensaios de imunidade e emissões CEM aplicáveis para I&C nuclear e dos equipamentos elétricos importantes para a segurança……………….. 13

Tabela 2 – Especificações de imunidade – Porta do gabinete………………… 16

Tabela 3 – Especificações de imunidade – Portas de sinal e controle………… ……… 17

Tabela 4 – Especificações da imunidade – Portas de entrada e saída ca de baixa tensão……………. 18

Tabela 5 – Especificações de imunidade – Portas de entrada e saída de baixa tensão CC……………. 19

Tabela 6 – Limites para emissões irradiadas de I&C nuclear e equipamento elétrico ………… 20

Tabela 7 – Limites para emissões conduzidas de I&C nuclear e equipamento elétrico……….. 21

Tabela A.1 – Critérios de qualidade funcional de I&C nuclear e ESE elétrico para imunidade……… 23

Tabela B.1 – Características de qualidade que definem a classificação eletromagnética e severidade do meio ambiente nos locais onde I&C nuclear e equipamentos elétricos devem ser instalados………………….. 24

Tabela H.1 – IEC 61800-3, limites de emissões conduzidos para a categoria C3 e sistema de distribuição no segundo ambiente (industrial típico) …………………………….. 36

Tabela H.2 – Limites de emissões irradiadas pela IEC 61800-3 para distribuição de energia da categoria C3 no sistema no segundo ambiente (industrial típico) ………………. 37

Esta norma internacional foi preparada e baseada, em grande medida, na aplicação atual da série IEC 61000 para qualificação de equipamentos comerciais para compatibilidade eletromagnética (EMC). Pretende-se que esta norma seja usada por operadores de usinas nucleares (concessionárias), avaliadores de sistemas e licenciadores.

A situação da norma atual na estrutura da série padrão SC 45A IEC 62003 é o documento SC 45A de terceiro nível que trata da questão da qualificação para compatibilidade eletromagnética (EMC) aplicável a Instrumentação e Controle (I&C) e sistemas elétricos importantes para segurança em instalações nucleares. Para mais detalhes sobre a estrutura da série padrão SC 45A, veja o texto abaixo desta introdução.

A recomendação e a limitação em relação à aplicação desta norma: é importante observar que esta norma não estabelece requisitos funcionais adicionais para sistemas de segurança, mas esclarece os critérios a serem aplicados para a qualificação de interferência eletromagnética e de radiofrequência (EMI/RFI) do mercado comercial. Os aspectos para os quais requisitos e recomendações especiais foram produzidos são: série IEC 61000 com qualificações específicas para aplicações nucleares em todo o mundo; interpretações regulatórias para requisitos no nível de qualificação necessário e tipos de ensaios recomendados para lidar com todos os estressores ambientais em potencial, relacionados a esse tipo de qualificação; IEC 61000-6-2, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 6-2: Padrões genéricos – Imunidade para ambientes industriais, atende aos requisitos para todos os ambientes industriais, enquanto esse padrão trata especificamente de ambientes em instalações nucleares.

Esta norma visa se alinhar com as orientações contidas nas normas IEC 61000-6-5 e IEC 61000-6-7, sempre que possível. As considerações adicionais dessas normas podem ser usadas em conjunto com esta norma ao abordar a EMC de eletricidade e I&C equipamentos em instalações nucleares. A descrição da estrutura da série padrão IEC SC45A e relações com outros documentos IEC e outros documentos de organismos (IAEA, ISO) Os documentos de nível superior da série padrão IEC SC45A são IEC 61513 e IEC 63046.

A IEC 61513 fornece requisitos gerais para sistemas e equipamentos de I&C que são usados para executar funções importantes para a segurança nas plantas nucleares. A IEC 63046 fornece requisitos gerais para sistemas de energia elétrica de centrais nucleares; abrange sistemas de fornecimento de energia, incluindo os sistemas de fornecimento dos sistemas de I&C. As normas IEC 61513 e IEC 63046 devem ser consideradas em conjunto e no mesmo nível. As normas IEC 61513 e IEC 63046 estruturam a série padrão IEC SC45A e formam uma estrutura completa, estabelecendo requisitos gerais para instrumentação, controle e sistemas elétricos para usinas nucleares.

A IEC 61513 e a IEC 63046 se referem diretamente a outros padrões da IEC SC45A para tópicos gerais relacionados à categorização de funções e classificação de sistemas, qualificação, separação, defesa contra falha de causa comum, design da sala de controle, compatibilidade eletromagnética, segurança cibernética, aspectos de software e hardware para programação. sistemas digitais, coordenação de requisitos de segurança e gestão do envelhecimento. As normas referenciadas diretamente neste segundo nível devem ser consideradas em conjunto com a IEC 61513 e a IEC 63046 como um conjunto consistente de documentos.

Em um terceiro nível, as normas IEC SC45A não referenciadas diretamente pela IEC 61513 ou IEC 63046 são as normas relacionadas a equipamentos, métodos técnicos ou atividades específicas. Geralmente esses documentos, que fazem referência a documentos de segundo nível para tópicos gerais, podem ser usados por si próprios. Um quarto nível, estendendo a série IEC SC45, corresponde aos relatórios técnicos que não são normativos.

A série de normas IEC SC45A implementa e detalha consistentemente os princípios de segurança e proteção e os aspectos básicos fornecidos nas normas de segurança da IAEA relevantes e nos documentos relevantes da série de segurança nuclear da IAEA (NSS). Em particular, isso inclui os requisitos da AIEA SSR-2/1, estabelecendo requisitos de segurança relacionados ao

projeto de usinas nucleares, o guia de segurança da IAEA SSG-30, que trata da classificação de segurança de estruturas, sistemas e componentes em centrais nucleares, o guia de segurança da AIEA SSG-39, que trata do projeto de sistemas de instrumentação e controle para centrais nucleares, o Guia de segurança da IAEA SSG-34, que trata do projeto de sistemas de energia elétrica para centrais nucleares e o guia de implementação NSS17 para segurança de computadores em instalações nucleares. A terminologia e definições de segurança usadas pelas normas SC45A são consistentes com as usadas pela IAEA.

A IEC 61513 e a IEC 63046 adotaram um formato de apresentação semelhante à publicação básica de segurança IEC 61508, com uma estrutura de ciclo de vida geral e uma estrutura de ciclo de vida do sistema. Em relação à segurança nuclear, as normas IEC 61513 e IEC 63046 fornecem a interpretação dos requisitos gerais das normas IEC 61508-1, IEC 61508-2 e IEC 61508-4, para o setor de aplicações nucleares.

Nesta estrutura, as IEC 60880, IEC 62138 e IEC 62566 correspondem à IEC 61508-3 para o setor de aplicações nucleares. As normas IEC 61513 e IEC 63046 referem-se à ISO, bem como à IAEA GS-R parte 2 e IAEA GS-G-3.1 e IAEA GS-G-3.5 para tópicos relacionados à garantia de qualidade (QA). No nível 2, em relação à segurança nuclear, a IEC 62645 é o documento de entrada para os padrões de segurança IEC/SC45A. Baseia-se nos princípios válidos de alto nível e nos principais conceitos das normas genéricas de segurança, em particular ISO/IEC 27001 e ISO/IEC 27002; adapta-os e os completa para se ajustarem ao contexto nuclear e coordenar com a série IEC 62443. No nível 2, a IEC 60964 é o documento de entrada para os padrões das salas de controle IEC/SC45A e a IEC 62342 é o documento de entrada para as normas de gestão de envelhecimento.

Os requisitos para os módulos de concreto armado pré-moldados

É fundamental conhecer as características dos materiais, parâmetros de dosagem, características do acabamento, método de cura, dimensões e tolerâncias, bem como os critérios para inspeção e ensaios e os parâmetros para aceitação de módulos de concreto armado pré-moldados, destinados à execução de poços de visita e poços de inspeção.

A NBR 16085 de 03/2020 – Poços de visita e inspeção pré-moldados em concreto armado para sistemas enterrados — Requisitos e métodos de ensaio especifica os requisitos mínimos para fabricação, controle da qualidade e recebimento de módulos de concreto armado pré-moldados, para execução de poços de visita ou inspeção de sistemas enterrados, como, por exemplo, redes de distribuição de água, drenagem, eletricidade, telefonia, gás, coleta de esgoto sanitário ou demais serviços correlatos. Especifica as características dos materiais, parâmetros de dosagem, características do acabamento, método de cura, dimensões e tolerâncias, bem como os critérios para inspeção e ensaios e os parâmetros para aceitação de módulos de concreto armado pré-moldados, destinados à execução de poços de visita e poços de inspeção. Para os efeitos desta norma, aplicam-se os mesmos requisitos aos elementos de concreto armado pré-moldados e pré-fabricados, sendo ambos referenciados por esta norma apenas como pré-moldados.

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Como pode ser definido um poço de inspeção?

Como devem ser produzidas as fôrmas para o concreto?

Quais devem ser os diâmetros e as alturas úteis dos módulos de seção circular?

Quais são as dimensões em planta dos módulos de seção retangular?

As soluções estruturais adotadas devem ser determinadas por profissional habilitado, responsável técnico pelo projeto, com apresentação de memória de cálculo do dimensionamento estrutural e respectivo desenho de fôrma e armação, acompanhados da respectiva Anotação de Responsabilidade Técnica. As soluções estruturais devem atender aos requisitos de qualidade estabelecidos pelas normas brasileira pertinentes, relativos à capacidade resistente, ao desempenho em serviços e à durabilidade da estrutura, conforme especificado na NBR 6118.

Quando os poços de visita (PV) ou de inspeção (PI) forem utilizados em locais onde ocorrem a passagem de esgoto sanitário ou efluente industrial, o responsável técnico pelo projeto deve apresentar solução que assegure a estanqueidade do sistema de encaixe e atenda aos requisitos específicos desta norma. Os PV e PI de concreto armado pré-moldados são enquadrados na categoria de condutos rígidos, ou seja, devem suportar as cargas por sua própria resistência.

Como as cargas devem ser consideradas as cargas de terra, as sobrecargas móveis e demais cargas eventuais, caso existam, que cada situação de aplicação requer. Podem ser produzidos PV ou PI de características especiais, específicos para aplicação em um determinado empreendimento, desde que o projeto seja elaborado por profissional habilitado e a memória de cálculo seja disponibilizada para verificação do comprador ou seu preposto.

Igualmente aos PV e PI padronizados nesta norma, os PV e PI de características especiais estão sujeitos à inspeção, conforme a Seção 8. Os requisitos relacionados à capacidade resistente e ao desempenho em serviço são estabelecidos pelos critérios adotados no dimensionamento estrutural das peças. Os requisitos relacionados à durabilidade, que indicam a capacidade da estrutura de resistir às influências ambientais, devem ser determinados em comum acordo entre o consumidor ou seu preposto e o autor do projeto estrutural.

Em qualquer situação de utilização dos PV e PI, devem ser seguidos os parâmetros relacionados à relação água/cimento em massa, à classe do concreto, ao consumo de cimento Portland por metro cúbico de concreto e ao cobrimento nominal das armaduras, conforme a classe de agressividade ambiental externa ao PV ou PI, estabelecida pelas NBR 6118 e NBR 12655. Em caso de sobreposição, prevalecem os requisitos específicos estabelecidos nesta norma.

Todos os módulos previstos por esta norma devem ter suas aberturas executadas durante o processo de fabricação. Quando necessária a execução de intervenção na obra, esta deve ser realizada com o auxílio de máquina extratora, de modo a evitar danos à peça. Não podem ser realizadas intervenções com equipamentos manuais.

Quando os PV ou PI forem utilizados para passagem de esgoto sanitário, efluente industrial ou drenagem pluvial com comprovada contaminação por esgoto, é obrigatório o uso de cimento resistente aos sulfatos, conforme a NBR 16697. Nos demais casos, pode ser utilizado qualquer tipo de cimento Portland, de acordo com a NBR 16697. Deve ser rejeitado, independentemente de ensaios de laboratório, todo e qualquer cimento que indique sinais de hidratação ou que esteja acondicionado em sacos que se apresentem manchados, úmidos ou avariados.

Os agregados devem atender aos requisitos da NBR 7211, sendo sua dimensão máxima característica limitada ao menor valor entre um terço da espessura da parede do módulo de concreto e o cobrimento mínimo da armadura ou, no caso de peças reforçadas exclusivamente com fibras de aço, um terço da espessura da parede do módulo. Os agregados devem ser estocados de forma a evitar a contaminação e mistura de materiais diferentes e devem atender aos requisitos especificados na NBR 15577-1 em relação ao seu potencial de reatividade com álcalis do concreto. Devem proceder às medidas preventivas específicas para cada caso.

A água deve ser límpida, isenta de teores prejudiciais de sais, óleos, ácidos, álcalis e substâncias orgânicas, e não alterar a reologia do concreto, atendendo aos requisitos da NBR 15900-1. Os aditivos utilizados no concreto devem atender ao disposto na NBR 11768 e o teor de íon cloro no concreto não pode ser maior que 0,15%, determinado conforme a NBR 10908. Os aditivos devem ser armazenados em local abrigado de intempéries, umidade e calor, respeitando-se seu prazo de validade.

As adições, quando utilizadas, não podem conter elementos nocivos que influenciem negativamente na resistência, endurecimento, estanqueidade e durabilidade do concreto ou que provoquem corrosão da armadura, devendo ser seguidas as NBR 12653, NBR 13956-1 e NBR 15894. O aço deve atender às NBR 7480 e/ou NBR 7481, conforme o processo de montagem da armadura. Os lotes devem ter homogeneidade quanto às suas características geométricas e devem se apresentar sem defeitos.

São rejeitados os aços que se apresentarem em processo de corrosão e oxidação, com redução de seção. Ao ser armazenado, o aço deve ser protegido do contato direto com o solo, sendo apoiado sobre uma camada de brita ou sobre vigas de madeira transversais aos feixes. Recomenda-se cobrir o aço com plástico ou lona, protegendo-o da umidade e de ataque de agentes agressivos.

Quando os PV ou PI forem utilizados em locais onde a agressividade do meio for classe IV, conforme a NBR 12655, ou para passagem de esgoto sanitário, efluente industrial ou drenagem pluvial com comprovada contaminação por esgoto, a relação água/cimento deve ser de no máximo 0,45, expressa em litros de água por quilograma de cimento. Nos demais casos, a relação água/cimento deve ser de no máximo 0,50, expressa em litros de água por quilograma de cimento.

Para assegurar a qualidade do concreto endurecido, as operações de mistura, transporte, lançamento, adensamento e cura do concreto fresco devem ser realizadas de acordo com o disposto na NBR 12655. As juntas entre os módulos do PV ou do PI, e as juntas entre a rede e a base do PV ou PI, no caso de redes de esgoto sanitário, efluente industrial ou drenagem pluvial com comprovada contaminação por esgoto, devem ser estanques e do tipo elástica, com a utilização de anel de borracha ou de elemento elastomérico projetado especificamente para este fim. As juntas entre os módulos do PV ou do PI, e as juntas entre a rede e a base do PV ou PI, nos demais casos, podem ser do tipo rígida, elástica ou projeto especial.

Juntas de borracha, quando utilizadas, devem atender aos requisitos da ABNT NBR 16687. A disposição das armaduras dentro da fôrma deve ser tal que impeça sua movimentação durante o processo de lançamento e adensamento do concreto. As emendas são permitidas somente se estiverem conforme as NBR 8548 e NBR 6118.

O detalhamento das armaduras deve estar de acordo com o especificado nas NBR 8890, NBR 15396 e NBR 16584. Os módulos de PV e PI devem ter suas configurações conforme descritas nessa norma. Os PV e PI de seção circular são os PV e PI formados por módulos de seção circular, conforme a figura abaixo.

A classe de resistência mecânica do módulo de anel deve ser calculada para cada situação de utilização, não podendo ser inferior à NBR 8890:2018, classe EA2. A resistência de cálculo do concreto declarada pelo fabricante deve ser igual ou superior a 30 MPa para classe III de agressividade do meio e igual ou superior a 40 MPa para classe IV de agressividade do meio. Para determinação da resistência devem ser moldados corpos de prova conforme a NBR 5738.

O ensaio de compressão axial para determinação da resistência deve ser realizado conforme a NBR 5739. O comprador pode fazer o acompanhamento da moldagem dos corpos de prova durante o processo de produção das peças, não sendo permitida a extração de ensaio testemunhos de peças já moldadas e/ou aplicadas, como programa regular de controle da resistência para fins de aceitação da peça.

Os módulos dos PV e PI devem ter sua absorção de água determinada conforme ensaio descrito na NBR 9778, sendo a absorção máxima de água em relação à sua massa seca limitada a 6% nos casos de utilização para passagem de esgoto sanitário, efluente industrial ou drenagem pluvial com comprovada contaminação por esgoto, ou 8% para os demais casos.

A resistência à compressão axial do concreto

A extração de testemunhos de estruturas se aplica às situações previstas em normas técnicas e, em todos os casos, sua realização depende da aprovação prévia de um engenheiro responsável.

Confirmada em dezembro de 2019, a NBR 7680-1 de 01/2015 – Concreto – Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto – Parte 1: Resistência à compressão axial estabelece os requisitos exigíveis para os processos de extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto. Esta Parte 1 da NBR 7680 trata especificamente das operações relativas à resistência à compressão axial de corpos de prova cilíndricos de concreto. Os resultados obtidos pelo procedimento estabelecido nesta Parte 1 da NBR 7680 podem ser utilizados: para aceitação definitiva do concreto, em casos de não conformidade da resistência à compressão do concreto com os critérios da NBR 12655; para avaliação da segurança estrutural de obras em andamento, nos casos de não conformidade da resistência à compressão do concreto com os critérios da NBR 12655; para verificação da segurança estrutural em obras existentes, tendo em vista a execução de obras de retrofit, reforma, mudança de uso, incêndio, acidentes, colapsos parciais e outras situações em que a resistência à compressão do concreto deva ser conhecida.

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Como deve ser a integridade dos testemunhos?

Quais devem ser as dimensões dos testemunhos?

Quais os procedimentos para a determinação da resistência à compressão?

Quais são os coeficientes de correção a serem aplicados?

A extração de testemunhos de estruturas se aplica às situações previstas na Seção 1. Em todos os casos, sua realização depende da aprovação prévia de um engenheiro responsável. Nos casos controversos que envolvam mais de um interveniente, a extração deve ser antecipadamente planejada em comum acordo entre as partes envolvidas (responsável pelo projeto estrutural, pela execução da obra, pela extração dos testemunhos e, quando for o caso, pela empresa de serviços de concretagem, entre outros).

Sempre que for considerada necessária, a realização de extração de testemunhos deve ser precedida de estudos com base nos documentos disponíveis (projetos, memórias de cálculo, memoriais descritivos e outros), de forma a balizar a obtenção de informações consistentes e evitar extrações desnecessárias, que podem minorar a capacidade resistente da estrutura em avaliação. A extração de testemunhos de estruturas em execução é aplicável quando a resistência característica à compressão do concreto (fck) não for atingida a partir dos critérios previstos na NBR 12655 para aceitação automática do concreto no estado endurecido.

Neste caso, para evitar danos desnecessários à estrutura, antes da realização da extração, deve ser solicitado ao projetista estrutural que verifique a segurança estrutural a partir do valor da resistência característica à compressão estimada (fck,est), calculada com base nos resultados obtidos a partir dos ensaios dos corpos de prova moldados, conforme previsto na NBR 12655. Feita esta análise, tem-se duas possibilidades: o resultado da análise é positivo: os requisitos de avaliação da segurança estrutural são considerados atendidos com a resistência, fck,est, obtida conforme a NBR 12655, para a estrutura ou parte dela.

Neste caso, não é necessária a realização de extrações de testemunhos e o projetista estrutural aceita a nova resistência, fck,est, obtida. O resultado da análise é negativo: deve ser feito um planejamento da extração de testemunhos, considerando os critérios desta Parte 1 da NBR 7680, em comum acordo com todas as partes envolvidas. O equipamento utilizado para realizar a extração de testemunhos deve permitir a obtenção de amostras homogêneas e íntegras do concreto da estrutura.

Para extrair testemunhos cilíndricos, deve ser empregado um conjunto de extratora provido de cálice e coroa diamantada, ou outro material abrasivo equivalente, que possibilite realizar o corte dos testemunhos com as dimensões estabelecidas, sem danificar excessivamente a estrutura. O equipamento deve possibilitar refrigeração à água do local do corte do concreto e minimizar vibrações, que devem ser evitadas para se obter paralelismo entre as geratrizes dos testemunhos extraídos e evitar ondulações em sua superfície.

O procedimento para a amostragem, na formação de lotes de estruturas em execução, aplica-se no caso de dúvidas quanto à resistência à compressão axial do concreto aos critérios da NBR 12655. O lote a ser analisado deve corresponder ao estabelecido na tabela abaixo. O lote deve abranger um volume de concreto que possibilite decidir sobre a segurança da estrutura, mas a extração de testemunhos deve ser tão reduzida quanto possível, para evitar maiores danos aos elementos estruturais analisados.

Os lotes não identificados por mapeamento durante a concretagem (lotes sem rastreabilidade) podem ser mapeados por meio de ensaios não destrutivos. Pode ser utilizado qualquer procedimento confiável, sendo adequado empregar a avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão (NBR 7584) ou a determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica (NBR 8802). Os métodos não destrutivos também podem ser utilizados para comprovar a homogeneidade do concreto em um lote identificado por mapeamento.

Todos os ensaios devem ser realizados por equipe competente, pois existem fatores que podem confundir as análises. Diferentes alturas de ensaios, diferentes texturas superficiais (devido a formas), diferentes taxas de armaduras, pequenos cobrimentos, ou até mesmo diferenças na umidade interna do concreto, podem alterar os resultados de avaliações de ensaios não destrutivos.

Os requisitos relativos à formação de lotes para extração de testemunhos, em função do tipo de amostragem realizada para o controle de aceitação (NBR 12655), assim como a quantidade de testemunhos a serem extraídos de cada lote, estão estabelecidos na tabela acima. Os requisitos relativos ao mapeamento, à formação de lotes e à quantidade de testemunhos a serem extraídos estão estabelecidos na tabela acima.

No caso de estruturas sem histórico do controle tecnológico, estas devem ser divididas em lotes, identificados em função da importância dos elementos estruturais que as compõem e da homogeneidade do concreto, que deve ser avaliada por meio de ensaios não destrutivos. O local para a extração de testemunhos em uma estrutura deve ser determinado por consenso entre o tecnologista de concreto, o construtor e o projetista da estrutura, de forma a reduzir os riscos de extração em locais inadequados.

Devem ser obedecidas as seguintes condições: a estrutura deve ser dividida em lotes; os testemunhos devem ser extraídos a uma distância maior ou igual ao seu diâmetro com relação às bordas do elemento estrutural ou a juntas de concretagem; a distância mínima entre as bordas das perfurações não pode ser inferior a um diâmetro do testemunho; não podem ser cortadas armaduras. Para evitar este risco, deve ser usado um detector de metais (pacômetro), ou procedimento equivalente, ou prospecção por retirada do cobrimento.

Além disso, em pilares, paredes e elementos verticais passíveis de sofrerem com maior intensidade o fenômeno de exsudação, deve-se realizar a extração dos testemunhos pelo menos 30 cm distante dos limites superior e inferior da etapa de concretagem do elemento estrutural e acima da região de traspasse das barras longitudinais. Caso seja necessário estimar a resistência do concreto no topo do pilar, quando de concretagens realizadas em duas etapas, em conjunto com vigas e lajes, recomenda-se que a extração seja realizada na viga contigua, em local sugerido pelo autor do projeto estrutural.

Quando da extração de mais de um testemunho no mesmo pilar, estes devem ser retirados na mesma prumada, obedecendo à distância mínima entre furos. Recomenda-se que a redução da seção transversal de um pilar pelo furo deixado pelo testemunho extraído seja sempre inferior a 10%. A segurança estrutural deve ser assegurada em todas as etapas (antes, durante e após a extração) e, quando necessário, com o uso de escoramentos.

Para a escolha das dimensões dos testemunhos a serem extraídos, o diâmetro de um testemunho cilíndrico utilizado para determinar a resistência à compressão deve ser pelo menos três vezes a dimensão máxima característica do agregado graúdo contido no concreto e preferencialmente maior ou igual a 100 mm. No caso de elementos estruturais cuja concentração de armaduras torne inviável a extração de testemunho de diâmetro igual ou superior a 100 mm, sem danificar a armadura, permite-se a extração de testemunho com diâmetro igual a 75 mm.

A relação altura/diâmetro dos testemunhos cilíndricos deve ser o mais próximo possível de dois, após preparo (conforme 4.2.4), obedecendo sempre a seguinte condição: 1 ≤ h/d ≤ 2, onde h é a altura do testemunho; d é o diâmetro do testemunho. Em casos específicos, podem ser utilizados testemunhos de diâmetro menor que 75 mm e igual ou maior que 50 mm, desde que acordado entre as partes envolvidas. Neste caso, o número mínimo de testemunhos deve ser o dobro do estabelecido na tabela acima.

Para o corte e retirada dos testemunhos, na data da extração, o concreto deve ter resistência que permita a retirada do testemunho mantendo sua integridade. A extração deve ser precedida de uma verificação experimental do posicionamento das armaduras, como, por exemplo, com a utilização de um detector de metais (pacômetro), concomitantemente com o estudo do projeto estrutural. Caso ocorra o corte involuntário de armaduras, este fato deve ser imediatamente informado ao projetista estrutural.

A operação de extração deve ser realizada considerando as recomendações gerais de uso da aparelhagem previstas pelo fabricante do equipamento de extração. A retirada do testemunho após o corte deve ser feita de forma que se provoque um esforço ortogonal ao eixo do testemunho, em seu topo, rompendo o concreto em sua base. Este esforço pode ser provocado pela introdução de uma ferramenta nas interfaces entre o testemunho e o orifício, em posições alternadas, usando a ferramenta como alavanca, com o necessário cuidado para não romper as bordas do testemunho.

O desempenho de analisadores de correntes de processos

Aplica-se a uma determinada faixa de medição para o parâmetro de interesse. Caso haja mais de uma faixa de medição, convém aplicar o procedimento de validação inicial para cada nível específico.

 

A NBR 16808 de 11/2019 – Validação de desempenho de sistemas de analisadores de correntes de processos estabelece os procedimentos para validação inicial e contínua de desempenho de sistemas de analisadores de correntes de processos. Não estabelece procedimentos para calibração ou manutenção de sistemas de analisadores de correntes de processos e não fornece procedimentos para amostragem. É aplicável a uma determinada faixa de medição para o parâmetro de interesse. Caso haja mais de uma faixa de medição, convém aplicar o procedimento de validação inicial para cada nível específico.

Também é conveniente avaliar a necessidade de validar o sistema analítico em vários níveis, nos casos em que os dados apresentarem comportamento heterocedástico, ou seja, quando as variâncias não forem estatisticamente iguais ao longo da faixa de trabalho (ver A.1.3). O uso de várias curvas analíticas em diferentes faixas para medir o mesmo parâmetro é um indicativo da necessidade de validação em diferentes níveis. Quando não há interesse de validar toda a faixa de trabalho do sistema analítico, este pode ser validado em apenas um nível, por exemplo, aquele que abrange o valor da especificação do parâmetro. A ASTM D6299 estabelece um nível do parâmetro de interesse como sendo a faixa de valores que compreende duas vezes a reprodutibilidade do ensaio de referência.

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Como deve ser executado um gráfico sequencial com dados em ordem cronológica?

Como fazer a avaliação da distribuição e tratamento de dados aberrantes?

Quais as regras para identificação de padrões de comportamento não aleatórios?

Como fazer a avaliação de medida de posição de dados pareados?

Pode-se definir um sistema de analisadores de correntes de processos instrumentação de processo, composta por um ou mais analisadores e sistemas para coleta e tratamento de amostras, bem como para aquisição, tratamento e transmissão de sinais, utilizado para medir e transmitir a composição química, propriedades químicas ou propriedades físicas diferentes da temperatura, pressão, vazão, nível ou vibração de uma ou mais correntes de processo. Para a aplicação dos procedimentos descritos por esta Norma, o sistema analítico deve estar em condições normais de operação, segundo os requisitos especificados pelo fabricante.

A coleta das amostras deve ser feita: de forma representativa, com as amostras acondicionadas seguindo procedimentos específicos para cada tipo de fluido ou ensaio; com o processo em condições estáveis de operação, nos casos em que o procedimento de validação utilizar amostras de processo; em pelo menos dois períodos distintos (manhã, tarde ou noite), respeitando um intervalo mínimo de 6 h entre as coletas; sempre que possível, por diferentes técnicos; em um prazo mínimo de uma semana e máximo de dez semanas; sempre que possível, a montante do sistema analítico.

Neste caso, a coleta da amostra a montante do sistema analítico produz um resultado de validação que representa o sistema analítico como um todo. Considerar o tempo de transporte da amostra do ponto de coleta até o analisador. Para o cálculo do tempo de transporte, convém consultar a ASTM D7278.

Em determinadas situações, mesmo após investigar as causas e tomar as ações corretivas necessárias, o sistema analítico ainda pode ser considerado não validado por meio dos critérios estabelecidos nesta norma. Nestes casos, é de responsabilidade do usuário avaliar a possibilidade de aplicação de critérios apropriados para a utilização do sistema analítico avaliado.

Essa norma utiliza o nível de confiança de 95% para todos os testes estatísticos descritos. O Anexo B contém a descrição e exemplos dos testes estatísticos utilizados nesta norma. Para a validação inicial, selecionar, conforme o caso, o procedimento de validação a ser utilizado, de acordo com o fluxograma apresentado na figura abaixo.

O procedimento A trata da validação com ATP e AR por meio de testes de comparação de medidas de posição e de dispersão, usando obrigatoriamente um ER. Na coleta dos dados, coletar no mínimo 10 ATP distintas, conforme 3.1 e 3.2. Obter e registrar resultados pareados das ATP pelo sistema analítico e ER. Calcular, para cada par, as diferenças dos valores obtidos em 4.3.2.1, conforme a equação a seguir: Diferença do par = (Resultado do sistema analítico de processo) – (Resultado do ER).

Realizar a avaliação dos dados, conforme A.1, utilizando os valores das diferenças dos pares. Se os dados não forem aprovados, o sistema analítico é considerado não validado. Neste caso, investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar o procedimento. Para a avaliação de medida de posição de dados pareados, realizar avaliação de medida de posição de dados pareados, conforme A.2. 4.3.4.2 Se o sistema analítico não for aprovado, é considerado não validado. Neste caso, investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar o procedimento.

Selecionar uma AR ou uma ATP, entre as utilizadas em 4.3.2.1, ou uma nova, desde que o valor determinado da propriedade esteja dentro da faixa de interesse, e obter no mínimo dez determinações pelo sistema analítico e pelo ER, observando os requisitos estabelecidos em 3.1 e 3.2. Para a avaliação dos dados, realizar avaliação dos dados obtidos tanto pelo sistema analítico quanto pelo ER, conforme A.1. Se os dados do sistema analítico ou do ER não forem aprovados, o sistema analítico é considerado não validado. Neste caso, investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar o procedimento. Realizar a avaliação de medida de dispersão, conforme A.4.

Se o sistema analítico não for aprovado, é considerado não validado. Neste caso, investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar o procedimento. Se o sistema analítico for aprovado, é considerado validado. O sistema analítico deve produzir resultados confiáveis, com precisão e exatidão compatíveis com o ER.

O procedimento B trata da validação com uma única AR ou amostra sintetizada em laboratório por meio de testes de comparação de medidas de posição e de dispersão, usando obrigatoriamente um ER. Realizar no mínimo dez determinações com a mesma AR ou a mesma amostra sintetizada em laboratório pelo sistema analítico e pelo ER. Realizar avaliação dos dados obtidos tanto pelo sistema analítico quanto pelo ER, conforme A.1.

Se os dados do sistema analítico ou do ER não forem aprovados, o sistema analítico é considerado não validado. Investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar este procedimento. Para a avaliação de medida de dispersão, realizar a avaliação de medida de dispersão, conforme A.4. Se o sistema analítico não for aprovado, é considerado não validado. Neste caso, investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar o procedimento.

Para a avaliação de medida de posição de dados não pareados, realizar a avaliação de medida de posição de dados não pareados, conforme A.3. Se o sistema analítico não for aprovado, é considerado não validado. Investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar o procedimento. Se o sistema analítico for aprovado, é considerado validado. O sistema analítico deve produzir resultados confiáveis, com precisão e exatidão compatíveis com o ER.

O procedimento C trata da validação com ATP pelo teste de comparação de medidas de posição, usando obrigatoriamente um ER, conforme a Figura 4 (disponível na norma). Para a coleta dos dados, coletar no mínimo dez ATP distintas, conforme 3.1 e 3.2. Obter e registrar resultados pareados das ATP pelo sistema analítico e ER. Calcular a diferença para cada par de resultados: Diferença do par = (Resultado do sistema analítico) – (Resultado do ER). Para a avaliação dos dados, realizar avaliação dos dados, conforme A.1, utilizando os valores das diferenças dos pares.

Se os dados não forem aprovados, o sistema analítico é considerado não validado. Investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar este procedimento. Realizar avaliação de medida de posição de dados pareados, conforme A.2. Se o sistema analítico não for aprovado, é considerado não validado. Investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar este procedimento. Se o sistema analítico for aprovado, é considerado validado. O sistema analítico deve produzir resultados confiáveis, com exatidão compatível com o ER.

O procedimento D trata da validação com AR, com uso de intervalo de confiança. Realizar no mínimo dez determinações com a mesma AR pelo sistema analítico, conforme 3.1 e 3.2. Para a avaliação dos dados, realizar avaliação dos dados, conforme A.1. Se os dados não forem aprovados, o sistema analítico é considerado não validado. Investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar este procedimento (ver 3.3).

Para a avaliação de medida de posição pelo intervalo de confiança, realizar a avaliação de medida de posição pelo intervalo de confiança, conforme A.5. Se o sistema analítico não for aprovado, é considerado não validado. Investigar as causas, tomar as ações corretivas necessárias e reiniciar este procedimento (ver 3.3). Se o sistema analítico for aprovado, é considerado validado. O sistema analítico de processo está produzindo resultados confiáveis, com exatidão compatível com a AR. A cada novo conjunto de dez dados coletados, aplicar o Teste de Moses conforme instruções em B.4.2, para comparar a variabilidade das amostras deste novo conjunto com a variabilidade do conjunto de dados anterior.

Na atualização dos limites de controle, não incluir os pontos fora destes, bem como aqueles relacionados aos padrões de comportamento não aleatórios cujas causas forem identificadas. Se a diferença entre as variabilidades não for significativa, recalcular os limites do gráfico de controle conforme A.1.6.

5.2.2.3 Se a diferença entre as variabilidades for significativa, investigar as causas e, se ficar evidenciado que a variabilidade do novo conjunto de dados é representativa do desempenho atual do sistema, atualizar os limites de controle utilizando a variabilidade do novo conjunto de dados. O procedimento de validação contínua para dados com distribuição não Gaussiana.

A medição de espessura das partes submersas por ultrassom

O ensaio por ultrassom usa as ondas ultrassônicas que podem ser usadas para detectar defeitos, medir espessuras ou caracterizar materiais. Dispositivos especiais, chamados transdutores, permitem e captar estas ondas de alta frequência, refletindo-se cada vez que encontra uma descontinuidade.

Os ensaios não destrutivos (END) são definidos como testes para o controle da qualidade, realizados sobre peças acabadas ou semiacabadas, para a detecção de falta de homogeneidade ou defeitos, através de princípios físicos definidos, sem prejudicar a posterior utilização dos produtos inspecionados. Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade e são utilizados na inspeção de produtos soldados, fundidos, forjados, laminados, entre outros, com vasta aplicação nos setores petroquímico, nuclear, aeroespacial, siderúrgico, naval, autopeças e transporte rodoferroviário.

Assim, o método a ser utilizado depende das propriedades físicas do material. Um conhecimento geral dos métodos de END disponíveis é necessário para a seleção do método adequado. Algumas situações típicas em que os ensaios não destrutivos são aplicados: prevenção de acidentes; redução de custos; melhorar a confiabilidade de produtos ser aceito por uma determinada norma; e dar informações para reparo.

Para obter resultados válidos, é importante se ter pessoal treinado e qualificado; um procedimento para conduzir o ensaio; um sistema para anotar os resultados; e uma norma para interpretar os resultados. Os END mais utilizados são: inspeção visual, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, ultrassom, radiografia, emissão acústica e correntes parasitas

A inspeção visual é utilizada para avaliar as condições ou qualidade de uma solda ou componente. É de fácil execução, de baixo custo e comumente não requer equipamento especial. É comumente utilizada na inspeção de juntas soldadas, onde uma rápida detecção e correção defeitos significam economia. É considerado um método primário nos programas de controle de qualidade.

Requer boa visão, boas condições de iluminação e experiência no reconhecimento de defeitos. Alguns equipamentos também podem ser usados tais como, lupas de pequeno aumento, boroscópio, câmeras de televisão, etc.

Os ensaios de partículas magnéticas são usados na localização de descontinuidades superficiais e subsuperficiais em materiais ferromagnéticos. Pode ser aplicado tanto em peças acabadas quanto semiacabadas, durante as etapas de fabricação.

O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético. Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes irão causar um campo de fuga do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferromagnéticas, ocorrerá a aglomeração destas no campo de fuga, uma vez que serão por eles atraídas, devido ao surgimento de polos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da descontinuidade.

O ensaio de líquido penetrante é um método de END para a detecção de descontinuidades abertas na superfície de materiais sólidos e não porosos. Este método emprega um líquido penetrante, o qual é aplicado na superfície, penetrando nas descontinuidades. Após um determinado tempo de penetração, o excesso é removido, aplica-se um revelador e é feita a observação das descontinuidades através da observação do vazamento do líquido penetrante. Pode ser usado em qualquer material. É essencial que o material seja cuidadosamente limpo, de outra maneira será impossível que o líquido penetre no defeito.

O ensaio por ultrassom usa as ondas ultrassônicas que podem ser usadas para detectar defeitos, medir espessuras ou caracterizar materiais. Dispositivos especiais, chamados transdutores, permitem e captar estas ondas de alta frequência, refletindo-se cada vez que encontra uma descontinuidade. O ensaio por ultrassom é utilizado na inspeção de soldas, avaliação do efeito da corrosão, detecção de defeitos laminares em chapas planas, etc., sendo largamente utilizado nos setores petroquímico, siderúrgico, naval, aeronáutico e nuclear. Devido à sua complexidade o ensaio por ultrassom exige do injetor bom nível técnico e treinamento.

A radiografia penetrante se originou da propriedade de que certas formas de energia radiante possuem de atravessar materiais opacos a luz visível. Podem ser distinguidos dois tipos de radiação penetrante usados em radiografia industrial: os raios x e os raios gama. Eles se distinguem da luz visível por possuírem um comprimento de onda extremamente curto, o que lhe dá a capacidade de atravessarem materiais que absorvem ou refletem a luz visível.

Por serem de natureza semelhante à luz, os raios x e os raios gama possuem uma série de propriedades em comum com a luz entre as quais podem citar: possuem mesma velocidade de propagação (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, não são afetadas por campos elétricos ou magnéticos, possuem a propriedade de impressionar emulsões fotográficas. Podem ser citadas outras propriedades comuns entre as radiações penetrantes e a luz visível.

Ocorre, no entanto, que vários fenômenos que são observados na luz, são muito difíceis de serem detectados. O fenômeno de refração, por exemplo, ocorre nas radiações penetrantes, mas numa escala tão pequena que são necessários instrumentos muito sensíveis para detectá-lo. Isso explica o porquê de a radiação penetrante não poder ser focalizada através de lentes, como acontece com a luz. No âmbito dos ensaios não destrutivos, podem ser destacadas três propriedades da radiação penetrante que são de particular importância: deslocam-se em linha reta, podem atravessar materiais opacos a luz, e, ao fazê-lo, são parcialmente absorvidos por esses materiais e podem impressionar películas fotográficas, formando imagens.

A emissão acústica é o fenômeno que ocorre quando uma descontinuidade é submetida à solicitação térmica ou mecânica. Uma área contendo defeitos é uma área de concentração de tensões que, uma vez estimulada por um esforço externo, origina em uma redistribuição de tensões localizada. Este mecanismo ocorre com a liberação de ondas de tensão na forma de ondas mecânicas transientes que consistem em captar esta perturbação no meio, através de transdutores piezoelétricos distribuídos de forma estacionária sobre a estrutura.

Estes receptores passivos, estimulados pelas ondas transientes, transformam a energia mecânica em elétrica sendo os sinais digitalizados e armazenados para futura análise através de parâmetros estabelecidos. Este método detecta as descontinuidades nos estágios iniciais e permite que toda a superfície do equipamento em teste seja testada em um único ensaio.

A inovação desta técnica está na possibilidade de realizar o teste com o equipamento em operação. O ensaio por emissão acústica necessita, então, que o material ou equipamento a ser ensaiado seja solicitado termicamente ou mecanicamente, a fim de ativar as fontes de emissão acústica caracterizada pelas continuidades (defeitos).

Se o nível de tensão aplicado ao material ou equipamento não for o suficiente para ativar as fontes, o método considera os defeitos não críticos, ou seja, aceitáveis. Entre suas aplicações podem ser citados os testes em tubulações, tanques, estruturas de fibras de vidro, máquinas rotativas e monitoramento de soldas.

A inspeção por correntes parasitas, também conhecida como correntes de foucault ou do inglês eddy currents, é uma técnica de inspeção não destrutiva baseada na introdução da corrente elétrica no material a inspecionar e observação da interação entre correntes e o material. As correntes parasitas são geradas por meio de bobinas eletromagnéticas, localizadas na sonda ou bobina de inspeção, que têm impedância continuamente monitorada. Como se trata de um ensaio que emprega indução eletromagnética, não necessita de contato entre a sonda e a peça, requerendo apenas, que o material seja condutor elétrico. A inspeção por correntes parasitas é uma técnica de múltiplas aplicações, em materiais delgados.

A NBR 16794 de 09/2019 – Ensaios não destrutivos – Ultrassom – Medição de espessura por ultrassom para procedimento subaquático especifica o método de ensaio não destrutivo por ultrassom para a medição de espessura das partes submersas e na zona de variação de maré, de instalações marítimas com instrumento de medição digital de leitura direta.

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Como se define o ajuste?

Como deve ser executada a preparação da superfície?

Quais são os requisitos de segurança, saúde e meio ambiente?

A pessoa que executa a medição de espessura submersa por ultrassom deve atender à NBR NM ISO 9712. O procedimento escrito deve ter no mínimo as seguintes informações: nome do emitente, numeração do procedimento e indicação da revisão; objetivo; normas de referência para a elaboração e qualificação do procedimento; material, faixa de espessura, diâmetro e raio de curvatura (se aplicável); instrumento de medição: tipo, modelo, fabricante, faixa de medição e profundidade de operação; cabeçote: tipo, modelo, frequência, dimensões, fabricante; ajustes do sistema de medição; qualificação de pessoal; técnica, periodicidade e registros de ajuste do sistema de medição (ver 6.3); condição superficial e técnica de preparação; execução do ensaio; critérios de registro dos resultados; sistemática de identificação, rastreabilidade e registro dos resultados; requisitos de segurança, saúde e meio ambiente; relatório de ensaio.

O inspetor subaquático de ultrassom nível 3 é o responsável pela qualificação do procedimento. O procedimento de inspeção da executante deve ser considerado qualificado se, feita uma série de cinco leituras em corpos de prova representativos do material que será ensaiado, o desvio de cada uma das leituras atenda ao disposto na tabela abaixo. Sempre que quaisquer das informações especificadas em 5.1 forem alteradas, deve ser emitida uma revisão do procedimento escrito.

Sempre que quaisquer das variáveis citadas, forem alteradas, o procedimento deve ser requalificado. O instrumento de medição por ultrassom para medição de espessura com leitura digital direta, com resolução melhor ou igual a 0,1 mm. O instrumento deve possuir certificado de calibração, emitido por laboratório integrante da Rede Brasileira de Calibração (RBC).

Blocos-padrão de material acusticamente similar ao ensaiado, cuja integridade, rugosidade superficial e dimensões (espessura nominal com tolerância de ± 0,05 mm) estão de acordo com a norma específica do produto. Os blocos-padrão devem possuir certificado de calibração, emitido por laboratório integrante da Rede Brasileira de Calibração (RBC). A instrumentação para medição de espessura submersa deve ser verificada quando da qualificação do procedimento e anualmente, conforme a NBR 15549.

O item do sistema de medição que deve ser periodicamente calibrado é o bloco-padrão, e realizado por laboratórios que atendem aos requisitos apresentados na NBR ISO/IEC 17025. A periodicidade de calibração do bloco-padrão depende da frequência e condições de utilização. Recomenda-se que a periodicidade de calibração atenda ao especificado na NBR ISO 10012. Qualquer avaria observada no bloco-padrão implica na necessidade de nova calibração, independentemente da periodicidade estabelecida.

O ajuste deve ser executado em um bloco-padrão representativo. O instrumento de medição deve ser considerado regulado para medir espessura em uma faixa de ± 25 % da espessura do bloco-padrão. Para instrumentos de medição de espessura submersa que não possuem controle externo de ajuste da calibração, a precisão das leituras no bloco-padrão deve ser conforme estabelecida na tabela abaixo. A calibração deve ser efetuada nas condições emersa e submersa, antes e após a realização das medições. Instrumentos de medição de espessura que não apresentarem precisão conforme a tabela acimas devem ser enviados para manutenção e recalibração, e as medidas efetuadas por este instrumento desde a última verificação satisfatória devem ser refeitas.

Os aditivos químicos no concreto de cimento Portland

O aditivo químico é um produto adicionado e misturado no concreto, em quantidade geralmente não superior a 5% da massa de ligante total contida no concreto, com o objetivo de modificar suas propriedades no estado fresco e/ou no estado endurecido.

O aditivo químico é um produto adicionado e misturado no concreto, em quantidade geralmente não superior a 5% da massa de ligante total contida no concreto, com o objetivo de modificar suas propriedades no estado fresco e/ou no estado endurecido. A quantidade informada de 5% pode ser superior para algumas aplicações, como por exemplo, os aditivos para concreto projetado ou aditivos compensadores de retração. O ligante total compreende o cimento Portland e adições minerais definidos na NBR 12655, que são considerados no cálculo da dosagem do aditivo. Pela sua importância, é fundamental conhecer os requisitos normativos e os ensaios para avaliação comparativa do desempenho dos aditivos.

O uso de aditivos de concreto se tornou parte essencial da produção de concreto e os produtos são adicionados durante o processo de preparação do concreto, em quantidade não maior que 5% da massa material cimentícia contida no concreto, com o objetivo de modificar as propriedades na mistura entre cimento, brita, areia e água, a fim de melhorar as características e algumas de suas propriedades tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Os objetivos desse processo é retardar ou acelerar o tempo de pega; proporcionar maior fluidez à mistura; proporcionar o aumento de resistência; aumentar a capacidade do concreto.

A NBR 11768-1 de 10/2019 – Aditivos químicos para concreto de cimento Portland – Parte 1: Requisitos especifica os requisitos para os aditivos químicos destinados a concretos de cimento Portland. Esta norma (todas as partes) se aplica a aditivos químicos destinados a concreto armado ou não armado e a concreto protendido, que podem ser preparados em central de concreto, plantas de pré-fabricados ou dosados em obra. Esta norma (todas as partes) também se aplica a aditivos químicos destinados a concretos extrusados e vibroprensados.

A NBR 11768-2 de 10/2019 – Aditivos químicos para concreto de cimento Portland – Parte 2: Ensaios de desempenho estabelece procedimentos de ensaios para avaliação comparativa do desempenho dos aditivos. Esta parte é aplicável à comparação de aditivos de mesma origem e também de aditivos de diferentes fabricantes. A NBR 11768-3 de 10/2019 – Aditivos químicos para concreto de cimento Portland – Parte 3: Ensaios de caracterização especifica os métodos de ensaios de referência para determinação de pH, teor de sólidos, massa especifica, teor de cloretos e análise por infravermelho. Esta parte é aplicável à caracterização de aditivos e pode ser aplicada para verificação da uniformidade de um lote ou de diferentes lotes de aditivos sólidos ou líquidos de uma mesma procedência.

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Quais os requisitos para aditivo redutor de água (RA1 e RA2)?

Quais os requisitos para redutor de retração (RR)?

Quais os requisitos do concreto de referência?

Quais devem ser os ensaios de avaliação de desempenho?

Como deve ser calculado o teor de ar no concreto fresco?

Quais são os reagentes e soluções para a determinação de haletos?

Como deve ser executada a determinação do teor de sólidos?

Os aditivos mais usados têm a seguinte designação normalizada: redutor de água tipo 1/ RA1; RA1-R; RA1-A; redutor de água tipo 2/ RA2; RA2-R; RA2-A; controlador de hidratação – CH; acelerador de pega – AP; acelerador de resistência – AR; acelerador de pega para concreto projetado – APP; compensador de retração – CR; redutor de retração – RR; incorporador de ar – IA; incorporador de ar para concreto leve – IA-L; redutor de corrosão – RC; modificador de viscosidade retentor de água – MV-RT; modificador de viscosidade antissegregante – MV-AS; redutor de absorção capilar – RAC; redutor de permeabilidade – RP; e aditivos para concreto vibroprensado – CVP.

O uso de aditivos de concreto se tornou parte essencial da produção de concreto e os produtos são adicionados durante o processo de preparação do concreto, em quantidade não maior que 5% da massa material cimentícia contida no concreto, com o objetivo de modificar as propriedades na mistura entre cimento, brita, areia e água, a fim de melhorar as características e algumas de suas propriedades tanto no estado fresco quanto no estado endurecido.

Os objetivos desse processo é retardar ou acelerar o tempo de pega; proporcionar maior fluidez à mistura; proporcionar o aumento de resistência; aumentar a capacidade do concreto. Todos os aditivos especificados nesta norma devem estar de acordo com os requisitos gerais da tabela abaixo.

Os requisitos desta norma pressupõem que os aditivos estão uniformemente distribuídos no concreto. Especial atenção deve ser dedicada à distribuição homogênea dos aditivos em pó na massa do concreto. Os requisitos são estabelecidos de forma a comprovar o desempenho do aditivo no concreto ou na argamassa de referência (ver Anexo A). O índice de multiplicação (IM) ver 3.20, deve ser obtido pela equação a seguir: IM=rA/rR, onde IM é o coeficiente de multiplicação; rA é o resultado do concreto com aditivo; rR é o resultado do concreto de referência.

Como exemplo, em uma mesma idade, um concreto com aditivo apresenta 33,0 MPa de resistência à compressão e o concreto de referência (sem aditivo) apresenta 30,0 MPa, o IM relacionado à resistência, neste caso, é igual a 1,10. A amostragem dos aditivos deve ser representativa do lote que vai ser controlado e realizado no momento da entrega e recebimento do produto.

Para a amostragem de aditivos líquidos, para os fornecidos a granel ou contêineres, coletar pelo menos 500 mL de aditivo a cada lote. O lote deve ser previamente homogeneizado e a amostra coletada em recipiente limpo, hermeticamente fechado antes da descarga. A amostra deve ser identificada de acordo com 6.3 e armazenada em local isento de umidade e calor por um período mínimo que garanta a avaliação do desempenho do produto.

Para a amostragem de aditivos em pó, as amostras devem ter massa mínima de 2 kg por lote de produto e ser coletadas em recipientes limpos, hermeticamente fechados, identificados de acordo com 6.3 e armazenados em local isento de umidade e calor por um período mínimo que garanta a avaliação do desempenho do produto. Todas as informações relativas à amostragem devem ser registradas: data da amostragem; nome do produto; número de identificação do lote; data de validade do lote amostrado; número da nota fiscal; responsável pela amostragem.

Quando os aditivos para concreto são comercializados em contêineres (tambores, contentores, bombonas ou outros frascos), estes devem ser claramente identificados com as informações de 7.2 e 7.3. Quando o material é comercializado a granel, as informações de 7.2 e 7.3 devem ser transmitidas por escrito no momento do despacho (impresso ou digital).

Os aditivos para concreto devem ser designados conforme a seguir: denominação comercial; número desta norma; código de identificação do aditivo, estabelecido por sua designação normalizada (Seção 4). Exemplo de designação de aditivo redutor de água tipo I: DENOMINAÇÃO COMERCIAL – ABNT NBR 11768 – Redutor de água – Tipo I (RA-1). Outros aditivos especiais não mencionados na classificação estabelecida nesta norma podem ser utilizados em comum acordo entre as partes.

Estes aditivos devem estar de acordo com os requisitos da tabela acima e ser designados conforme 7.2-a) e 7.2-b), além de sua funcionalidade específica segundo ensaios comprobatórios do fabricante ou normas brasileiras aplicáveis. As seguintes informações referentes ao produto devem estar de acordo com a NBR 7500 e a legislação vigente relativa ao transporte de produtos químicos, sendo indispensáveis as seguintes informações, além da disponibilidade da Ficha de Segurança de Produto Químico (FISPQ): nome do fabricante ou distribuidor nacional responsável (quando se tratar de produto importado); número do lote, data e local de fabricação; prazo de validade; peso líquido; quando aplicável, instruções para homogeneização antes da utilização e o resumo das recomendações para armazenamento; precauções relativas à segurança, saúde e meio ambiente (por exemplo, se o produto é cáustico, tóxico ou corrosivo, conforme NBR 7500).

O documento de entrega deve estar em conformidade com a legislação local vigente além de constar as informações conforme 7.2-a), 7.3-a), 7.3-b) e 7.3-d). O rótulo deve seguir as recomendações conforme 7.2 e 7.3. O certificado de análise a ser solicitado pelo consumidor deve informar o previsto em 7.2, 7.3-a), 7.3-b), 7.3-c), além de informações relativas ao atendimento dos requisitos gerais para o lote analisado, comparado com os valores-padrão determinados pelo fabricante, cujos limites estejam de acordo com a tabela acima.

No certificado de análise deve constar se o produto é isento ou não de íons cloreto. No caso de não isento, o fabricante deve informar o valor-limite especificado. O concreto a ser utilizado nos ensaios deve atender aos requisitos a seguir: o tamanho máximo do agregado graúdo deve ser 19,5 mm, exceto para o caso do concreto projetado, quando pode ser 9,5 mm; a dosagem de referência e o momento de adição do aditivo devem ser realizados de acordo com as recomendações do fabricante, ou conforme acordo entre as partes; o procedimento de preparação do concreto em laboratório deve seguir o previsto na NBR 12821, ou, em havendo impossibilidade, o responsável pelo ensaio deve comprovar, por registros, que a preparação do concreto em laboratório ou em campo é realizada em condições similares, onde a temperatura ambiente não pode diferir em mais do que ± 5°C e a umidade relativa do ar tem tolerância de ±10 %.

Para a avaliação de desempenho em campo, principalmente para os aditivos redutores de água tipos 1 e 2, recomenda-se realizar ensaios comparativos prévios de campo para validação dos resultados obtidos em laboratório e principalmente para avaliar a perda de abatimento efetiva. Para os demais aditivos relacionados em 5.1, a realização da avaliação de campo fica a critério dos responsáveis técnicos entre as partes.

Para avaliação de campo, recomenda-se ensaiar ao menos seis betonadas por tipo de aditivo. Devem ser ensaiadas ao menos três betonadas preparadas em um mesmo dia para cada aditivo avaliado, para garantir que as características dos materiais e condições ambientais sejam similares (mais próximas possível).

Para os ensaios de campos, devem ser mantidos registros das seguintes informações: data do ensaio; responsável pelo ensaio; dados da obra; traço utilizado; tipo de aditivo e dose utilizada em quilogramas de aditivo por metro cúbico de concreto (kg/m³); tipo de elemento da estrutura concretado; número da nota fiscal ou número de controle; controle da água total (central, plataforma de ajuste e obra); tempo de transporte; abatimento na saída da planta de preparo do concreto; abatimento na obra (aceitação do concreto); ar incorporado; dados relativos à temperatura e umidade do ambiente de ensaio; resistências obtidas.

A aparelhagem necessária para a realização dos ensaios de referência é a seguinte: aparelho indicador de pH com resolução de 0,1 unidade de pH e compensador automático de temperatura; balança analítica com resolução de 0,0001 g; balões volumétricos com capacidade para 100 mL e 1.000 mL; banho termorregulador capaz de manter a temperatura no intervalo de (25,0 ± 0,5) °C; béqueres com capacidade para 50 mL a 250 mL; bomba de vácuo; bureta convencional, ou bureta digital ou micropipeta, classe A, com 10 mL de capacidade com divisões de 0,05 mL; densímetro; dessecador; cápsula de metal ou vidro ou disco de papel alumínio com diâmetro de aproximadamente 5 cm; eletrodo de vidro e eletrodo de calomelano ou os dois eletrodos combinados; eletrodo de íon seletivo de cloreto ou eletrodo de prata metálico recoberto com cloreto de prata, com eletrodo de referência adequado; estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de (105 ± 5) °C; papel macio e absorvente; pesa-filtro ou cápsula de platina ou porcelana, com capacidade de 100 mL; picnômetro; pisseta com água destilada; potenciômetro com escala em milivolts, com resolução de 1 mV, de preferência com leitura digital; proveta plástica de 250 mL; seringa plástica descartável de 5 mL; termômetro com resolução de 0,5 °C; peneiras com abertura nominal de 0,15 mm, 0,6 mm e 1,2 mm, conforme a NBR NM ISO 3310-1; placa de Petri em vidro, com diâmetro de 100 mm.

O revestimento de zinco em chapa laminada de aço

O método gravimétrico consiste em determinar a quantidade de zinco e suas ligas depositada nas duas faces da chapa, por meio da diferença entre as massas do corpo de prova revestido e após a remoção do revestimento por decapagem.

A NBR 8751 de 08/2019 – Chapas laminadas de aço — Determinação do revestimento de zinco e suas ligas pelo método gravimétrico estabelece o método gravimétrico de determinação da massa do revestimento de zinco e suas ligas, depositado por face na chapa laminada, zincada por imersão a quente, eletrogalvanizada, semicontínua ou continuamente.

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Como deve ser preparada a amostra para zincagem contínua?

Como deve ser obtida a massa do revestimento?

O método gravimétrico consiste em determinar a quantidade de zinco e suas ligas depositada nas duas faces da chapa, por meio da diferença entre as massas do corpo de prova revestido e após a remoção do revestimento por decapagem. Como reagentes, para a preparação da solução de decapagem, devem ser utilizados ácido clorídrico P.A. (HCl) densidade 1,19 g/ml; óxido de antimônio III P.A. (Sb2O3); cloreto de antimônio III P.A. (SbCl3); hexametilenotetramina P.A. (C6H12N4).

Para a preparação da solução de ácido clorídrico/cloreto de antimônio III, deve-se: dissolver 20 g de trióxido de antimônio (Sb2O3) em 1 000 ml de HCl P.A.; dissolver 32 g de cloreto de antimônio (SbCl3) em 1 000 ml de HCl P.A. As soluções indicadas devem ser utilizadas em recipiente cerâmico e na proporção de 5 mL para cada 100 mL de HCl (1:1). Para a preparação da solução de ácido clorídrico/hexametilenotetramina, deve ser dissolvido 3,5 g de hexametilenotetramina em 500 ml de HCl P.A. e completar com água destilada até atingir o volume de 1 000 ml.

A aparelhagem deve ser composta por: balança analítica com precisão de 0,1 mg; recipiente cerâmico ou outro material resistente às soluções ácidas utilizadas, com capacidade para conter a solução e o corpo de prova; prensa ou equipamento capaz de permitir o corte dos corpos de prova da amostra com área necessária e nas posições indicadas; imã para imersão e retirada dos corpos de prova da solução decapante. Para a amostra para zincagem contínua, o processo de preparação deste tipo de amostra deve contemplar a separação de uma tira com aproximadamente 500 mm de largura e comprimento igual à largura do material laminado. Este material deve estar devidamente identificado e cortado ao final de cada rolo.

Para a amostra para zincagem semicontínua, para este tipo de amostra, deve ser separada uma chapa proveniente do fardo. Os corpos de prova devem ser preparados conforme a NBR 7013. Para o ensaio do revestimento por face, deve ser realizado o procedimento descrito a seguir: determinar a massa do corpo de prova e anotar o resultado (m1); isolar uma das faces de forma que a solução decapante não remova o revestimento desta face; imergir o corpo de prova na solução decapante escolhida; manter o corpo de prova imerso até que o desprendimento de bolhas de hidrogênio torne-se mínimo, permanecendo ainda a evolução de poucas bolhas, o que indica a completa retirada do revestimento de zinco na face não protegida; retirar o corpo de prova da solução decapante, lavá-lo cuidadosamente em água corrente; secar o corpo de prova com um pano limpo, algodão ou outro meio adequado; determinar a massa do corpo de prova decapado e anotar o resultado (m2).

Segundo a empresa Cosiaço, o aço é um material muito versátil: com diferentes acabamentos, é possível fabricar os mais diversos tipos de materiais. Quando o assunto é chapa de aço, dois processos se destacam: a laminação a quente e a frio. Os dois acabamentos trazem vantagens para o aço, contudo, as suas etapas variam. A produção das chapas de aço expandido, por exemplo, começa bem antes das laminações.

O primeiro passo é a mineração do material. Durante a extração, o minério é transformado em ferro gusa e posteriormente é colocado no alto forno da siderúrgica. Essa ação é importante para eliminar outros componentes que comprometem a pureza do ferro. Em sequência, o ferro vai para a aciaria onde será transformado em aço, será refinado, receberá adição de ligas e conformação em placas. Assim, por último, é realizada a laminação que transforma o material em bobinas e depois, nas chapas de aço.

As chapas laminadas a quente são feitas em uma temperatura média de 900º e sua principal vantagem é a resistência. Elas são produzidas por meio da laminação de placas que formam bobinas laminadas a quente. Em sequência, esse material é cortado transversalmente, dando origem aos diferentes tipos de chapas de aço.

Por conta de sua composição química e características mecânicas, esses produtos são indicados para uso geral, como: estampagem, estrutura, estrutura de boa conformidade, estrutura de alta resistência mecânica e à corrosão atmosféricas, tubos, etc. Dessa forma, essas chapas de aço podem ser utilizadas em praticamente todos os setores econômicos.

Por outro lado, o processo de laminação a frio é um pouco mais complexo. As chapas com esse acabamento são feitas a partir de bobinas laminadas a quente, porém, passam por mais etapas antes de chegarem ao resultado final. Para ilustrar: após a primeira laminação (quente), elas sofrem uma redução a frio e são recozidas. As chapas de aço laminadas a frio são mais resistentes e maleáveis, além de possuírem um acabamento diferenciado. Por conta disso, elas são comumente usadas nos seguintes segmentos: eletrodomésticos (linha branca); indústria automobilística; esquadrias; construção civil, entre outros.

Enfim, pode-se acrescentar que laminagem a quente é um processo que envolve moinho de rolamento do aço a uma temperatura elevada (tipicamente a uma temperatura acima de 1.700 ° F), o que é acima da temperatura de recristalização do aço. Quando o aço é acima da temperatura de recristalização, que pode ser moldado e formado de modo simples, e o aço pode ser feito em tamanhos muito maiores. O aço laminado a quente é geralmente mais barato do que o aço laminado a frio devido ao fato de que muitas vezes é fabricado sem quaisquer atrasos no processo, e, portanto, não é necessária a reaquecimento do aço (como é com laminados a frio). Quando o aço arrefece ele irá encolher ligeiramente dando, assim, menos controlo sobre o tamanho e a forma do produto acabado quando comparado ao laminado a frio.

Os produtos laminados a quente, como barras de aço laminado a quente, são utilizados na soldagem e construção comércios para fazer trilhos e vigas I, por exemplo. O aço laminado a quente é usado em situações em que as formas e tolerâncias exatas não são necessários.

O aço laminado a frio é essencialmente aço laminado a quente, que teve mais processamento. O aço a ser processado em moinhos de redução a frio, onde o material é arrefecido (à temperatura ambiente) seguido de recozimento e/ou têmperas de rolamento. Este processo irá produzir aço com tolerâncias dimensionais mais estreitas e uma ampla gama de acabamentos de superfície.

O termo laminado a frio é erroneamente usado em todos os produtos, quando na verdade o nome do produto refere-se à laminação de folha de laminados planos e produtos da bobina. Quando se refere a produtos de bar, o termo usado é acabamento a frio, que geralmente consiste em estiramento a frio e/ou viragem, afiação e polimento. Este processo resulta em pontos de maior rendimento e tem vantagens: o estiramento a frio aumenta os limites de elasticidade de tração e, muitas vezes, elimina tratamentos térmicos mais dispendiosos.