Em edições anteriores, abordamos diversos aspectos sobre o alívio de tensões em juntas soldadas. Este artigo irá abordar como determinar a espessura nominal (En), um parâmetro importante para a determinação da temperatura e tempo de patamar de tratamento térmico de alívio de tensões após soldagem.

A solda mais comum é em uma junta de penetração total, em inglês chamada de complete joint penetration (CJP), de acordo com a norma internacional AWS-American Welding Society. Conforme a Fig. 1. A espessura nominal (En) é a maior espessura da solda em qualquer parte do conjunto soldado, desde que não tenha sido previamente sido executado o tratamento térmico.

Na construção de vasos de pressão como caldeiras, geralmente para as soldas das flanges utilizadas em tomadas e aberturas, é necessário uma usinagem prévia para sua conexão com a tubulação, as ranhuras necessárias para o acoplamento exigem planicidade e consequente estabilidade dimensional.

As operações de soldagem induzem tensões residuais, porém em certos casos a operação posterior de usinagem que naturalmente também induz tensões e juntas ultrapassam os limites de escoamento e a peça sofre deformação constante, inviabilizando as medidas finais necessárias. Dessa forma, o alívio de tensões é recomendado para que essas tensões residuais fiquem em um nível aceitável, tornando a operações de usinagem segura e com qualidade.

Ao fazer a determinação da, En, desconsidere todo e qualquer reforço de solda, pois esse não é parte estrutural do equipamento e não deve ser considerado no cálculo. O reforço da solda é mostrado na parte hachurada em cinza na Fig. 1.

Em soldas de topo com penetração parcial, em inglês chamada de partial joint penetration (PJP) de acordo com a AWS, devemos considerar a En como a profundidade total da solda, tomando o cuidado de excluir sempre os reforços de solda, tanto de face como do lado de raiz, conforme ilustrado na Fig. 2.

Nas soldas em ângulo, considerar a En a dimensão da garganta da solda, porém deve-se tomar cuidado, pois na maioria dos desenhos utiliza-se a dimensão da perna de solda que é 1,4 maior que a garganta de solda (ver a Fig. 3). Quando houver uma junta com chanfro e em ângulo, deve se considerar a maior dimensão somando-se às duas dimensões. Na soldagem por pinos, a garganta efetiva a ser considerada é o diâmetro do pino mostrada na Fig. 3.

Quando houver uniões soldadas de espessuras diferentes, Fig. 4, a En será a menor espessura das duas chapas adjacentes a uma junta soldada. No caso de vasos de pressão às juntas de casco com tampo de diferentes espessuras, sempre considera-se a de menor espessura, isso no caso de a junta a ser tratada localizada.

Na fabricação de trocadores de calor onde temos junta tubo-espelho considerar a espessura nominal En a garganta efetiva, conforme ilustrado na Fig. 5.

Assim, a correta determinação da En pode reduzir tempo e custos no tratamento térmico de alívio de tensões, pois na maioria das vezes os técnicos consideram apenas a maior espessura do equipamento, que nem sempre é a mais apropriada para a determinação do tempo de patamar.

Outro parâmetro importante a ser determinado é a maior espessura do equipamento. Mesmo que ela não tenha sido soldada, ela deve ser considerada para o cálculo das taxas de aquecimento e resfriamento. Muitas vezes há uma diferença, pois, se as taxas de aquecimento e resfriamento não forem corretamente calculadas, podem induzir tensões adicionais e provocar trincas por diferenças de temperaturas excessivas.