Introdução

Para projetos internacionais de aço estrutural, a conformidade com os padrões é um dos fatores mais importantes que afetam o custo, o cronograma de produção, o controle de qualidade e a aceitação final do projeto..

Diferentes países e regiões utilizam diferentes sistemas estruturais e de fabricação. Estas diferenças não se limitam aos cálculos estruturais. Eles também podem afetar todo o processo de fabricação, incluindo:

• Seleção de materiais

• Procedimentos de soldagem

• Conexões parafusadas de alta resistência

• Tolerâncias dimensionais

• Corrosão e proteção contra incêndio

• Controle de qualidade e documentação

Para fabricantes de estruturas de aço que atendem projetos no exterior, é essencial compreender o padrão vigente antes do início da produção.

Este artigo fornece uma comparação prática de sete sistemas padrão de aço estrutural comumente encontrados:

China GB, AISC/AWS dos EUA, Eurocódigo/EN europeu, BS britânico, AS/NZS australiano, SBC saudita e JIS japonês.

Nota: Os requisitos reais podem variar dependendo da especificação do projeto, classe de execução, tipo de aço, espessura do membro, condições de carga, regulamentos locais e requisitos do cliente. Os documentos que regem o projeto devem sempre ter precedência.

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1. Visão geral dos sete principais sistemas padrão de aço estrutural

Antes de comparar os requisitos de fabricação, é útil compreender o posicionamento geral de cada sistema.

China GB

Os padrões comumente referenciados incluem:

• GB 50017

• GB 50205

• JGJ 81

O sistema chinês é amplamente utilizado para edifícios industriais, edifícios comerciais, infraestruturas, armazéns, oficinas e outros projetos de aço estrutural na China.

Seus requisitos de fabricação e aceitação abrangem inspeção de materiais, soldagem, tolerâncias dimensionais, conexões aparafusadas, tratamento de superfície e qualidade de instalação.

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Estados Unidos — AISC/AWS/ASTM

Projetos típicos de aço estrutural nos EUA podem envolver:

• Requisitos de aço estrutural AISC

• Especificações de materiais ASTM

• Requisitos de soldagem AWS D1.1

• Requisitos RCSC para conexões aparafusadas de alta resistência

O sistema dos EUA é amplamente utilizado na América do Norte e também é frequentemente especificado para projetos internacionais industriais, de infraestrutura, de petróleo e gás e de EPC.

Os projetos baseados em AISC colocam forte ênfase em:

• Rastreabilidade de materiais

• Qualificação do procedimento de soldagem

• Aparafusamento de alta resistência

• Tolerâncias de fabricação

• Documentação de inspeção

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Europa — Eurocódigo / Normas EN

Os projetos europeus geralmente combinam:

• Eurocódigo 3 para projeto de aço estrutural

• EN 1090 para execução e fabricação

• EN 10025 para materiais de aço estrutural

• Padrões de soldagem ISO/EN

A fabricação de aço sob EN 1090 é normalmente classificada por Classe de Execução , como:

• EXC1

• EXC2

• EXC3

• EXC4

Classes de execução mais altas geralmente exigem controles mais rigorosos de fabricação, soldagem, inspeção e documentação.

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Padrões Britânicos - BS

Os projetos britânicos podem fazer referência aos padrões BS ou BS EN dependendo das especificações do projeto.

Os requisitos tradicionais de estrutura de aço britânica são conhecidos por controles detalhados que abrangem:

• Fabricação

• Soldagem

• Inspeção

• Precisão dimensional

• Proteção de superfície

Especificações baseadas em padrões britânicos também são encontradas em alguns projetos internacionais e da Commonwealth.

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Austrália e Nova Zelândia — AS/NZS

Os padrões comuns incluem:

• AS/NZS 3678

• AS/NZS 3679

• AS/NZS 5131

• AS/NZS 1554

• AS/NZS 1252

Os projetos siderúrgicos australianos normalmente colocam ênfase considerável em:

• Controle de soldagem

• Rastreabilidade de materiais

• Inspeção

• Sistemas de revestimento

• Durabilidade ambiental

• Documentação de fabricação

Estes requisitos são particularmente importantes para projectos de infra-estruturas, mineração, industriais e costeiros.

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Arábia Saudita – SBC

Os requisitos do Código de Construção Saudita são comumente combinados com padrões reconhecidos internacionalmente, como ASTM, AISC, AWS ou especificações de projeto relevantes.

Para projetos na Arábia Saudita e no Médio Oriente, é frequentemente necessária atenção adicional para:

• Altas temperaturas

• Forte exposição aos raios UV

• Ambientes desérticos

• Exposição ao sal

• Corrosão costeira

• Vento e areia

Os sistemas de materiais e de revestimento necessitam, portanto, de ser adaptados às condições ambientais locais.

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Japão – JIS

Os projetos de aço estrutural japoneses geralmente usam materiais e padrões de fabricação JIS.

Os projetos baseados em JIS geralmente enfatizam:

• Precisão dimensional

• Qualidade de soldagem

• Consistência material

• Desempenho sísmico

• Resistência

• Controle detalhado de qualidade de fábrica

As especificações japonesas também são frequentemente encontradas em projetos industriais com investimento japonês no Sudeste Asiático.

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2. Seleção de materiais: classes de aço, tolerâncias e rastreabilidade

O controle de materiais é a base da fabricação de aço estrutural.

Diferentes sistemas usam diferentes tipos de aço e requisitos de certificação.

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Principais diferenças de controle de materiais

Certificados de Materiais

Os projetos internacionais normalmente exigem que os materiais de aço sejam rastreáveis ​​até:

• Usina siderúrgica

• Número de calor

• Número do lote

• Grau do material

• Identificação de placa ou seção

O sistema de rastreabilidade deve permanecer intacto durante:

Recebimento → Corte → Fabricação → Soldagem → Inspeção → Remessa

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Requisitos de resistência

Dependendo de:

• Classe de aço

• Grossura

• Temperatura de serviço

• Importância estrutural

• Requisitos sísmicos

os projetos podem especificar testes de impacto Charpy ou outros requisitos de resistência.

Estruturas de baixa temperatura e carregadas dinamicamente normalmente exigem uma verificação mais rigorosa da tenacidade do material.

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Propriedades de espessura total

Para placas espessas ou juntas soldadas altamente restringidas, a especificação do projeto pode exigir propriedades de espessura total para reduzir o risco de ruptura lamelar.

Tais requisitos devem ser confirmados antes da aquisição de matéria-prima.

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3. Requisitos de soldagem

A soldagem é um dos aspectos mais críticos da fabricação de aço estrutural.

Os padrões internacionais geralmente controlam três áreas:

Qualificação do Soldador + Procedimento de Soldagem + Inspeção de Solda

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3.1 Qualificação do Soldador

Os sistemas de qualificação típicos podem incluir:

Os soldadores devem ser qualificados para:

• Processo de soldagem

• Posição de soldagem

• Grupo de materiais

• Espessura da placa

• Configuração conjunta

antes do início da produção.

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3.2 WPS e PQR

Uma Especificação de Procedimento de Soldagem (WPS) define como uma solda deve ser produzida.

Variáveis ​​típicas incluem:

• Processo de soldagem

• Eletrodo ou fio

• Gás de proteção

• Atual

• Tensão

• Velocidade de viagem

• Entrada de calor

• Preparação conjunta

• Pré-aquecer

• Temperatura entre passes

Quando necessário, a WPS deve ser apoiada por um Registro de Qualificação de Procedimento (PQR) ou evidência de qualificação equivalente.

Diferentes normas utilizam diferentes quadros de qualificação, mas o objetivo básico é o mesmo:

Demonstrar que o procedimento de soldagem proposto pode produzir consistentemente uma solda estrutural aceitável.

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3.3 Pré-aquecimento

A temperatura de pré-aquecimento necessária não deve ser tratada como um valor fixo para cada tipo de aço.

Normalmente depende de fatores como:

• Classe de aço

• Equivalente de carbono

• Espessura do material

• Nível de hidrogênio

• Entrada de calor

• Restrição

• Temperatura ambiente

Placas de aço espessas e de alta resistência geralmente requerem maior atenção ao pré-aquecimento e ao controle de temperatura entre passes.

Para projetos internacionais, os requisitos de pré-aquecimento devem, portanto, ser determinados a partir do padrão de soldagem aplicável, do WPS qualificado e da especificação do projeto.

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3.4 Ensaios Não Destrutivos – END

Os métodos comuns de END incluem:

• Teste Visual - VT

• Teste Ultrassônico – UT

• Teste Radiográfico – RT

• Teste de Partículas Magnéticas — MT

• Teste Penetrante - PT

A extensão da inspeção depende de:

• Tipo de solda

• Importância estrutural

• Classe de execução

• Condição de carregamento

• Requisitos de fadiga

• Especificação do projeto

Soldas de penetração total e conexões estruturais críticas geralmente exigem um nível mais alto de inspeção do que soldas de ângulo comuns.

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4. Conexões aparafusadas de alta resistência

Parafusos de alta resistência são amplamente utilizados para montagem em locais e grandes conexões estruturais.

Diferentes padrões podem especificar diferentes sistemas de parafusos, incluindo:

• Classe de Propriedade 8.8

• Classe de Propriedade 10.9

• Parafusos estruturais de alta resistência ASTM

• PT conjuntos de parafusos de alta resistência

• Sistemas de parafusos AS/NZS

• Parafusos JIS de alta resistência

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Principais itens de controle

Independentemente do sistema padrão, os itens críticos de controle de parafusos normalmente incluem:

Identificação do Parafuso

A classe do parafuso, o fabricante e o lote devem ser identificáveis.

Armazenar

Os parafusos devem ser protegidos contra:

• Umidade

• Contaminação

• Danos na linha

• Corrosão

Método de instalação

Os métodos possíveis incluem:

• Controle de torque

• Virar a porca

• Parafusos de controle de tensão

• Indicadores de tensão direta

• Outros métodos de pré-tensionamento aprovados

Conexões críticas contra deslizamento

Onde for necessária resistência ao escorregamento, atenção especial deve ser dada a:

• Condição superficial de fay

• Tratamento de superfície

• Coeficiente de escorregamento

• Pré-tensão do parafuso

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5. Precisão Dimensional e Montagem de Teste

A precisão da fabricação afeta diretamente a eficiência da montagem.

As dimensões comumente controladas incluem:

• Comprimento do membro

• Altura da coluna

• Comprimento do feixe

• Localização do furo

• Posição da placa final

• Dimensões diagonais

• Retidão

• Cambagem

• Torção

• Geometria de conexão

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Por que a montagem experimental é importante

Para sistemas estruturais complexos, a montagem experimental em fábrica pode ajudar a verificar:

• Alinhamento de conexão

• Compatibilidade com furos de parafuso

• Geometria do membro

• Sequência de instalação

• Dimensões da interface

A montagem experimental é particularmente valiosa para:

• Treliças complexas

• Estruturas de grande vão

• Estruturas industriais pesadas

• Conexões sísmicas

• Montagens de nós complicadas

A extensão necessária da montagem de teste deve ser confirmada pelo padrão de execução aplicável e pelas especificações do projeto.

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6. Proteção contra corrosão

A proteção contra corrosão é altamente dependente da exposição ambiental.

Um sistema de revestimento adequado para um armazém interior seco pode não ser adequado para:

• Edifícios costeiros

• Plantas químicas

• Ambientes marinhos

• Projetos tropicais de alta umidade

• Instalações industriais no deserto

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Preparação de Superfície

A limpeza por jateamento abrasivo até aproximadamente Sa 2½ é amplamente especificada para muitos sistemas de revestimento industrial.

Especificações equivalentes de preparação de superfície também podem ser usadas dependendo da norma vigente e do fabricante do revestimento.

A superfície preparada deve ser verificada quanto a:

• Limpeza

• Pó

• Contaminação por óleo

• Perfil de superfície

• Ferrugem

• Abrasivo residual

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Sistemas de Revestimento

Os sistemas de proteção típicos podem incluir:

Primer Rico em Zinco
↓
Revestimento Intermediário Epóxi
↓
Poliuretano/Outro Revestimento de Acabamento

A espessura de filme seco necessária deve ser determinada de acordo com:

• Categoria de corrosividade

• Vida útil projetada

• Fabricante de revestimento

• Especificação do projeto

• Exposição ambiental local

Muitas vezes é necessária uma espessura total de revestimento mais alta para ambientes mais severos.

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Projetos Costeiros e do Oriente Médio

Projetos expostos a:

• Spray de sal

• Altas temperaturas

• Radiação UV

• Areia

• Alta umidade

normalmente requerem sistemas aprimorados de proteção contra corrosão.

Fixadores, calhas, rufos e aço secundário também devem ser considerados – não apenas os principais membros estruturais.

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7. Proteção contra incêndio

O aço estrutural perde resistência à medida que a temperatura aumenta.

Dependendo dos regulamentos de construção, as estruturas de aço podem, portanto, exigir:

• Revestimento intumescente

• Impermeabilização cimentícia

• Placas resistentes ao fogo

• Invólucro de concreto

• Outros sistemas de proteção contra incêndio testados

Os sistemas internacionais comuns de testes de resistência ao fogo podem incluir requisitos específicos do projeto com base em:

• ASTM

• PT

• Bobagem

• COMO

• JIS

As classificações de resistência ao fogo são geralmente especificadas em termos de duração necessária, como:

• 1 hora

• 2 horas

• 3 horas

• ou outras classificações específicas do projeto

O sistema necessário deve ser selecionado de acordo com o código de construção e incêndio vigente.

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8. Controle de Qualidade e Documentação

Para projetos de estruturas metálicas no exterior, a qualidade de fabricação por si só não é suficiente.

A documentação faz parte do produto.

Um dossiê de qualidade completo pode incluir:

Documentos Relevantes

• Certificados de teste de moinho

• Registros de número de calor

• Relatórios de rastreabilidade de materiais

Documentos de soldagem

• WPS

• PQR

• Certificados de qualificação de soldador

• Registros de consumíveis de soldagem

• Pré-aqueça os registros quando necessário

Documentos de inspeção

• Relatórios de inspeção visual

• Relatórios de UT

• Relatórios MT

• Relatórios RT quando necessário

• Registros de inspeção dimensional

Documentos de aparafusamento

• Certificados de parafuso

• Registros de instalação de parafusos

• Registros de calibração quando aplicável

Documentos de Revestimento

• Inspeção de preparação de superfície

• Registros de lote de pintura

• Relatórios de espessura de filme seco

• Registros de condição ambiental

Documentação Final

• Plano de Inspeção e Teste

• Relatório dimensional final

• Lista de embalagem

• Certificado de conformidade quando aplicável

• Relatórios de inspeção de terceiros

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9. Principais diferenças entre os principais sistemas padrão

Do ponto de vista do gerenciamento de fabricação, as diferenças mais importantes podem ser resumidas da seguinte forma.

Projetos nos EUA

Normalmente coloque forte ênfase em:

• Conformidade de materiais ASTM

• Soldagem AWS

• Aparafusamento de alta resistência

• Sistemas de qualidade de fabricação

• Documentação de inspeção rastreável

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Projetos Europeus

Geralmente enfatiza:

• Requisitos de execução EN 1090

• Classe de Execução

• Controle de produção de fábrica

• Coordenação de soldagem

• Documentação relacionada à CE, quando aplicável

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Projetos Australianos

Muitas vezes exigem controles particularmente fortes sobre:

• Soldagem

• Rastreabilidade de materiais

• Inspeção

• Durabilidade do revestimento

• Documentação

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Projetos Sauditas e do Oriente Médio

Além da conformidade estrutural, pode ser necessária atenção especial para:

• Altas temperaturas

• Exposição UV

• Sal costeiro

• Areia

• Proteção contra corrosão

• Padrões internacionais específicos do projeto

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Projetos Japoneses

Enfatize frequentemente:

• Precisão dimensional

• Qualidade de soldagem

• Consistência material

• Qualidade de fabricação relacionada à sísmica

• Registros detalhados de inspeção

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10. Como os fabricantes de aço devem gerenciar projetos multipadrão

Para um projeto de estrutura de aço no exterior, o padrão de fabricação deve ser confirmado antes da cotação e da compra de matéria-prima.

Um fluxo de trabalho prático é:

Etapa 1 - Confirmar os padrões vigentes
↓
Etapa 2 - Revisar desenhos e especificações do projeto
↓
Etapa 3 - Confirmar as classes do material
↓
Etapa 4 - Revisar os requisitos de soldagem
↓
Etapa 5 - Confirmar o sistema de parafusos
↓
Etapa 6 - Definir tolerâncias de fabricação
↓
Etapa 7 - Confirmar proteção contra corrosão / incêndio
↓
Etapa 8 - Preparar plano de inspeção e teste
↓
Etapa 9 - Concluir a fabricação e Inspeção
↓
Etapa 10 — Preparar a Documentação Final de Qualidade

Este processo ajuda a reduzir:

• Riscos de substituição de materiais

• Requalificação de soldagem

• Atrasos na produção

• Retrabalhar

• Rejeição de inspeção

• Lacunas de documentação

• Problemas de instalação no site

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Conclusão

O principal desafio na fabricação internacional de aço estrutural não é simplesmente a produção de componentes de aço.

Ela os produz de acordo com o padrão de projeto correto, especificação de fabricação, requisitos de inspeção e sistema de documentação.

As principais áreas que devem ser confirmadas antes da produção incluem:

Classes de materiais → Soldagem → Parafusos de alta resistência → Tolerâncias de fabricação → Proteção contra corrosão → Proteção contra incêndio → Documentação de qualidade

Para os fabricantes que lidam com vários mercados internacionais, a capacidade de adaptar os processos de produção a diferentes padrões é uma parte importante da capacidade de entrega do projeto.

A ZSJH STEEL fornece fabricação de aço estrutural personalizada para projetos industriais e comerciais no exterior, apoiando revisão de desenhos, coordenação de engenharia, fabricação, soldagem, inspeção de qualidade, tratamento de superfície, embalagem, exportação e orientação de instalação.

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