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O Que é a API 1104?

A API 1104 rege a Soldagem de dutos de longa distância e instalações relacionadas. Abrange tubos de aço carbono e de baixa liga usados na compressão, bombeamento e transmissão de petróleo bruto, produtos de petróleo, gases combustíveis e dióxido de carbono. A 22ª edição (2021) é a versão atual.

A Norma API 1104, “Welding of Pipelines and Related Facilities,” abrange a Soldagem de tubulações usadas na compressão, bombeamento e transmissão de petróleo bruto, produtos de petróleo, gases combustíveis, dióxido de carbono e nitrogênio. A Norma se aplica tanto à nova construção quanto à soldagem de reparo em serviço em sistemas pressurizados. Ela aborda a Soldagem a Arco e a soldagem a gás oxicombustível de soldas de topo, ramais e filetes em tubos de aço carbono e de baixa liga.

A Norma está organizada em doze seções. As Seções 1 a 4 cobrem escopo, referências, definições e especificações. A Seção 5 estabelece os requisitos de qualificação de procedimento. A Seção 6 abrange a qualificação de soldadores. A Seção 7 aborda o projeto e a preparação de juntas para Soldagem de produção. A Seção 8 abrange a inspeção e o Ensaio de soldas de produção. A Seção 9 fornece padrões de aceitação para Ensaio não destrutivo. A Seção 10 abrange o reparo e a remoção de Defeitos. A Seção 11 define procedimentos para Ensaio não destrutivo (END). A Seção 12 abrange a Soldagem mecanizada com adições de Metal de Adição.

A edição atual é a API 1104, 22ª Edição, 2021. A API 1104 é desenvolvida independentemente da ASME Seção IX e da AWS D1.1, embora muitos Fabricantes e empreiteiros de dutos mantenham qualificações sob múltiplas Normas, dependendo dos requisitos jurisdicionais de seus projetos.

Qualificação de Procedimento Conforme API 1104

A Seção 5 da API 1104 exige que cada EPS seja qualificada por Ensaio. Não há caminho de EPS pré-qualificada. O Fabricante produz soldas de teste em corpos de prova de tubos que correspondem ao diâmetro e à faixa de Espessura de parede de produção pretendidos. O Ensaio Destrutivo inclui Ensaios de tração, entalhe e dobramento. O Ensaio Radiográfico pode substituir alguns Ensaios Destrutivos.

A Seção 5 da API 1104 exige que os Procedimentos de Soldagem sejam qualificados por Ensaio Destrutivo antes do início da Soldagem de produção. O processo de qualificação exige a produção de soldas de teste em corpos de prova de tubos usando o procedimento pretendido, e então o corte e Ensaio dos corpos de prova para demonstrar Propriedades Mecânicas adequadas.

Os Ensaios Destrutivos exigidos para soldas de topo incluem dois corpos de prova de tração, dois corpos de prova de entalhe e Ensaios de dobramento de raiz e face (para paredes mais finas) ou quatro corpos de prova de dobramento lateral (para Espessura de parede acima de 12,7 mm). A Solda de Teste também deve passar por Ensaio Radiográfico ou Ensaio Ultrassônico antes da remoção do corpo de prova destrutivo.

A API 1104 define Variáveis Essenciais que regem quando a requalificação é necessária. As Variáveis Essenciais específicas da API 1104 incluem:

Processo de Soldagem

Uma mudança no Processo de Soldagem ou combinação de processos requer uma nova qualificação. SMAW, GMAW, FCAW, GTAW e SAW são os processos comumente qualificados para aplicações em dutos. Combinações como raiz GTAW com preenchimento SMAW são qualificadas como um único procedimento.

Grupo de Metal de Base

A API 1104 agrupa Metais de Base por Limite de Escoamento Mínimo Especificado (SMYS). Um procedimento qualificado em um material em um grupo SMYS pode ter aplicabilidade limitada a materiais em outros grupos. Isso difere dos números P da ASME IX, que agrupam por composição e Soldabilidade, e não apenas por resistência.

Projeto de Junta

Alterações no Projeto de Junta além da Faixa qualificada — incluindo Ângulo da Junta, Abertura da Raiz e Face da Raiz — exigem requalificação. As juntas de dutos são tipicamente configurações de Junta em V ou chanfro composto dimensionadas para a Espessura da parede do tubo.

Faixa de Espessura da parede

A Faixa de Espessura de parede qualificada é determinada pela Espessura do Corpo de Prova. A qualificação em material mais fino não qualifica automaticamente material mais espesso. A Faixa qualificada é especificada na Seção 5.4 com base nas dimensões da Solda de Teste.

Faixa de diâmetro do tubo

A qualificação é limitada pelo diâmetro do Corpo de Prova. As Faixas de diâmetro são especificadas na Seção 5.4. A qualificação em diâmetros maiores pode cobrir diâmetros menores dentro da Faixa especificada, mas não o contrário sem Ensaio separado.

Posição

As Posições de Soldagem de dutos são designadas como rolada (1G), horizontal fixa (5G), inclinada fixa (6G) ou múltiplas Posições. A qualificação na Posição 6G qualifica toda a Soldagem em Posição fixa. A qualificação em Posição rolada não qualifica Posições fixas.

Qualificação de Soldador Conforme API 1104

A Seção 6 da API 1104 exige que cada Soldador se qualifique em um Corpo de Prova usando a EPS específica que será utilizada na produção. As variáveis de qualificação incluem diâmetro do tubo, Espessura da parede, Posição de Soldagem e Projeto de Junta. Os Ensaios de qualificação incluem Ensaio Destrutivo (Ensaios de entalhe e dobramento) ou exame radiográfico da Solda de Teste concluída.

A Seção 6 exige que cada Soldador demonstre a capacidade de produzir soldas sadias usando o procedimento qualificado. O Ensaio de Qualificação de Soldador produz um Corpo de Prova que é examinado por radiografia ou Ensaio Destrutivo. Ensaios de qualificação única qualificam o Soldador para o procedimento, Posição e grupo de diâmetro de tubo específicos testados.

As qualificações de Soldador são específicas do empregador. Um Soldador que muda de empregador deve se requalificar com a nova empresa, mesmo que o Procedimento de Soldagem seja idêntico. Isso é mais rigoroso do que a ASME Seção IX, onde as qualificações de desempenho podem ser transferidas entre empregadores sob certas condições. As qualificações de Soldador da API 1104 não expiram devido à inatividade, mas a empresa deve ter registros que demonstrem que o Soldador utilizou o processo dentro do prazo exigido.

Soldagem em Serviço (Apêndice B)

O Apêndice B da API 1104 abrange a Soldagem em dutos que estão em serviço — transportando produto sob pressão durante a Soldagem. A Soldagem em serviço requer precauções adicionais: prevenção de Perfuração (verificação da Espessura Mínima da parede), prevenção de Trinca por Hidrogênio (processos de Baixo Hidrogênio) e consideração da taxa de fluxo para gerenciar a dissipação de calor.

API 1104 Appendix B addresses welding on pipelines that are in operation and may contain pressurized product. In-service welding includes hot taps (adding branch connections while the pipeline is pressurized), encirclement sleeves, and direct deposit repairs. The primary safety concern is Perfuração — the welding arc melting through the remaining pipe wall into the pressurized product.

A qualificação de procedimento para Soldagem em serviço requer Ensaio em condições de fluxo simuladas para demonstrar que o procedimento pode ser realizado com segurança na Espessura de parede Mínima encontrada em campo. O controle do Aporte de Calor é crítico — baixo Aporte de Calor reduz o risco de Perfuração, mas aumenta o risco de Trinca por Hidrogênio na Zona Afetada pelo Calor. Os requisitos de Pré-aquecimento para Soldagem em serviço podem diferir da nova construção porque o produto em fluxo atua como um dissipador de calor, aumentando as taxas de resfriamento e a suscetibilidade à Trinca por Hidrogênio.

Como a API 1104 se Compara a Outros Códigos de Soldagem

A API 1104 rege dutos; a D1.1 rege estruturas de aço; a ASME IX rege equipamentos sob pressão. A API 1104 não possui caminho de EPS pré-qualificada. Ela agrupa Metais de Adição (Tabela 2, referenciada pelas regras de Variável Essencial da §5.4.2.6 para qualificação de procedimento; a Tabela 4 é um agrupamento separado de Metal de Adição para qualificação de soldador) e agrupa Metais de Base por SMYS nominal sob §5.4.2.2 e qualifica procedimentos por diâmetro de tubo e faixas de Espessura de parede. Os Critérios de Aceitação incluem limites baseados na mão de obra (Seção 9) e métodos de adequação ao serviço (Apêndice A).

API 1104 vs AWS D1.1

D1.1 applies to Aço estrutural, while API 1104 applies to pipelines. D1.1 qualifies procedures by plate Espessura, while API 1104 qualifies by pipe diameter and wall thickness. D1.1 allows Pré-qualificado WPSs under Cláusula 5, while API 1104 requires Ensaio de qualificação for every procedure. D1.1 uses Table 5.6 Metal de Base groups, while API 1104 groups by SMYS. The Critérios de aceitação in API 1104 Section 9 are specific to girth welds in pipe, while D1.1 Table 8.1 criteria are for structural connections.

API 1104 vs ASME Seção IX

Ambas as Normas exigem Ensaio de Qualificação de Procedimento, mas as regras de Variável Essencial e os requisitos de Ensaio diferem. A ASME IX usa números P para agrupamento de Metal de Base, enquanto a API 1104 usa grupos baseados em SMYS. Os Ensaios de dobramento guiado e tração da ASME IX diferem dos Ensaios de entalhe e dobramento de raiz/face da API 1104. Quando um duto também se enquadra na ASME B31.8 (transmissão de gás) ou B31.4 (transporte de líquidos), a relação entre a API 1104 e a ASME Seção IX deve ser cuidadosamente gerenciada — a B31.8 referencia a API 1104 diretamente para qualificação de Soldagem, não a ASME IX.

Padrões de Aceitação para END

A Seção 9 da API 1104 define os Critérios de Aceitação para Ensaio Radiográfico, Partículas Magnéticas, Líquido Penetrante e Ensaio Ultrassônico de soldas de produção. A Seção 9 fornece Critérios específicos para penetração inadequada, Fusão Incompleta, concavidade interna, Perfuração, inclusões de escória e Porosidade. Os Critérios de Aceitação são baseados no Comprimento da Solda e na distribuição das indicações em relação ao Comprimento da Solda e à Espessura da parede do tubo.

A API 1104 também inclui disposições para Critérios de Aceitação alternativos no Apêndice A, que permite métodos de avaliação crítica de engenharia (ECA) baseados em mecânica da fratura. Sob o Apêndice A, a aceitação de Defeitos é baseada na análise de adequação ao serviço, em vez de limites baseados na mão de obra, potencialmente permitindo Defeitos maiores quando a análise de tensão demonstra que o Defeito não crescerá para um tamanho crítico durante a vida útil de projeto do duto.

"A Soldagem de dutos é única porque você não pode girar o tubo na maioria das juntas de campo — o Soldador deve se qualificar na Posição fixa, soldando para cima ou para baixo em toda a circunferência. É por isso que a qualificação API 1104 é específica da Posição de uma forma que a D1.1 não é."

— Field observation, pipeline construction practice

Guias de Normas Relacionadas

• ASME Section IX — Welding Qualification
• CSA W59 — Welded Steel Construction
• CSA W47.1 — Company Certification
• ASME IX P-Numbers Guide
• ASME IX F-Numbers Guide
• Pipeline Welding Requirements
• WPS — Procedimento de soldagem Specification
• PQR — Qualificação de procedimento Record
• NDE Requisitos — D1.1 Clause 8 Inspeção methods
• D1.1 Preheat Calculator
• AWS D1.4 — Reinforcing Steel
• AWS D1.6 — Stainless Steel
• AWS D1.8 — Seismic Supplement
• AWS D1.2 — Aluminum
• AWS D1.9 — Titanium
• AWS D1.3 — Sheet Steel
• D1.5 Bridge Preheat Calculator
• AWS D1.5 — Bridge Welding Code
• AS/NZS 1554 — Soldagem de Aço Estrutural (Australian Norma)

As Variáveis Essenciais da API 1104 são mais rigorosas do que as da D1.1 para aplicação em dutos. A Variável Essencial de Posição, em particular, é implacável — a qualificação em 5G (horizontal fixa) qualifica para 1G e 2G, mas a qualificação em 1G sozinha NÃO abrange 5G. Os empreiteiros de dutos geralmente se qualificam na Posição mais restritiva em que realmente soldarão na produção.

— Pipeline Inspetor observation, cross-country project, 2026