Mini-Projecto · Fabrico e montagem de um módulo evaporador para HRSG
Contexto
A Metalvapor, Lda, oficina de construção metálica especializada em componentes sob pressão, ganhou uma encomenda para fabricar e pré-montar um módulo evaporador destinado a uma HRSG de uma central de ciclo combinado. O módulo é composto por um painel tubular (evaporador), o respetivo coletor de painel tubular e um troço de coletor de piping que liga o módulo à tubagem principal da instalação.
Foste destacado/a, individualmente ou em par, para conduzir o fabrico deste módulo do início ao fim: interpretar a ordem de produção e o desenho, selecionar materiais e processo de soldadura, construir e inspecionar cada componente, montá-los, e validar o conjunto com um teste de pressão simulado, entregando um dossiê técnico completo ao cliente.
Requisitos
Funcionais
- Interpretação da ordem de produção simulada (material, revisão de desenho, prazos, pontos de inspeção obrigatórios).
- Construção do painel tubular do evaporador, com tubos, aletas e suportes conforme espaçamento definido.
- Construção do coletor de painel tubular, com corpo, tampos e, no mínimo, 6 bocais representativos.
- Construção de um troço de coletor de piping, com pelo menos 2 ligações (bocais ou flanges).
- Plano de soldadura com WPS identificado para cada tipo de junta (longitudinal do coletor, bocais, ligações de piping).
- Plano de inspeção com pelo menos três técnicas de ensaio não destrutivo aplicadas às juntas críticas.
- Teste de pressão simulado, com valor calculado a partir da pressão de projeto definida no dossiê.
Não-funcionais
- Documento com rastreabilidade de materiais (certificados simulados) para cada componente.
- Registo de EPI e normas de segurança aplicadas em cada fase do fabrico.
- Desenho ou esquema (mesmo simplificado) de cada componente, com simbologia de soldadura.
- Linguagem técnica rigorosa e coerente com o referencial da UC.
Fases
Fase 1 · Análise da ordem de produção e do desenho (2h) Interpretar a ordem de produção simulada: confirmar revisão do desenho, materiais especificados e pontos de inspeção obrigatórios. Identificar as três zonas (economizador, evaporador, sobreaquecedor) e confirmar que o módulo em causa é o evaporador.
Fase 2 · Seleção de materiais e processos (2h) Selecionar o material do painel e do coletor conforme a temperatura de serviço definida no enunciado, e escolher os processos de soldadura (TIG, elétrodo revestido, MIG-MAG ou arco submerso) para cada tipo de junta, justificando a escolha.
Fase 3 · Construção do painel tubular (4h) Definir a disposição de tubos e aletas, o espaçamento e os suportes. Documentar a sequência de fabrico e a verificação dimensional prevista.
Fase 4 · Construção do coletor de painel tubular (4h) Definir o corpo, os tampos e a posição dos bocais. Especificar o WPS da soldadura longitudinal e da soldadura dos bocais. Planear a inspeção de cada soldadura crítica.
Fase 5 · Construção do coletor de piping e montagem final (4h) Definir o troço de coletor de piping e as suas ligações. Descrever a sequência de montagem final no módulo: posicionamento, alinhamento, fixação provisória, soldadura definitiva.
Fase 6 · Inspeção e teste de pressão (2h) Definir o plano de inspeção (VT, PT/MT, RT/UT conforme a junta) e calcular o valor do teste hidrostático a partir da pressão de projeto do enunciado.
Fase 7 · Dossiê e apresentação (2h) Compilar o dossiê técnico completo e apresentar à turma as decisões de material, soldadura e inspeção tomadas.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Interpretação correta da ordem de produção e do desenho | 10% |
| Seleção justificada de materiais e processos de soldadura | 15% |
| Construção documentada do painel tubular | 15% |
| Construção documentada do coletor de painel tubular | 20% |
| Montagem final (posicionamento, alinhamento, sequência correta) | 15% |
| Plano de inspeção e cálculo do teste de pressão | 15% |
| Dossiê técnico e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Avançar para o fabrico sem confirmar a revisão do desenho em vigor.
- Escolher processo de soldadura "pelo que está disponível" em vez de seguir o WPS qualificado.
- Furar todos os bocais do coletor antes de confirmar as cotas contra o desenho.
- Soldar definitivamente a montagem final antes de confirmar o alinhamento.
- Aplicar só inspeção visual em soldaduras que o plano de inspeção classifica como críticas.
- Esquecer de registar o EPI e as normas de segurança aplicadas em cada fase.
- Calcular o teste de pressão sobre um valor errado (usar a pressão de operação em vez da pressão de projeto).
Bónus (opcional)
- Propor os pontos de instrumentação (pressão, temperatura, nível) a prever no módulo para futura integração com PLC/SCADA.
- Estimar o impacto de uma fuga de 2% de caudal na eficiência térmica do módulo.
- Comparar o custo e o tempo de fabrico entre usar arco submerso e elétrodo revestido na soldadura longitudinal do coletor.
Reflexão
No dossiê final, responde: em que fase do processo, se a fizeres mal, o defeito é mais caro de corrigir, e porquê? E qual das normas ou regulamentos referidos (PED, EN 12952/12953, ASME BPVC, EN ISO 15614/9606) consideras mais determinante para o resultado final deste módulo, justificando a escolha.