10-ensaios nao-destrutivos

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Ensaios no-destrutivos

SMM 0194 Engenharia e Cincia dos Materiais II Prof. Ed d B lli i Ferreira P f Eduardo Bellini F i

IntroduoEnsaios no destrutivos (END), ou da sigla em ingls NDT (nondestrutive test) permitem:detectar e medir defeitos internos e externos em peas semi-acamadas ou acabadas antes de sua utilizao ou em uma etapa de manuteno (j em uso) sem a destruio da pea p

as peas aprovadas ou sem defeitos podem ser utilizadas na seqncia do processo de fabricao ou de uso, o que normalmente no ocorre em ensaios mecnicos como de trao, de impacto, etc.

Considere, por exemplo, um tanque esfrico de parede fina, fina de raio r e espessura t que deve ser usado como vaso de presso: seco transversal de um tanque esfrico que deve ser submetido a uma presso interna p p em uso, e que possui uma trinca radial de comprimento 2a no i t 2 interior de sua parede.

1 KIc ac = Y f

2

Considere, por exemplo, um tanque esfrico de parede fina, fina de raio r e espessura t que deve ser usado como vaso de presso: ac = tamanho crtico de defeito para fratura com tenso KIc a tenacidade fratura Y um fator geomtrico que depende das depe de dimenses e geometria do material, do defeito e do modo de aplicao da carga.

1 KIc ac = Y f

2

Considere, por exemplo, um tanque esfrico de parede fina, fina de raio r e espessura t que deve ser usado como vaso de presso:O projeto de t j t d tanques desse ti d tipo impe que o material para a construo da parede sofra deformao plstica (escoe), caso ocorra qualquer falha, antes da formao de um defeito crtico e sua subseqente rpida b t id propagao. Dessa forma, qualquer distoro plstica da parede pode ser detectada e a presso no interior do tanque reduzida q antes que ocorra uma fratura catastrfica. Conseqentemente materiais que possuam comprimentos grandes d t i d de trincas crticas ti devem ser selecionados.

1 KIc ac = Y f

2

Considere, por exemplo, um tanque esfrico de parede fina, fina de raio r e espessura t que deve ser usado como vaso de presso:Critrio vazar antes d C it i t de quebrar: se metade do tamanho do defeito crtico for igual ou maior que a espessura do vaso de presso, se uma falha ocorrer o vaso ir apresentar vazamento antes de efetivamente quebrar de forma catastrfica, causando catastrfica alarme e permitindo a manuteno em tempo. Esse conceito pode ser utilizado para projetar a espessura da parede ou a presso mxima permitida em vasos de presso.

KIc = Yfa=t

p pr f = 2t t

2 KIc 2 p= 2 Y r f

Ensaios no destrutivos ENDEND so usados paraevitar falhas ou fraturas catastrficas, antes da aplicao ou j em uso (em equipamentos em manuteno), pela inspeo cuidadosa de componentes estruturais, em busca de defeitos ou trincas com dimenses que se aproximam do tamanho q p crtico;

Muito utilizado, por exemplo, em manuteno ,p p , de aeronaves.

Principais Ensaios No-Destrutivos (END) (www.abende.org.br)Ensaio Visual Partculas Magnticas g Emisso Acstica A ti Estanqueidade Radiografia, Radioscopia e Gamagrafia

Lquido Penetrante P t t Correntes Parasitas

Ultra-Som Anlise de Vibraes

Termografia

Ensaio VisualAi inspeo por meio d E i do Ensaio Vi i Visual luma das mais antigas atividades nos setores industriais, primeiro ensaio no destrutivo aplicado em qualquer tipo de pea ou componente, freqentemente associado a outros ensaios. f t t i d t i

a inspeo visual um importante recurso na verificao de alteraes dimensionais, padro de dimensionais acabamento superficial e na observao de descontinuidades superficiais visuais em materiais e produtos em geral, t i como t i d t l tais trincas, corroso, deformao, desalinhamento, cavidades, p porosidade, montagem errnea de sistemas , g mecnicos e outros.

Ensaio VisualAi inspeo d peas ou componentes que no de t permitem o acesso direto interno para sua verificao ( (dentro de blocos de motores, turbinas, , , bombas , tubulaes, etc), utilizam-se de fibras ticas conectadas a espelhos ou microcmeras de TV com alta resoluo alem de sistemas de resoluo, iluminao, fazendo a imagem aparecer em oculares ou em um monitores de TV. So solues simples e eficientes, conhecidas como tcnica de inspeo visual remota. Na i N aviao, o ensaio visual a principal f i i l i i l ferramenta t para inspeo de componentes para verificao da sua condio de operao e manuteno.

Ensaio VisualNo i N existe nenhum h processo industrial em que a inspeo visual no esteja presente. Simplicidade de realizao e baixo custo operacional so as p caractersticas deste mtodo, mas que mesmo assim requer uma tcnica apurada, obedece a slidos requisitos bsicos que devem ser conhecidos e corretamente aplicados.

Lquido PenetranteO ensaio por L id Penetrante i Lquido P t t considerado um dos melhores mtodos de teste para a deteco de descontinuidades superficiais de materiais isentos de porosidade tais como: metais ferrosos e no ferrosos, alumnio, ligas metlicas, cermicas, vidros, certos tipos de plsticos , , p p ou materiais organo-sintticos. Lquidos p q penetrantes tambm so utilizados para a deteco de vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.

Lquido PenetranteO lquido penetrante aplicado com pincel, l id t t li d i l pistola, ou com lata de aerossol ou mesmo imerso sobre a superfcie a ser ensaiada ensaiada, que ento age por um tempo de penetrao. Efetua-se Efetua se a remoo deste penetrante da superfcie por meio de lavagem com gua ou remoo com solventes solventes. A aplicao de um revelador (talco) ir mostrar a localizao das descontinuidades superficiais com preciso e grande simplicidade embora suas dimenses sejam p j ligeiramente ampliadas.

Lquido PenetranteEste mtodo est baseado no fenmeno da capilaridade que o poder de penetrao de um lquido em reas extremamente pequenas devido a sua baixa tenso superficial. O poder de penetrao uma caracterstica bastante importante uma vez que a sensibilidade do ensaio enormemente dependente do mesmo.

Lquido PenetranteDeteco de descontinuidades em materiais fundidos:gota fria, trinca de tenso provocados p p p por processos de tmpera ou revenimento, descontinuidades de fabricao ou de processo tais como trincas, costuras, dupla laminao, sobreposio de material, trincas provocadas por usinagem, fadiga do material ou mesmo corroso sob tenso

Lquido Penetrante

Correntes ParasitasO campo magntico gerado por uma sonda ou ti d d bobina alimentada por corrente alternada produz correntes induzidas (correntes parasitas) na p ( p ) pea sendo ensaiada. O fluxo destas correntes depende das caractersticas do metal. Praticamente as "bobinas" d t t t P ti t "b bi " de teste tem a forma de f d canetas ou sensores que passadas por sobre o material de ec a trincas ou desco a e a detectam cas descontinuidades u dades superficiais, ou ainda, podem ter a forma de circular, oval ou quadrada por onde passa o material. Neste N t caso d t t detectam-se d descontinuidades ou ainda ti id d i d as caractersticas fsico-qumicas da amostra.

Correntes ParasitasA presena d d de descontinuidades superficiais e subti id d fi i i b superficiais (trincas, dobras ou incluses), assim como mudanas nas caractersticas fsico-qumicas ou da estrutura do material (composio qumica granulao dureza qumica, granulao, dureza, profundidade de camada endurecida, tempera, etc.) alteram o fluxo das correntes parasitas, possibilitando a sua deteco. O ensaio por correntes parasitas se aplica em metais t t i t it li t i tanto ferromagnticos como no ferromagnticos, em produtos siderrgicos (tubos, barras e arames), em auto-peas (parafusos, eixos, comandos, (parafusos eixos comandos barras de direo terminais direo, terminais, discos e panelas de freio), entre outros. O mtodo se aplica tambm para detectar trincas de fadiga e corroso em componentes de estr t ras aeron ticas e em estruturas aeronuticas tubos instalados em trocadores de calor, caldeiras e similares.

Correntes Parasitas um mtodo limpo e rpido de ensaios no destrutivos, destrutivos mas requer tecnologia e prtica na realizao e interpretao dos resultados. Tem baixo custo operacional e i l possibilita automao e altas velocidades de inspeo.

Partculas MagnticasO ensaio por partculas magnticas usado para detectar descontinuidades superficiais e sub superficiais em materiais ferromagnticos. So detectados defeitos tais como: trincas juntas frias trincas, frias, incluses, gotas frias, dupla laminao, falta de penetrao, dobramentos, segregaes, etc. O mtodo de ensaio est baseado na gerao de um campo g p magntico que percorre toda a superfcie do material ferromagntico. As linhas magnticas do fluxo induzido no material desviam-se de d sua t j t i ao encontrar uma d trajetria t descontinuidade superficial ti id d fi i l ou sub superficial, criando assim uma regio com polaridade magntica, altamente atrativa partculas magnticas. No momento em que se provoca esta magnetizao na pea pea, aplica-se as partculas magnticas por sobre a pea que sero atradas localidade da superfcie que possuir uma , descontinuidade, formando assim uma clara indicao de defeito.

Partculas MagnticasAlguns exemplos t i Al l tpicos d aplicaes so f did de li fundidos d ao de ferrtico, forjados, laminados, extrudados, soldas, peas que sofreram usinagem ou tratamento trmico (porcas e parafusos ), trincas por retfica e muitas outras aplicaes em materiais ferrosos. Para que as descontinuidades sejam detectadas importante que elas estejam d t l f l t j de tal forma que sejam "i t j "interceptadas" ou t d " "cruzadas" pelas linhas do fluxo magntico induzido; conseqentemente, a pea dever ser magnetizada em pelo menos duas direes defasadas de 90 90. Para isto se utiliza os conhecidos yokes, mquinas portteis com contatos manuais ou equipamentos de magnetizao estacionrios para ensaios seriados o padroni ados ou