*ENSAIOS NO DESTRUTIVOSOutubro / 2009Alfeu Saraiva Ramos

* So tcnicas utilizadas na inspeo de materiais e equipamentos sem danific-los, sendo executados nas etapas de fabricao, construo, montagem e manuteno ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END)

* Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidade da inspeo. ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END)

* So largamente utilizadas nos setores petrleo/petroqumico, qumico, aeronutico, aeroespacial, siderrgico, naval, eletromecnico, papel e celulose, entre outros.

Contribuem para a qualidade dos bens e servios, reduo de custo, preservao da vida e do meio ambiente, sendo fator de competitividade para as empresas que os utilizam.ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END)

* Os END incluem mtodos capazes de proporcionar informaes a respeito do teor de defeitos de um determinado produto, das caractersticas tecnolgicas de um material, ou ainda, da monitorao da degradao em servio de componentes, equipamentos e estruturas.ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END)

*ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END) Alm do uso industrial, tem crescido significativamente a aplicao dos END para a conservao de obras de arte, assim como na agropecuria - controle da camada de gordura de bovinos e sunos - e a prpria utilizao, largamente difundida, na medicina. Comparativamente, podemos afirmar que o "controle da qualidade" que o mdico faz de um corpo humano na avaliao da sade ou da patologia de um paciente, o mesmo aplicado na indstria, s que para materiais e produtos.

* Para obter resultados satisfatrios e vlidos, os seguintes itens devem ser considerados como elementos fundamentais para os resultados destes ensaios: Pessoal treinado, qualificado e certificado Equipamentos calibrados Procedimentos de execuo de ensaios qualificados com base em normas e critrios de aceitao previamente definidos e estabelecidos. ENSAIOS NO DESTRUTIVOS (END)

*MTODOS USUAIS DE END Ensaio Visual Lquido penetrante Partculas Magnticas Ultra-Som Radiografia (raios X e Gama) Correntes Parasitas Anlise de Vibraes Termografia Emisso Acstica Estanqueidade Anlise de deformaes

* uma das mais antigas atividades nos setores industriais o primeiro ensaio no destrutivo aplicado em qualquer tipo de pea ou componente Est freqentemente associado a outros ensaios de materiais. Ensaio Visual

* Recurso para a verificao de alteraes dimensionais, padro de acabamento superficial e na observao de descontinuidades superficiais visuais em materiais e produtos em geral, tais como: - - trincas corroso deformao, alinhamento e cavidades porosidade montagem de sistemas mecnicos e muitos outros.Ensaio Visual - Aplicao

* Para a inspeo de peas ou componentes que no 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 iluminao, fazendo a imagem aparecer em oculares ou em um monitores de TV. So solues simples e eficientes.Inspeo Visual Remota

* Na aviao, a principal ferramenta para inspeo de componentes para verificao da sua condio de operao e manuteno.

No existe nenhum processo industrial em que a inspeo visual no esteja presente. Ensaio Visual Importncia Simplicidade de realizao (obedece a slidos requisitos bsicos que devem ser conhecidos e corretamente aplicados) e baixo custo operacional.Nota: requer uma outra tcnica apurada.

* usado para detectar descontinuidades superficiais e sub superficiais em materiais ferromagnticos.

So detectados defeitos tais como: trincas, junta fria, incluses, gota fria, dupla laminao, falta de penetrao, dobramentos, segregaes, etc.Partculas Magnticas

* Est baseado na gerao de um campo magntico que percorre toda a superfcie do material ferromagntico.Partculas Magnticas - MetodologiaForma do campo magntico produzido por uma barra imantada e visualizadapor limalha de ferro

*Pea contendo uma trinca superficial, dando origem ao campo de fuga. As linhas magnticas do fluxo induzido no material desviam-se de sua trajetria ao encontrar uma descontinuidade superficial ou sub superficial, criando assim uma regio com polaridade magntica, altamente atrativa partculas magnticas.

No momento em que se provoca esta magnetizao na pea, aplica-se as partculas magnticas por sobre a pea que sero atradas localidade da superfcie que conter uma descontinuidade formando assim uma clara indicao de defeito.Partculas Magnticas - Metodologia

* Para que as descontinuidades sejam detectadas importante que elas estejam de tal forma que sejam "interceptadas" ou "cruzadas" pelas linhas do fluxo magntico induzido; conseqentemente, a pea dever ser magnetizada em pelo menos duas direes defasadas de 90.

Para isto utilizamos os conhecidos yokes, mquinas portteis com contatos manuais ou equipamentos de magnetizao estacionrios para ensaios seriados ou padronizados. O uso de leitores ticos representa um importante desenvolvimento na interpretao automtica dos resultados.Partculas Magnticas - Metodologia

* Fundidos de ao 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. Partculas Magnticas - Aplicaes

* baseado na deteco de ondas acsticas emitidas por um material em funo de uma fora ou deformao aplicada nele.

Caso este material tenha uma trinca, descontinuidade ou defeito, a sua propagao ir provocar ondas acsticas detectadas pelo sistema.Emisso Acstica Princpio do Mtodo

* Os resultados do ensaio por emisso acstica no so convencionais. No deve ser utilizado para determinar o tipo ou tamanho das descontinuidades em uma estrutura, mas sim, para se registrar a evoluo das descontinuidades durante a aplicao de tenses para as quais a estrutura estar sujeita, desde que as cargas sejam suficientes para gerar deformaes localizadas, crescimento do defeito, destacamento de escria, frico, ou outros fenmenos fsicos.Emisso Acstica Sobre a Aplicao do Mtodo

* Aplicamos a emisso acstica quando queremos analisar ou estudar o comportamento dinmico de defeitos em peas ou em estruturas metlicas complexas, assim como registrar sua localizao.

O ensaio por emisso acstica permite a localizao da falha, captados por sensores instalados na estrutura ou no equipamento a ser monitorado.Emisso Acstica Sobre a Aplicao do Mtodo

* o caso da monitorao de cilindros contendo gs sob presso para abastecimento, do teste hidrosttico e pneumtico em vasos de presso, teste de fadiga, controle de processos de soldagem, e ainda da caracterizao de materiais. Emisso Acstica Exemplos de Aplicaes do Mtodo

*Ultra-Som Detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenmeno de reflexo de ondas acsticas quando encontram obstculos sua propagao, dentro do material.

* Um pulso ultra snico gerado e transmitido atravs de um transdutor especial, encostado ou acoplado ao material.Princpio Bsico da Inspeo de Materiais por ultra-som Os pulsos ultra snicos refletidos por uma descontinuidade, ou pela superfcie oposta da pea, so captados pelo transdutor, convertidos em sinais eletrnicos e mostrados na tela LCD ou em um tubo de raios catdicos (TRC) do aparelho. Ultra-Som

* Os ultra sons so ondas acsticas com freqncias acima do limite audvel. Normalmente, as freqncias ultra snicas situam-se na faixa de 0,5 a 25 MHz. Ultra-Som

* As dimenses reais de um defeito interno podem ser estimadas com uma razovel preciso, fornecendo meios para que a pea ou componente em questo possa ser aceito, ou rejeitado, baseando-se em critrios de aceitao da norma aplicvel. A espessura e a corroso podem ser determinadas com extrema facilidade e preciso. Ultra-Som

*Inspeo por ultra-som da chapa de um tuboFoto gentileza da VOITH PAPER soldas, laminados, forjados, fundidos, ferrosos e no ferrosos, ligas metlicas, vidro, borracha, materiais compostos, tudo permite ser analisado por ultra-som.Indstria de base (usinas siderrgicas) e de transformao (mecnicas pesadas), automobilstica, transporte martimo, ferrovirio, rodovirio, areo e aeroespacial, hospitais (a primeira imagem de um feto humano obtida por ultra-som !) Ultra-Som - Aplicaes

* Modernamente o ultra-som utilizado na manuteno industrial, na deteco preventiva de vazamentos de lquidos ou gases, falhas operacionais em sistemas eltricos (efeito corona), vibraes em mancais e rolamentos, etc.

o mtodo no destrutivo mais utilizado e o que apresenta o maior crescimento, para a deteco de descontinuidades internas nos materiais. Ultra-Som - Aplicaes

*Ultra-Som - VantagensO mtodo possui alta sensibilidade na deteco de pequenas descontinuidades internas, por exemplo: Trincas devido a tratamento trmico, fissuras e outros de difcil deteco por ensaio de radiaes penetrantes (radiografia ou gamagrafia). Para interpretao das indicaes, dispensa processos intermedirios, agilizando a inspeo. No caso de radiografia ou gamagrafia, existe a necessidade do processo de revelao do filme, que via de regra demanda tempo do informe de resultados.

*Ultra-Som - Vantagens Ao contrrio dos ensaios por radiaes penetrantes, o ensaio ultra-snico no requer planos especiais de segurana ou quaisquer acessrios para sua aplicao. A localizao, avaliao do tamanho e interpretao das descontinuidades encontradas so fatores intrnsecos ao exame ultra-snico, enquanto que outros exames no definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostrado num filme radiogrfico define o tamanho mas no sua profundidade e emmuitos casos este um fator importante para proceder um reparo.

*Ultra-Som - Desvantagens Requer grande conhecimento terico e experincia por parte do inspetor.

O registro permanente do teste no facilmente obtido.

Faixas de espessuras muito finas constituem uma dificuldade para aplicao do mtodo.

Requer o preparo da superfcie para sua aplicao. Em alguns casos de inspeo de solda, existe a necessidade da remoo total do reforo da solda, que demanda tempo de fbrica.

*Nenhum ensaio no-destrutivo deve ser considerado o mais sensvel ou o mais completo, pois as limitaes e as vantagens fazem com que aplicao de cada ensaio seja objeto de anlise e estudo da viabilidade de sua utilizao, em conjunto com os Cdigos e Normas de fabricao.

*Radiografia, Radioscopia e Gamagrafia O mtodo est baseado na mudana da atenuao da radiao eletromagntica (Raios X ou Gama) causada pela presena de descontinuidades internas, quando a radiao passar pelo material e deixar sua imagem gravada em um filme, sensor radiogrfico ou em um intensificador de imagem.

* deslocam-se em linha reta

podem atravessar materiais opacos a luz, ao faz-lo, so parcialmente absorvidos por esses materiais

podem impressionar pelculas fotogrficas, formando imagens

provocam o fenmeno da fluorescncia

provocam efeitos genticos

provocam ionizaes nos gases.Propriedades da Radiao Penetrante

*Define-se Radioatividade como sendo a emisso espontnea de radiao por um ncleo atmico, que se encontra num estado excitado de energia.

Existem trs tipos diferentes de radiao, como segue:- Partculas Alfa (a)- Partculas Beta (b)- Raios Gama (g)

Radiao e Radioatividade

* so constitudas de dois nutrons e dois prtons, caracterizando um ncleo atmico de Hlio.

Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem pouca penetrao e so facilmente absorvidas por poucos centmetros de ar.Radiao Por Partculas Alfa

*so constitudas por eltrons, que possuem velocidades prximas da luz, com carga eltrica negativa.

Possuem um poder de penetrao bastante superior s radiaes Alfa, podendo ser absorvidas por alguns centmetros de acrlico ou plsticos, na sua grande maioria.Radiao Por Partculas Beta

* so de natureza ondulatria, ao contrrio das demais que temcaractersticas corpusculares. Devido a isto, adquire um alto poder de penetrao nos materiais.Radiao Por Partculas Gama

* possvel separar os trs tipos de radiao descritos atravs da aplicao de um campo eltrico ou magntico, numa amostra de material radioativo.Esquema de separao das radiaes alfa, beta e gama.

Radiao Nota: O poder de penetrao das radiaes eletromagnticas, Raios X e Gama, so caracterizadas pelo seu comprimento de onda (ou energia)

*Tcnica Geral de Ensaio Radiogrfico na indstria.Radiografia

*Radiografia Finalidade e Aplicao Foi o primeiro mtodo de ensaio no destrutivo introduzido na indstria para descobrir e quantificar defeitos internos em materiais. Seu enorme campo de aplicao inclui o ensaio em soldas de chapas para tanques, navios, oleodutos, plataformas offshore; em peas fundidas principalmente para as peas de segurana na indstria automobilstica como porta-eixos, carcaas de direo, rodas de alumnio, airbags, assim como blocos de motores e de cmbio; produtos moldados, forjados, materiais compostos, plsticos, componentes para engenharia aeroespacial, etc... so outros exemplos.

* A radiografia tambm passou a ser realizada em processos dinmicos (tempo real), como no movimento de projtil ainda dentro do canho, fluxo metlico durante o vazamento na fundio, queima dos combustveis dentro dos msseis, operaes de soldagem, etc. Radiografia Finalidade e Aplicao

* Radiografia: a tcnica convencional via filme radiogrfico, com gerador de Raios X por mpola de metal/cermica. Um filme mostra a imagem de uma posio de teste e suas respectivas descontinuidades internas.

Gamagrafia: mesma tcnica tendo como fonte de radiao um componente radioativo, chamado de "istopo radioativo " que pode ser o Irdio, Cobalto ou modernamente o Selnio.Raios X Industrial abrange as seguintes tcnicas:

* Radioscopia: a pea manipulada a distncia dentro de uma cabine a prova de radiao, proporcionando uma imagem instantnea de toda pea em movimento, portanto tridimensional, atravs de um intensificador de imagem acoplado a um monitor de TV. Imagens da radioscopia agrupadas digitalmente de modo tridimensional em um software, possibilita um efeito de cortes mostrando as descontinuidades em trs dimenses o que nada mais do que uma tomografia industrial.Raios X Industrial abrange as seguintes tcnicas:

*Lquidos Penetrantes 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 ou materiais organo-sintticos. So tambm utilizados para a deteco de vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.

* O mtodo consiste em fazer penetrar na abertura da descontinuidade um lquido. Aps a remoo do excesso de lquido da superfcie, faz-se sair da descontinuidade o lquido retido atravs de um revelador. A imagem da descontinuidade fica ento desenhada sobre a superfcie.Lquidos Penetrantes Princpios Bsicos

*Podemos descrever o mtodo em seis etapas principais no ensaio , quais sejam:

a) Preparao da superfcie - Limpeza inicialAntes de se iniciar o ensaio, a superfcie deve ser limpa e seca. No devem existir gua, leo ou outro contaminante.Lquidos Penetrantes Princpios BsicosNota: contaminantes ou excesso de rugosidade, ferrugem, etc, tornam o ensaio no confivel.Preparao e limpeza inicial da superfcie.

*Lquidos Penetrantes Princpios Bsicosb) Aplicao do Penetrante: consiste na aplicao de um lquido chamado penetrante, geralmente de cor vermelha, de tal maneira que forme um filme sobre a superfcie e que por ao do fenmeno chamado capilaridade penetre na descontinuidade. Tempo de penetrao do lquido na abertura.Nota: Deve ser dado um certo tempo para que a penetrao se complete.

*Lquidos Penetrantes Princpios Bsicosc) Remoo do excesso de penetrante: consiste na remoo do excesso do penetrante da superfcie, atravs de produtos adequados, condizentes com o tipo de lquido penetrante aplicado , devendo a superfcie ficar isenta de qualquer resduo na superfcie.Remoo do excesso de lquido da superfcie.

*d) Revelao: consiste na aplicao de um filme uniforme de revelador sobre a superfcie. O revelador usualmente um p fino (talco) branco. Pode ser aplicado seco ou em suspenso, em algum lquido. O revelador age absorvendo o penetrante das descontinuidades e revelando-as. Nota: Deve ser previsto um determinado tempo de revelao para sucesso do ensaio.Lquidos Penetrantes Princpios BsicosAplicao do revelador e observao da indicao

*e) Avaliao e Inspeo: aps a aplicao do revelador, as indicaes comeam a serem observadas, atravs da mancha causada pela absoro do penetrante contido nas aberturas, e que sero objetos de avaliao. Lquidos Penetrantes Princpios BsicosAbsoro do lquido, pelo revelador, de dentro da abertura.Nota: A inspeo deve ser feita sob boas condies de luminosidade, se o penetrante do tipo visvel (cor contrastante com o revelador) ou sob luz negra, em rea escurecida, caso o penetrante seja fluorescente.

* A interpretao dos resultados deve ser baseada no Cdigo de fabricao da pea ou norma aplicvel ou ainda na especificao tcnica do Cliente. Nesta etapa deve ser preparado um relatrio escrito que mostre as condies do ensaio, tipo e identificao da pea ensaiada, resultado da inspeo e condio de aprovao ou rejeio da pea.

Em geral a etapa de registro das indicaes bastante demorada e complexa, quando a pea mostra muitos defeitos. Portanto, o reparo imediato das indicaes rejeitadas com posterior re-teste, mais recomendvel.Lquidos Penetrantes Princpios Bsicos

*f) Limpeza ps ensaio: A ltima etapa, geralmente obrigatria, a limpeza de todos os resduos de produtos, que podem prejudicar uma etapa posterior de trabalho da pea (soldagem, usinagem, etc....).Lquidos Penetrantes Princpios Bsicos

* Simplicidade: fcil de fazer e de interpretar os resultados. Aprendizado simples e requer pouco tempo de treinamento do inspetor. Como a indicao assemelha-se a uma fotografia do defeito, muito fcil de avaliar os resultados. Em contrapartida o inspetor deve estar ciente dos cuidados bsicos a serem tomados (limpeza, tempo de penetrao, etc), pois a simplicidade pode se tornar uma faca de dois gumes. No h limitao para o tamanho e forma das peas a ensaiar, nem tipo de material; por outro lado, as peas devem ser susceptveis limpeza e sua superfcie no pode ser muito rugosa e nem porosa. O mtodo pode revelar descontinuidades (trincas) extremamente finas (da ordem de 0,001 mm de abertura ).Lquidos Penetrantes Vantagens

* S detecta descontinuidades abertas para a superfcie, j que o penetrante tem que entrar na descontinuidade para ser posteriormente revelado. Por esta razo, a descontinuidade no deve estar preenchida com material estranho.

A superfcie do material no pode ser porosa ou absorvente j que no haveria possibilidade de remover totalmente o excesso de penetrante, causando mascaramento de resultados.Lquidos Penetrantes Limitaes

* A aplicao do penetrante deve ser feita numa determinada faixa de temperatura permitida ou recomendada pelo fabricante dos produtos. Superfcies muito frias (abaixo de 5oC ) ou muito quentes (acima de 52oC) no so recomendveis ao ensaio.

Algumas aplicaes das peas em inspeo fazem com que a limpeza seja efetuada da maneira mais completa possvel aps o ensaio (caso de maquinaria para indstria alimentcia, material a ser soldado posteriormente, etc). Este fato pode tornar-se limitativo ao exame, especialmente quando esta limpeza for difcil de fazer.Lquidos Penetrantes Limitaes

*Junta soldada contendo trinca visual

Lquidos Penetrantes Limitaes

*a) ter habilidade para rapidamente penetrar em aberturas finas;b) ter habilidade de permanecer em aberturas relativamente grandes;c) no evaporar ou secar rapidamente;d) ser facilmente limpo da superfcie onde for aplicado;e) em pouco tempo, quando aplicado o revelador, sair das descontinuidades onde tinha penetrado;f) ter habilidade em espalhar-se nas superfcies, formando camadas finas; Propriedades Fsicas do Penetrante

*g) ter um forte brilho. h) a cor ou a fluorescncia deve permanecer quando exposto ao calor, luz ou luz negra;i) no reagir com sua embalagem nem com o material a ser testado;j) no ser facilmente inflamvel;k) ser estvel quando estocado ou em uso;l) no ser demasiadaPropriedades Fsicas do Penetrante

*Tipos de Lquidos PenetrantesProdutos penetrantes segundo a norma Petrobras N-1596

*Tipos de Lquidos Penetrantes

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