Módulo 06 Ensaios Não Destrutivos

Engenharia

Mdulo 06: Ensaios No Destrutivos (ENDs)OBJETIVOS

Atravs do estudo deste mdulo o leitor deve tornar-se apto a:

1. Saber os princpios bsicos de cada Ensaio No Destrutivo e o campo de aplicao de cada um.2. Saber as vantagens, desvantagens e limitaes de cada Ensaio No Destrutivo.

3. Descrever a seqncia de execuo de cada Ensaio No Destrutivo.

4. Executar inspeo por ensaio em juntas preparadas para soldagem e em soldas completas.SUMRIO

1. Ensaio Visual.....................................................................................................................042. Teste Magntico e Teste por Pontos............................................................................... 103. Ensaio de Estanqueidade...................................................................................................214. Ensaio por Ultra-Som....................................................................................................... 285. Ensaio de Radiografia........................................................................................................376. Ensaio por Lquido Penetrante...........................................................................................487. Ensaio por Partculas Magnticas......................................................................................531. ENSAIO VISUAL

1.1. Introduo

O ensaio visual o Ensaio No Destrutivo mais bsico, por que todos os outros Ensaios No Destrutivos devem ser executados aps a inspeo visual, que pode ser feita vista desarmada, com o auxlio de lupa ou com aparelhos ou instrumentos para inspeo remota (endoscpios, tuboscpio, dentre outros).

1.2. Finalidades do ensaio

O ensaio visual, no controle da qualidade, utilizado antes e aps qualquer operao de soldagem.

Antes da soldagem a inspeo visual tem por finalidade:

a) Detectar no conformidades na geometria da junta, tais como:

ngulo do bisel; ngulo do chanfro; Face da Raiz; Abertura da raiz; Alinhamento das partes a serem soldadas.

b) Detectar no conformidades superficiais no metal de base, como por exemplo:

Corroso; Existncia de elementos contaminantes (leo, graxa, etc.).

Aps a operao de soldagem, o ensaio visual tem por finalidade detectar possveis descontinuidades induzidas na soldagem.

NOTA: Os termos de descontinuidades utilizados esto definidos na Terminologia de Soldagem. Este deve ser consultado em caso de dvidas.

Alm de suas aplicaes na soldagem, o ensaio se aplica, de maneira geral, na deteco de irregularidades superficiais de vrios tipos, tais como: dobras de laminao de chapas, pontos e estados de corroso, evidncias de vazamento, acabamento de peas usinadas ou forjadas e identificao de estado da superfcie.

1.3. Tcnicas de inspeo visual

As tcnicas de Exame Visual so classificadas em:

1.3.1. Exame Visual Direto;

1.3.2. Exame Visual Remoto;

1.3.3. Exame Visual Translcido.

1.3.1. Exame Visual Direto

O exame visual direto pode ser realizado de forma usual, quando o acesso visual, ao material em exame, suficiente para que a vista se localize a uma distncia que, de acordo com alguns cdigos e normas, no deve ser maior do que 610 mm, com relao a um ponto da superfcie a ser examinada, dispondo de um ngulo no inferior a 30, em relao mesma superfcie (figura 1.1). Podem ser usados espelhos para melhorar o ngulo visual, bem como outros dispositivos auxiliares, tais como lentes de aumento. requerida uma iluminao (natural ou luz branca artificial) para componentes, partes especficas ou sees de equipamentos. A mnima intensidade de luz na superfcie/lado em exame deve, tambm de acordo com algumas normas nacionais e internacionais, ser de 1000 lux (100 footcandles).

Figura 1.1: Observao para ensaio visual em soldas

Nota: Vale ressaltar que o uso de espelhos ou lentes de aumento (lupas) no ensaio visual direto tem a finalidade de melhorar a resoluo, de modo a se obter o detalhe em determinado ponto da superfcie examinada, dentro dos limites de acesso visual, conforme figura 1.1.A fonte de luz, a tcnica usada e a verificao da intensidade de luz requerida no momento do exame visual so informaes que devem ser documentadas e mantidas em arquivo.

Algumas literaturas determinam que a luz proveniente de uma fonte artificial (Ex: uma lanterna) seja posicionada em ngulo que pode variar entre 5 a 45 em relao superfcie a ser inspecionada, conforme ilustra a figura 1.2, de modo a facilitar a deteco de descontinuidades visuais. Entretanto, importante manter a luz refletida fora da direo dos olhos do inspetor, de modo a evitar o ofuscamento e a conseqente perda de sensibilidade no ensaio.

Figura 1.2: Observao correta de trinca em inspeo visual

Recomenda-se que o pessoal que executa o ensaio comprove a viso de perto anualmente para assegurar, com ou sem lentes corretivas, a acuidade visual de modo que seja capaz de visualizar as letras J-1 do padro Jaeger ou outros testes equivalentes de viso prxima.

1.3.2. Exame Visual RemotoQuando os componentes a serem examinados se apresentam inacessveis, ou seja, alm dos limites previstos no exame visual direto, poderemos utilizar a tcnica do exame visual remoto.

O exame visual remoto pode utilizar-se de elementos auxiliares, tais como espelhos, boroscpios, cmaras, fibras ticas, ou outros instrumentos adequados. Esses sistemas devem ter uma capacidade de resoluo que seja equivalente, no mnimo, quela obtida pelo exame visual direto.

A figura 1.3 mostra um boroscopio que tambm conhecido como tuboscpio, e um instrumento tico construdo com os mais variados dimetros e comprimentos, que, geralmente, possuem seu prprio dispositivo de iluminao.

Figura 1.3: Boroscpio

Figura 1.x: Espelho para END EVS.

1.3.3. Exame Visual Translcido

O exame visual translcido uma suplementao do exame visual direto. O mtodo de exame visual translcido utiliza o auxlio da iluminao artificial que pode ser includo um iluminador que produza luz direcional. O iluminador deve fornecer luz cuja intensidade seja suficiente para iluminar e dispersar a luz, suavemente, pela rea ou regio em exame.

A iluminao ambiental deve ser disposta de forma a evitar brilhos ou reflexos da superfcie em exame, e deve ter intensidade inferior iluminao aplicada sobre a rea ou regio que est sendo examinada. A fonte de luz artificial deve ter intensidade suficiente para possibilitar a deteco de qualquer variao de espessuras em laminados translcidos como, por exemplo, o vidro.

1.4. Seqncia do ensaio

Basicamente, a seqncia de cada ensaio visual se compe de apenas duas etapas:

1. Preparao da superfcie, quando necessrio.2. Inspeo pelo mtodo visual previsto no procedimento qualificado, sempre sob iluminao adequada.

H, porm, uma seqncia correta de execuo do ensaio, que normalmente efetuado mais de uma vez ao longo de uma operao de soldagem. Desta maneira, evitam-se, no incio, incorrees que trariam dificuldades para uma correo posterior, como por exemplo, a ajuste incorreto de juntas.

1.5. Vantagens: O ensaio visual o ensaio no destrutivo de mais baixo custo. O ensaio visual permite detectar e eliminar possveis descontinuidades antes de se iniciar ou completar a soldagem de uma junta. O ensaio visual detecta as descontinuidades maiores e geralmente indica pontos de provveis descontinuidades, que devem ser inspecionados por outros ensaios no-destrutivos. Um ensaio visual bem executado proporciona uma diminuio da quantidade de reparos de solda, uma maior produo dos outros ensaios no-destrutivos e conseqentemente diminui o custo da obra.

1.6. Limitaes e desvantagens: O ensaio visual depende grandemente da experincia e conhecimento de soldagem por parte do inspetor. O inspetor deve estar familiarizado com o projeto e os requisitos de soldagem. O ensaio visual limitado deteco de defeitos superficiais.2. TESTE MAGNTICO E TESTE POR PONTOS

2.1. Introduo

O teste magntico e teste por pontos so ensaios de fcil execuo e so um meio rpido e seguro para a identificao dos metais e ligas metlicas que so mais utilizados na indstria do petrleo. O reconhecimento dos metais e ligas metlicas feito atravs de suas propriedades fsicas e qumicas.

Podemos utilizar estes ensaios na identificao de materiais, tanto na inspeo de recebimento destes, como durante as fases de fabricao e montagem.

Para a execuo do ensaio propriamente dito, lana-se mo do princpio fsico do magnetismo, que uma caracterstica intrnseca dos materiais. Atravs do magnetismo podem-se separar os materiais em trs grupos: magnticos, levemente magnticos e no-magnticos. A tabela 1 apresenta a classificao de materiais pelo magnetismo. Aps esta primeira separao, pode-se identificar o material de cada grupo, lanando mo agora das propriedades qumicas, que so verificadas pela capacidade de reao, espontnea ou forada, quando na presena de determinadas solues qumicas.

Tabela 1: Classificao de Materiais pelo Magnetismo

MagnticoLevemente magnticoNo magntico

Ao carbono.Nonel.Ligas Cobre Nquel.

Ferro fundido.Ao Inox Austenitico.

Ao LigaLates

Ao Inox. Ferritico

Ao Inox. MartensiticoLigas patenteadas.

Iconel

Stellite.

Hastelloy B e C.

Nquel

Abaixo esto listados alguns materiais passveis de identificao, separados por classes:a) Ferro fundido;

b) Ao carbono;

c) Aos ligas:

Ao carbono-molibdnio; Ao carbono-mangans; Ao com 1% Cr - 0,25% Mo (AISI 4140); Ao com 0,8% Cr - 0,25% Mo - 1,8% Ni (AISI 4340); Ao com 1,25% Cr - 0,5% Mo; Ao com 2,25% Cr - 1% Mo; Ao com 5% Cr - 0,5% Mo; Ao com 7% Cr - 0,5% Mo; Ao com 9% Cr - 1% Mo; Ao com 2,2% C - 12% Cr (AISI D3 ou D6); Ao nquel com 2 a 4% de Ni;

d) Aos inoxidveis austenticos (AISI srie 300):

Ao com 18% Cr - 8% Ni; Ao com 18% Cr - 12% Ni - 2 a 3% Mo; Ao com 19% Cr - 13% Ni - 3 a 4% Mo; Ao com 25% Cr - 12% Ni; Ao com 25% Cr - 20% Ni; Ao com 18% Cr - 10% Ni - Ti; Ao com 18% Cr - 11% Ni - Cb;

e) Aos inoxidveis ferrticos ou martensticos (AISI srie 400);

f) Ligas de cobre:

Cu-Ni; Lato inibido; Lato no inibido.

g) Ligas patenteadas;

Monel; Inconel; Stellite; Hastelloy B; Hastelloy C.

h) Nquel.

A seguir so apresentados dois mtodos de inspeo para o reconhecimento de metais e ligas metlicas mais utilizadas na indstria do petrleo, que se encontram relacionadas abaixo:2.2. Teste magntico

o teste que se realiza nos materiais a serem examinados, pela verificao do magnetismo destes materiais. Este teste feito com o auxlio de um im, que os classificam em: magnticos, levemente magnticos e no-magnticos.2.3. Testes por pontos

o teste que feito no material, a fim de observar sua capacidade de reao espontnea ou forada por eletrlise, na presena de determinadas solues, que so aplicadas numa quantidade prevista no procedimento qualificado. Este teste se realiza em zona preparada superficialmente (ponto) e o reconhecimento do material feito observando-se o modo e a velocidade da reao, e ainda a colorao dos resduos da reao qumica na superfcie do material.

2.3.1. Mtodo de Ensaios

Existem diversos mtodos desenvolvidos para este fim. Para exemplificar, sero descritos os mtodos (Q.S. e P.E.).

MTODO Q.S. IDENTIFICAO POR ATAQUE QUMICO SIMPLES. um mtodo pelo qual se identifica o material atravs da reao espontnea entre o material e a soluo, aps classific-lo em relao a seu magnetismo.

MTODO P.E. IDENTIFICAO POR POLARIZAO ELETROQUMICA (P.E.). o mtodo pelo qual se identifica o material atravs de reaes qumicas foradas por eletrlise entre o material e o reagente.

Na figura 2.1 o dispositivo realizao do ensaio de polarizao eletroqumica, segundo a norma N-1591 da Petrobras.

Figura 2.1: Dispositivo para realizao da polarizao eletroqumica.

2.4. Seqncia de ensaio2.4.1. Mtodo Q.S.

a) Verificao da eficincia dos reagentes: Antes de qualquer soluo ser utilizada, esta deve ser testada em padres metlicos, de composio qumica conhecida, para verificar a qualidade da soluo, das quais podemos citar:

Soluo 01 - Soluo saturada de sulfato cprico;

Soluo 02 - Soluo de cido ntrico a 85% em volume;

Soluo 03 - Soluo cida nitro-clordrica;

Soluo 04 - Soluo de hidrxido de sdio de 333 g/l;

Soluo 05 - Soluo de cido clordrico a 67% em volume;Soluo 06 - Soluo de xantogenato de potssio a 2% em volume;

Soluo 07 - Soluo cida cloro-nitro-fosfrica;

Soluo 08 - gua destilada;

Soluo 09 - cido ntrico concentrado;



Soluo 12 - Soluo de cido clordrico a 8% em volume;

Soluo 13 - Soluo de ferricianeto de potssio a 10% em volume;

Soluo 14 - Soluo de cido sulfrico a 20% em volume;

Soluo 15 - Soluo sdica de dimetilglioxima;

Soluo 16 - Soluo de cido rubenico a 1% em volume;

Soluo 17 - Soluo de alfa-nitroso-beta-naftol;

Soluo 18 - Soluo cida nitro-ortofosfrica;

Soluo 19 - Soluo amoniacal de dimetilglioxima;

Soluo 20 - Soluo de nitrato cprico;

Soluo 21 - cido clordrico concentrado;

Soluo 22 - Soluo cida nitro-sulfrica;

Soluo 23 - Soluo de gua oxigenada a 15% em volume;

Soluo 24 - Soluo de hidrxido de amnia;

Soluo 25 - Soluo alcolica de dimetilglioxima a 1% em volume;

Soluo 26 - Soluo de xantogenato de potssio saturada em lcool etlico.

b) Preparao da superfcie: Para que o ensaio se conduza de maneira satisfatria e o resultado seja confivel, a superfcie de ensaio deve estar isenta de qualquer material estranho que possa mascarar o ensaio. Devem-se remover quaisquer tipo de incrustaes, pintura, carepa de laminao, xidos e materiais estranhos, em uma rea de aproximadamente 300 mm2 at ficar exposta uma superfcie limpa e brilhante.

c) Verificao do magnetismo: Deve-se verificar se o material magntico, levemente magntico ou no-magntico, atravs da aplicao de um im.

d) Aplicao da soluo: Deve ser aplicada a quantidade de gotas prevista no procedimento qualificado, na regio preparada, tomando sempre o cuidado para que a soluo no entre em contato com xidos e impurezas, o que viria a prejudicar o ensaio.e) Tempo de Reao: Algumas solues tm reao quase que instantnea e outras apresentam uma reao um pouco mais demorada. Durante todo o tempo, o inspetor deve acompanhar a reao a fim de detectar alguma caracterstica que permita identificar o material.f) Identificao do material: Atravs dos dados coletados durante o teste, se identifica o material. As figuras 6.2 e 6.3 mostram a relao dos materiais e a caractersticas de suas reaes por este mtodo.

g) Relatar os resultados

2.4.2 - Mtodo P.E.

a) Verificao da eficincia dos reagentes: Antes de qualquer soluo ser utilizada, esta deve ser testada em padres metlicos de composio qumica conhecida, a fim de se verificar a qualidade da soluo. A relao dos reagentes a mesma daquela apresentada no item 1.4.1.1.a.b) Preparao da superfcie: Para que o ensaio se conduza de maneira satisfatria e o resultado seja confivel, a superfcie de ensaio deve estar isenta de qualquer material estranho que possa mascarar o ensaio. Devem ser removidos qualquer tipo de incrustaes, pintura, carepa de laminao, xidos e materiais estranhos, em uma rea de aproximadamente 300 mm2 at que fique exposta uma superfcie limpa e brilhante.c) Aplicao da soluo: A soluo deve ser aplicada na quantidade de gotas previstas no procedimento qualificado, sobre papel filtro e este sobre o material ensaiado.

d) Aplicao do dispositivo de eletrlise: Deve-se pressionar levemente o papel filtro com a ponta A do dispositivo de eletrlise, durante o tempo previsto no procedimento qualificado.e) Identificao do material: Atravs da colorao obtida no papel filtro, se identifica os materiais.f) Relatar os resultados

A figura 2.4 mostra a relao de materiais identificveis por este mtodo e as coloraes caractersticas das reaes para cada material.

2.5. Vantagens

A grande vantagem do teste magntico e teste por pontos que um ensaio rpido e de baixo custo, indispensvel na inspeo de recebimento de materiais e na separao de peas durante as fases de fabricao e montagem.

2.6. Limitaes e desvantagens

Os resultados dos ensaios fornecem dados qualitativos e quantitativos apenas aproximados de alguns elementos do material.

Alm disso, os resultados podem tambm fornecer dados imprecisos quando no so tomados os cuidados com a limpeza da superfcie e a qualidade das solues.

3. ENSAIO DE ESTANQUEIDADE

3.1. Introduo

Este ensaio tem objetivo de garantir a estanqueidade de um sistema, atravs da localizao e deteco de defeitos passantes em soldas, como por exemplo, as soldas de chapas de reforo, soldas em ngulo de juntas sobrepostas do fundo de tanques de armazenamento e soldas em ngulo de ligao fundo-costado, principalmente em chapas, fundidos e fugas atravs de selos mecnicos.

Convm ressaltar que os testes pneumticos e os testes hidrostticos no se caracterizam como ensaio de estanqueidade, embora eles detectem vazamentos, pois, na realidade, eles tm por objetivo principal a anlise de resistncia mecnica, deformao e recalques estruturais do equipamento.

3.2. Mtodos de ensaio

3.2.1. Ensaio de Formao de Bolhas com Presso Positiva.

o mtodo pelo qual se detecta defeitos passantes, atravs da aplicao da soluo formadora de bolhas, estando pea, equipamento ou tubulao sujeita, a uma determinada presso de teste positiva conforme podemos ver na figura 3.1. da norma As normas estipulam a faixa de presso para execuo do teste, conforme exemplificado na tabela 2 cuidados especiais devem ser tomados, para que a presso no ultrapasse o valor mximo estabelecido, de modo a eliminar a possibilidade de empolamento de chapas e/ou danos a soldas, equipamentos ou peas. Tambm grandes vazamentos podem no ser detectados em virtude do grande fluxo de ar "soprar" a soluo to rpido que no h formao de bolhas.

Figura 3.1: Ensaio de Estanqueidade (presso positiva) em chapa de reforo de bocal.Tabela 2: Presso Manomtrica de Teste com Presso PositivaPEAS OU EQUIPAMENTOSFAIXA DE PRESSO PARA TESTE

Chapas de reforo 70 a 100 KPa.

0,7 a 1,0 Kgf/cm2.

Equipamentos com revestimento metlico interno ou superfcies planas. Superfcies cilndricas e/ou calotas de equipamentosDe acordo com a Norma de Projetos, fabricao ou montagem do equipamento ou da pea.

3.2.2. Ensaios de Formao de Bolhas com Presso Negativa

o mtodo pelo qual se detecta defeitos passantes, atravs da aplicao da soluo formadora de bolhas, estando cada trecho inspecionado sujeito a um vcuo parcial de no mnimo 14 kPa (0,15 Kgf/cm2 ou 2 psi), abaixo da presso absoluta, o qual obtido no interior de uma caixa de vcuo.A grande utilizao do teste de formao de bolhas por presso negativa se d na inspeo de soldas em ngulo de juntas sobrepostas do fundo e das juntas de ngulos da ligao fundo-costato de tanques de armazenamento.3.2.3. Teste de Capilaridade

o mtodo pelo qual se detecta defeitos passantes, atravs da aplicao de um lquido de alto efeito capilar por um lado da solda, equipamento ou pea, e aps um determinado tempo de penetrao, normalmente 24 horas, inspeciona-se pelo lado oposto procurando vestgios do lquido utilizado.

Este lquido deve ser difcil evaporao sob efeito do ar e/ou temperatura e o tempo de secagem devem ser sempre superiores ao tempo previsto para penetrao. Normalmente, utiliza-se o leo diesel ou querosene como lquido de teste.Nas refinarias de petrleo este teste comumente realizado em soldas em ngulo, nas ligaes de fundo-costado, como mostra a figura 3.2, ou entre compartimentos do teto flutuante, de tanques de armazenamento.

Figura 3.2: Teste de solda em ngulo de ligao fundo-costado de tanques de armazenamento.


3.3.1. Teste de Formao de Bolhas com Presso Positiva

a) Limpeza: Deve ser efetuada a limpeza das soldas, equipamentos ou peas a serem inspecionadas, que devem estar livres de argamassa, leo, pintura, graxa e outros contaminantes.b) Vedao: As aberturas em peas ou equipamentos devem ser vedadas, de modo a possibilitar a pressurizao destes.c) Pressurizao: feita a pressurizao da pea ou equipamento at a presso de teste (presso manomtrica).d) Tempo de pressurizao: Antes de se iniciar o ensaio, a presso deve ser mantida por um perodo de no mnimo 15 minutos.e) Inspeo: feita a aplicao da soluo formadora de bolhas sobre o local em inspeo e verifica-se a existncia ou no de bolhas, provenientes de vazamento oriundo de defeito passante.f) Limpeza.g) Relatar os resultados.

3.3.2. Teste de Formao de Bolhas com Presso Negativa

a) Limpeza: Deve ser efetuada a limpeza das soldas, equipamentos ou peas a serem inspecionadas, que devem estar livres de argamassa, leo, pintura, graxa e outros contaminantes.b) Inspeo: Aplica-se a soluo formadora de bolhas na regio a ser inspecionada; posiciona-se a caixa de vcuo, aguarda-se o tempo para o estabelecimento da presso requerida e verifica se a existncia ou no de bolhas provenientes de vazamento oriundo de defeito passante.c) Limpeza.

d) Relatar os resultados.

3.3.3. Teste de Capilaridade

a) Limpeza: Deve ser efetuada a limpeza de soldas, equipamentos ou peas a serem inspecionadas, que devem estar livres de argamassa, leo, pintura, graxa e outros contaminantes.b) Vedao: As aberturas em peas ou equipamentos devem ser vedadas de modo a estabelecer um circuito fechado, que possibilite um caminhamento adequado ao lquido de teste.c) Aplicao do lquido de teste: Aplica-se o lquido de teste em um dos lados da solda, equipamento ou pea.d) Tempo de penetrao: o tempo necessrio para o que lquido atravesse a solda, equipamento ou pea pelos possveis defeitos passantes.e) Inspeo: Verifica-se se houve vazamento do lquido pelo lado oposto a onde este foi aplicado.f) Limpeza.g) Relatar os resultados.

3.4. Vantagens

que um ensaio relativamente rpido;

Baixo custo;

Fcil interpretao.

3.5. Limitaes

Detecta apenas defeitos passantes; Depende da habilidade do inspetor.4. ENSAIO POR ULTRASSOM4.1. Introduo

A principal finalidade do ensaio por ultrassom a deteco de descontinuidades internas em materiais no ferrosos, metlicos e no metlicos, atravs da introduo de um feixe snico (forma de energia mecnica sob a forma de ondas), a uma freqncia acima da faixa audvel a qual se situa entre 20 Hz e 20.000 Hz, conforme mostra a figura 4.1.

Figura 4.1: Aparelho de ultrassom.O feixe snico, cujas caractersticas devem ser compatveis com a estrutura do material a ser ensaiado, quando introduzido num ngulo favorvel em relao a uma descontinuidade, encontra uma interface sendo refletido pela mesma. A reflexo ser ento registrada na tela do aparelho como um pico (eco).

No ensaio de materiais por ultrassom existem diversos tipos de ondas snicas, que dependem do tipo de excitao e da forma do material, porm as mais importantes so as ondas longitudinais e transversais.

a) Ondas Longitudinais: Tambm chamadas de ondas de compresso, ocorrem quando o movimento oscilatrio das partculas se d no mesmo sentido que a propagao da onda.b) Ondas Transversais: Tambm chamadas de ondas de cisalhamento, ocorrem quando o movimento oscilatrio das partculas se d em uma direo perpendicular direo de propagao da onda.

O ensaio pela tcnica pulso-eco consiste basicamente de pulsos de alta freqncia emitidos pelo cristal, que caminham atravs do material. Estes pulsos refletem quando encontram uma descontinuidade ou uma superfcie do material. Esta energia mecnica (som) recebida de volta pelo cristal que transforma o sinal mecnico em sinal eltrico, que visto na tela do aparelho (ver figura 4.2 e 4.3).

Figura 4.2: Ensaio de Ultra-Som detectando descontinuidade

Figura 4.3: Tela do aparelho de Ultra-Som com dez divises

4.2. Requisitos bsicos para o ensaio

a) Operador treinado e qualificado;

b) Norma tcnica e procedimento;

c) Aparelho de ultrassom;

d) Transdutores;

e) Acoplante;

f) Blocos de calibrao e de referncia;g) Material a ser ensaiado.

4.3. Transdutores

Os transdutores utilizados na construo dos cabeotes de ultrassom so os responsveis pela transmisso de energia mecnica para a pea, e tambm so eles que transformam a energia mecnica recebida no sinal eltrico que visto na tela do aparelho.

Um transdutor transforma uma tenso pulsante de alta freqncia em energia mecnica (vibracional) e vice-versa. O transdutor um cristal especial polarizado, que muda de dimenso quando uma tenso eltrica aplicada (efeito piezo-eltrico). Quando a tenso aplicada, o cristal aumenta ligeiramente de espessura e quando a tenso retirada o cristal retorna sua espessura original. Quando o cristal ligado a um gerador de pulsos de alta freqncia, o cristal aumenta e diminui de espessura em ressonncia com os pulsos de tenso. Se o cristal for acoplado superfcie de uma pea de ao, ele vai agir como um "martelo" ultra-snico. O som ou energia vibracional transmitido atravs do ao em uma linha relativamente reta, a uma freqncia to alta que no se pode ouvi-lo, e a uma amplitude to pequena que no se pode senti-la.

Aos cristais que se deformam em funo de uma tenso eltrica aplicada e que geram uma tenso eltrica quando deformados d-se o nome de cristais piezo-eltricos.

4.4. Tipos de ondas snicas

A parte da fsica que estuda o som denomina-se acstica, na mesma so descritos os fenmenos relacionados s oscilaes mecnicas (vibraes) que originaram as ondas sonoras ocorrentes, bem como a propagao das ondas nos slidos lquidos e gases.

As ondas sonoras so ondas peridicas, classificadas em audveis (entre 20 Hz e 20 KHz) e inaudveis, dependendo dos perodos que ocorram na unidade de tempo (freqncia).

No caso dos ensaios de ultrassom, as ondas snicas so transmitidas a uma freqncia entre 1 e 20 MHz (entre 1 milho e 20 milhes de Hertz).

Nota: Hertz (Hz) a unidade de freqncia que expressa o nmero de ciclos por segundo. Isto : 1 Hz = 1 ciclo por segundo.

4.5. Cabeotes

4.5.1. Cabeote Normal

Compe-se basicamente de um cristal piezeltrico, disposto em um plano paralelo ao plano da pea a ser examinada, conforme apresentado na figura 4.4.

Figura 4.4: Cabeote Normal

O transdutor normal tem sua maior utilizao na inspeo de peas com superfcies paralelas ou quando se deseja detectar descontinuidade na direo perpendicular superfcie da pea. o exemplo de chapas, fundidos e forjados.

4.5.2. Cabeote Duplo-Cristal

Compe-se basicamente de dois cristais piezeltricos, um agindo como emissor e outro como receptor, conforme a figura 4.5, dispostos em um plano aproximadamente paralelo ao da pea a ser examinada ou focada num ponto situado a uma distncia determinada.

Figura 4.5: Cabeote Duplo-Cristal

O transdutor duplo-cristal tem sua utilizao maior, na deteco de descontinuidades prximas da superfcie, com profundidade maior que 3mm e em medio de espessura, em razo do seu feixe snico ser focalizado. Em geral, por ocasio da aquisio deste transdutor, deve se verificar qual a faixa de espessura que se pretende medir, e qual o modelo ideal para esta aplicao.Se o pulso emissor bater numa descontinuidade muito prxima da superfcie, haver um eco retornando antes de terminar a emisso. Nesse caso, o sinal da descontinuidade no percebido. Da se diz que h uma zona morta. A zona morta uma rea prxima de superfcie do material onde no se detectam ecos durante o tempo de emisso. Na figura 4.6 podemos ver como ela aparece na tela do aparelho de ultrassom.

Figura 4.6: Zona morta do transdutor pulso-eco.

Existem problemas de inspeo que no podem ser resolvidos nem com transdutores retos nem com angulares. Quando se trata de inspecionar ou medir materiais de reduzida espessura, ou quando se deseja detectar descontinuidades logo abaixo da superfcie do material, a zona morta existente na tela do aparelho impede uma resposta clara. O transdutor de duplo-cristal, no qual dois cristais so incorporados na mesma carcaa, separados por um material acstico isolante e levemente inclinado em relao superfcie de contato. Cada um deles funciona somente como emissor ou somente como receptor, sendo indiferente qual deles exerce qual funo. So conectados ao aparelho de ultra-som por um cabo duplo; o aparelho deve ser ajustado para trabalhar agora com dois cristais.

4.5.3. Cabeote Angular

Compe-se basicamente de um cristal piezeltrico disposto em ngulo em relao ao plano da pea a ser examinada, conforme apresentado na figura 4.6 onde os cabeotes angulares mais usuais so os de 45 graus, 60 graus e 70 graus.

Figura 4.6: Cabeote Angular

4.6. Acoplante

O acoplante qualquer substncia (usualmente lquida, semi-lquida ou pastosa), introduzida entre o cabeote e a superfcie da pea em inspeo com o propsito de transmitir vibraes de energia ultra-snica entre ambos. Na figura 4.7 vemos o emprego do acoplante num exemplo de ensaio por contato direto. Ele tem a finalidade de fazer com que a maior parcela possvel de som seja transmitida do cabeote pea e vice-versa, o que no aconteceria se existisse ar entre o cabeote e a pea.

Figura 4.7: Emprego do acoplante num exemplo de ensaio por contato direto.4.7. Tipos usuais de ensaio por ultrassom4.7.1. Medio de Espessura

Como o prprio nome diz, o ensaio que visa determinar a espessura de uma pea. O ensaio feito normalmente com o auxlio de cabeotes duplo-cristal, depois de calibrado o aparelho com blocos de dimenses padronizadas, de material similar ao da pea a ser medida.4.7.2. Deteco de Dupla-Laminao

o ensaio feito em chapas objetivando a deteco das duplas-laminaes porventura existentes. Neste ensaio utilizam-se os cabeotes normal e/ou duplo-cristal, depois de calibrar a escala e a determinao da sensibilidade do ensaio. Esta modalidade de ensaio muito til na orientao do plano de corte de chapas. 4.7.3. Inspeo de Solda

a modalidade de ensaio que visa detectar descontinuidades oriundas de operaes de soldagem, tais como, falta de penetrao, falta de fuso, incluses de escria, poros, porosidades, trincas e trincas interlamelares.

Este ensaio utilizam-se cabeotes normal e/ou duplo-cristal e cabeotes angulares, depois de calibrar a escala e a determinao da sensibilidade do ensaio.

usual a tranagem, sobre a tela do aparelho, de curvas denominadas curvas de referncia, que servem para avaliar as descontinuidades existentes. Estas curvas so traadas, a partir de refletores padronizados, de acordo com a norma de projeto ou de construo e montagem do equipamento.4.8. Seqncia de ensaio

4.8.1. Medio de Espessura

a) Verificar o tipo de material a ser inspecionado;b) Escolher o aparelho e cabeote de acordo com o procedimento qualificado;c) Calibrar o aparelho em bloco padro, de material similar ao da pea a ser inspecionada e espessura dentro da faixa recomendada;d) Preparar a superfcie tomando os devidos cuidados para peas de aos inoxidveis austenticos e ligas de nquel;e) Aplicar o acoplante;f) Posicionar o cabeote;g) Efetuar a leitura;h) Relatar os resultados.

4.8.2. Deteco de Dupla-Laminao

a) Verificar o tipo de material e espessura do material a ser inspecionado;b) Escolher o aparelho e cabeote conforme procedimento qualificado;c) Calibrar a escala conforme procedimento qualificado;d) Ajustar a sensibilidade do ensaio conforme procedimento qualificado;e) Preparar a superfcie tomando os devidos cuidados para peas de ao inoxidvel austentico e ligas de nquel;f) Aplicar a acoplante;g) Executar a inspeo;h) Relatar os resultados.

4.8.3. Inspeo de Solda

a) Verificar o tipo e espessura do material a ser inspecionado;b) Escolher aparelho e cabeote a serem utilizados, conforme procedimento qualificado;c) Determinar rea de varredura para os cabeotes angulares, de modo que toda a solda seja inspecionada;d) Calibrar a escala para os cabeotes normal e/ou duplo-cristal;e) Ajustar a sensibilidade de inspeo conforme procedimento qualificado;f) Preparar a superfcie, tomando os devidos cuidados para peas de ao inoxidvel austentico e ligas de nquel;g) Aplicar o acoplante;h) Examinar a rea de varredura dos cabeotes angulares;i) Calibrar a escala para os cabeotes angulares;j) Traar as curvas de referncia para os cabeotes angulares;k) Ajustar a sensibilidade de inspeo conforme procedimento qualificado;l) Aplicar o acoplante;m) Efetuar a inspeo;n) Relatar os resultados.

4.9. VANTAGENS

Pode ser executado em materiais metlicos e no metlicos. No necessita, para inspeo, do acesso por ambas as superfcies da pea. Permite localizar e dimensionar com preciso as descontinuidades. um ensaio mais rpido do que a radiografia. Pode ser executado em juntas de geometria complexa, como ns de estruturas tubulares. No requer paralisao de outros servios durante a sua execuo e no requer requisitos rgidos de segurana, tais como os requeridos para o ensaio radiogrfico.


No se aplica peas cuja forma, geometria e rugosidade superficial impeam o perfeito acoplamento do cabeote pea. O gro grosseiro de certos metais de base e de solda (particularmente ligas de nquel e ao inoxidvel austentico) pode dispersar o som e causar sinais que perturbem ou impeam o ensaio. O reforo da raiz, cobre-juntas e outras condies aceitveis podem causar indicaes falsas. Peas pequenas ou pouco espessas so difceis de inspecionar. O equipamento de ultra-som caro. Os inspetores de ultra-som requerem, para sua qualificao, de maior treinamento e experincia do que para os outros ensaios no-destrutivos. A melhor deteco da descontinuidade depende da orientao do defeito na solda. A identificao do tipo de descontinuidade requer grande treinamento e experincia, porm mesmo assim no totalmente segura.

5. ENSAIO POR RADIOGRAFIA

5.1. Introduo

O ensaio radiogrfico utiliza os raios-X e raios-( (gama) para mostrar a presena e certas caractersticas de descontinuidades internas ao material.

O ensaio baseia-se nos seguintes fatores:

A radiao (raios X e raios-() emitida tem a propriedade de penetrar nos corpos slidos; A radiao interage com a matria sendo mais absorvida por corpos mais densos do que menos densos; A radiao tem a propriedade de ser captada sobre filme fotogrfico, tela fluorescente e etc.

A capacidade de penetrao em slidos depende de vrios fatores, tais como comprimento de onda da radiao, tipo e espessura do material. Quanto menor for o comprimento de onda, maior a capacidade de penetrao da radiao.

Parte da radiao atravessa o material e parte absorvida. A quantidade de radiao absorvida depende da espessura do material. Onde existe um vazio ou descontinuidade h menos material para absorver a radiao. Assim, a quantidade de radiao que atravessa o material no a mesma em todas as regies.

Na figura 5.1 a radiao, aps atravessar o material, ir impressionar um filme, formando uma imagem do material. Este filme chamado radiografia.

Figura 5.1: Imagem radiogrfica de uma pea.

5.2. Fontes de radiao

5.2.1. Raios-X

So produzidos eletricamente e formados pela interao de eltrons de alta velocidade com a matria. Quando eltrons de suficiente energia interagem com eltrons de um tomo, so gerados raios-X. Cada elemento quando atingido por eltrons em alta velocidade, emite o seu raios-X caracterstico.Quando eltrons de suficiente energia interagem com o ncleo de tomos, so gerados raios-X contnuos, que so assim chamados porque o seu espectro de energia contnuo. As condies necessrias para a gerao de raios-X so:

Fonte de eltrons; Alvo para ser atingido pelos eltrons (foco);

Acelerador de eltrons na direo desejada.

Os geradores de radiao X so aparelhos com dispositivos eltricos e eletrnicos fabricados pelo homem, portanto no constituem uma fonte natural de radiao. Os mesmos podem ser portteis ou estacionrios com unidade de comando variando em termos de caractersticas de ajustes e potncia. Na figura 5.2 vemos um tubo de raios-X apresenta no seu interior todas estas condies.5.2.1.1. Requisitos bsicos para produo de Raios-X

So produzidos quando alguma forma de matria atingida por eltrons em alta velocidade. Para isso so necessrios trs requisitos bsicos:

Fornecimento de eltrons; Movimento dos eltrons (acelerador);

Bombardeamento de eltrons em um alvo.

Figura 5.2: Tubo de raios-X

5.2.1.2 - Componentes e propriedades de um tubo de Raios-X

A ampola de raios-X, na figura 5.2, tem em seu interior, o anodo (terminal positivo) e o filamento do catodo (terminal negativo), sob vcuo.

Geralmente o tubo de raios-X uma ampola de vidro de alta resistncia ao calor. O vcuo reduz o problema das colises dos eltrons com as molculas de ar, absorvendo-as e fazendo uma isolao entre o anodo e o catodo.

O catodo, o qual consiste de um filamento ou bobina de liga de tungstnio, quando aquecido a uma temperatura muito elevada, se constitui numa fonte emissora de eltrons.

O material do alvo (anodo), geralmente de tungstnio. A escolha deste material deve-se ao seu alto nmero atmico e outras caractersticas. O ponto focal a rea do alvo bombardeada pelos eltrons.

A qualidade da radiografia est relacionada ao tamanho do ponto focal, que quanto menor, produzir melhores detalhes de imagem.5.2.1.3. Exposio do filme

Como num filme fotogrfico que sensibilizado pela luz, o filme radiogrfico ser sensibilizado no somente pela luz, mas tambm pela radiao. Este processo consiste em proteger o filme contra raios de luz e permitir que incida sobre ele apenas a radiao durante a exposio.

A exposio consiste em expor os filmes que possuem uma camada denominada emulso, contendo sais de prata. As reas escuras observadas num filme radiogrfico indicam que uma maior quantidade de radiao passou por aquela regio correspondente na pea ensaiada.

5.2.1.4. Quando utilizar o ensaio radiogrfico

Quando a descontinuidade causar uma diferena detectvel na sua espessura, na densidade ou na composio do material. Quando o material for consideravelmente homogneo, onde uma indicao de descontinuidade pode ser reconhecida. Quando a configurao da pea a ser radiografada permitir o acesso aos dois lados. Um lado para posicionar o filme e outro a fonte. Quando a descontinuidade a ser detectada estiver devidamente orientada em relao ao feixe de radiao.5.2.2. Raios-( (Gama)

Os istopos de alguns elementos tm seus ncleos em estado de desequilbrio, devido ao excesso de nutrons, e tendem a evoluir espontaneamente para uma configurao mais estvel, de menor energia.

As transformaes nucleares so sempre acompanhadas de uma emisso intensa de ondas eletromagnticas chamadas raios-(.

Os raios-( so ondas eletromagnticas de baixo comprimento de onda e com as mesmas propriedades dos raios-X.

Dos istopos radioativos, o Cobalto 60 e o Irdio 192 so os mais utilizados na radiografia industrial.

Muitos tomos exibem uma propriedade chamada radioatividade, que um fenmeno de desintegrao espontnea tambm denominado decaimento. Esta caracterstica causada pela instabilidade da complexa estrutura de um tomo sobre a ao de foras eltricas, magnticas e gravitacionais. O elemento rdio possui este desbalanceamento natural emitindo energia na forma de raios-para alcanar uma condio mais estvel.

Juntamente com os raios-(, so emitidos as partculas (alfa) e (beta). Estas ltimas so facilmente absorvidas, porm, os raios-(so mais penetrantes, pois sua energia muito alta. Por causa do perigo de radiao sempre presente, as fontes radioativas devem ser manejadas com muito cuidado e so necessrios aparelhos que permitam guard-las, transport-las e utiliza-las em condies de segurana total. Estes aparelhos (figura 5.3) consistem de uma blindagem ou carcaa protetora de chumbo, tungstnio ou urnio 238. Esta carcaa apresenta um furo axial, no interior do qual existe um estojo metlico, chamado porta-istopo, fixado a um comando mecnico flexvel munido de um pequeno volante ou manivela para manobra a distncia.

Figura 5.3: Irradiador porttil.

5.2.3. Comparao entre Raios-X e Raios-A diferena mais importante entre os raios-X e ( o fato de se poder regular a tenso andica e, por conseqncia, o poder de penetrao dos raios-X, ao passo que no possvel de maneira alguma fazer variar o comprimento de onda dos raios-(.

Com os raios-(, a nica soluo mudar a fonte radioativa. Prefere-se o Irdio para as menores espessuras (de 10 a 60 mm para aos) e o Cobalto para as espessuras maiores (de 60 a 160 mm para aos).

Do ponto de vista de qualidade, os raios-X so melhores que os raios-. Porm, existem a favor dos raios- diversas circunstncias nas quais eles apresentam um interesse prtico.

Os raios-so emitidos espontaneamente, no necessitando de aparelhagem ou alimentao eltrica. Em locais onde no existe energia eltrica os raios-devem ser usados.

Para espessuras muito altas (acima de 90mm) o poder de penetrao dos raios-X no suficiente.

As instalaes para uso de raios-so bem mais baratas que as dos raios-X.

Certos casos particulares apresentam problemas de acesso, tornando o uso de raios-mais indicado. Para estes casos as fontes radioativas so mais maleveis e tornam possveis posicionamentos corretos.

Uma grande vantagem dos raios- a sua emisso esfrica a partir da fonte, permitindo efetuar radiografias circunferncias em uma nica exposio (exposio panormica).

5.3. Absoro da radiao

Todos os materiais absorvem radiao, algum mais do que outros. Os materiais mais densos e os de maior nmero atmico absorvem maior quantidade de radiao do que os materiais menos densos e os de menor nmero atmico.

A espessura tambm contribui para a absoro, pois quanto maior a espessura maior quantidade de radiao ir absorver.

5.4. Filme

O filme radiogrfico consiste de uma fina chapa de plstico transparente, revestida de um ou ambos os lados com uma emulso de gelatina, de aproximadamente 0,03 mm de espessura, contendo finos gros de brometo de prata. Quando exposto aos raios-X, raios-(ou luz visvel, os cristais de brometo de prata sofrem uma reao que os tornam mais sensveis ao processo qumico (revelao), que os converte em depsitos negros de prata metlica.

Em resumo, a exposio radiao cria uma imagem latente no filme, e a revelao torna a imagem visvel.

Quando o inspetor interpreta uma radiografia, ele est vendo os detalhes da imagem da pea em termos da quantidade de luz que passa atravs do filme revelado. reas de alta densidade (expostas a grandes quantidades de radiao) aparecem cinza escuro; reas de baixa densidade (reas expostas a menos radiao) aparecem cinza claro.

A densidade o grau de enegrecimento do filme. A densidade medida por meio de densitmetros de fita ou densitmetros eletrnicos. A medio da densidade feita no negatoscpio, que o aparelho usado para a interpretao de radiografias. uma caixa contendo lmpadas, com luminosidade varivel e um suporte de plstico ou vidro leitoso onde o filme colocado, conforme apresentado na figura 5.4.

Figura 5.4: Negatoscpio

5.5. Indicadores de qualidade de imagem (IQI)

O IQI um dispositivo, cuja imagem na radiografia usada para determinar o nvel de qualidade radiogrfica (sensibilidade). No usado para julgar o tamanho das descontinuidades ou estabelecer limites de aceitao das mesmas. O IQI padro adotado pelo cdigo ASME (American Society of Mechanical Engineers) um prisma retangular de metal com trs furos de determinados dimetros, e a sensibilidade radiogrfica definida em funo do menor furo visvel na radiografia, conforme apresentado na figura 5.5.

Figura 5.5: Exemplo de penetrmetro ASME

O IQI padro adotado pela norma DIN (Deutsche Industrie Normen) composto de uma srie de sete arames de metal e de dimetros padronizados. A sensibilidade radiogrfica definida em funo do menor arame visvel na radiografia, conforme apresentado na figura 5.6.

Figura 5.6: Exemplo de penetrmetro DIN

Os penetrmetros devem sempre ser de material idntico, ou radiograficamente similar, ao material radiogrfico.

OBS: Recentemente foram introduzidos no cdigo ASME Section V os IQIs de arame da norma ASTM

5.6. Telas intensificadoras (crans)

utilizado com o intuito de filtrar determinadas radiaes, protegerem o filme contra radiaes dispersas e tambm atuar como intensificadoras, isto , diminuir o tempo necessrio para exposio. A tela mais usada a tela de chumbo.5.7. Processamento do filme

Existem dois tipos de processamento: o automtico e o manual, sendo este ltimo o mais utilizado na indstria do petrleo.

O processamento do filme consiste basicamente em:

a) Revelao;b) Banho de parada;c) Lavagem intermediria;d) Fixao;e) Lavagem final;f) Banho umectante;g) Secagem.5.8. Proteo

As radiaes ionizantes dos tipos X ou (tm uma ao nociva sobre o organismo humano. Os efeitos dependem da quantidade de raios que o corpo recebe. Os sintomas que se observa, na ordem de doses crescentes, so dores de cabea, falta de apetite, diminuio dos glbulos vermelhos no sangue, esterilidade e destruio de tecidos. Um excesso de radiao pode provocar a morte de uma pessoa.

Para se evitar qualquer problema, deve ser rigorosamente seguido o Plano de Radioproteo da empresa executante do servio e previamente aprovado pela Comisso Nacional de Energia Nuclear - CNEN, o qual prev as reas a serem isoladas e os controles a serem efetuados. Desta maneira, os trabalhos podem ser desenvolvidos preservando-se a sade dos que trabalham nos servios de radiografia e nas imediaes dos locais do ensaio.5.9. Seqncia do ensaio

a) Verificar o material, dimetro (no caso de tubos) e espessura a ser radiografada;b) Selecionar a tcnica radiogrfica;c) Selecionar a quantidade e dimenses dos filmes;d) Montar chassis (envelope, telas e filme);e) Verificar atividade da fonte, no caso de radiografia com raios-X? Ou selecionar corrente e tenso no caso de aparelho de raios-X;f) Verificar a distncia fonte-filme no procedimento qualificado e a densidade requerida;g) Calcular tempo de exposio;h) Selecionar IQI;i) Balizar a rea, para proteo;j) Montar conforme arranjo previsto e bater a radiografia;k) Processamento do filme;l) Laudo;m) Relatar os resultados.

5.10. Vantagens

Registro permanente dos resultados. Detecta facilmente defeitos volumtricos, tais como porosidades, incluses, falta de penetrao, excesso de penetrao.


Descontinuidades bidimensionais, tais como, trincas, duplas-laminaes e faltas de fuso, so detectadas somente se o plano delas estiver alinhado ao feixe de radiao. necessrio o acesso a ambas as superfcies de uma pea para radiograf-la. Dependendo da geometria da pea, no possvel obter radiografias com qualidade aceitvel, que permitam uma interpretao confivel. A radiografia afeta a sade dos operadores, inspetores e do pblico e deve, por isso, ser criteriosamente utilizada. necessria a interrupo de trabalhos prximos para a exposio da fonte. O custo do equipamento e material de consumo so relativamente altos. um ensaio relativamente demorado. No caso de raios-X, o aparelho no totalmente porttil, dificultando a execuo de radiografias em lugares de difcil acesso. A interpretao requer experincia e conhecimento dos processos de soldagem, para identificao correta das descontinuidades.

6. ENSAIO POR LQUIDO PENETRANTE

6.1. Introduo

O ensaio por meio de lquido penetrante relativamente simples, rpido e de fcil execuo.

utilizado na deteco de descontinuidades abertas para a superfcie de materiais slidos no porosos. A deteco das descontinuidades independe do tamanho, orientao, configurao da descontinuidade e da estrutura interna ou composio qumica do material.6.2. Caractersticas e tipos de lquido penetrante

O lquido penetrante um lquido de grande poder de penetrao e alta ao capilar. Contm em soluo ou suspenso pigmentos coloridos ou fluorescentes, que vo definir a sua utilizao:

Tipo A - Penetrante fluorescente - utilizado em ambientes escuros sendo visvel com luz ultravioleta (luz negra); Tipo B - Penetrante visvel (no fluorescente) - utilizado em ambientes claros, sendo visvel com luz natural.

Alm da visibilidade, os penetrantes podem variar quanto forma em que removido o seu excesso. Os penetrantes, quanto remoo do seu excesso, podem ser classificados como:

Tipo A-1 ou B-1 - Removvel com gua.

Tipo A-2 ou B-2 - Removvel com gua aps a emulsificao.

Tipo A-3 ou B-3 - Removvel com solvente.

Tipo I Fluorescente

Mtodo A: Fluorescente lavvel com gua.

Mtodo B: Fluorescente ps-emulsificvel (lipoflico).

Mtodo C: Fluorescente removvel com solvente.

Mtodo D: Fluorescente ps-emulsificvel (hidroflico).

Tipo I Colorido

Mtodo A Lavvel com gua.

Mtodo C Removvel com solvente.

6.3. Caractersticas do revelador

O revelador fundamentalmente um talco aplicado de forma seca, mido ou lquido, que tem como funo retirar o penetrante das descontinuidades e conduzi-lo para a superfcie dando uma indicao colorida ou fluorescente destas descontinuidades.


Basicamente, o ensaio por lquido penetrante se compe de cinco etapas:

a) Limpeza inicial: A superfcie a ser examinada e todas as reas adjacentes dentro de pelo menos 25 mm devem estar secas, sem graxa, leo, ferrugem ou sujeira, sendo que, no caso de soldas, toda a escria deve ser cuidadosamente removida.

A limpeza inicial tem como objetivo remover contaminantes, que poderiam mascarar os resultados do ensaio, das proximidades e do interior de possveis descontinuidades, conforme apresentado na figura 6.1.

Figura 6.1: Limpeza superficial da pea

b) Aplicao do penetrante: Depois de passado o tempo de evaporao do produto utilizado na limpeza inicial, aplica-se o lquido penetrante, de modo que o consumo cubra toda a rea a ser examinada. Esta aplicao pode ser feita por pincel, pulverizao, por aerosol ou derramamento.

O penetrante, por ao capilar, migra para dentro da descontinuidade durante o tempo de penetrao, conforme apresentado na figura 6.2.

Figura 6.2: Penetrao do lquido penetrante na descontinuidade

c) Remoo do excesso do penetrante: Depois de decorrido o tempo de penetrao, remove-se o excesso de lquido penetrante da superfcie da pea examinada, observando sempre que cada tipo de penetrante tem caractersticas e cuidados especiais de limpeza, conforme apresentado na figura 6.3.

Figura 6.3: Remoo do excesso de lquido penetranted) Aplicao do revelador: Depois de decorrido o tempo de secagem do produto utilizado na remoo do excesso de penetrante, aplica-se uma fina camada de revelador na regio a ser examinada, conforme apresentado nas figuras 6.4 e 6.5.

Figura 6.4: Aplicao do revelador e aparecimento de indicao da descontinuidade.

Figura 6.5: Absoro do lquido pelo revelador de dentro da descontinuidade.

e) Inspeo final: O inspetor inspeciona visualmente a pea examinada procurando indicaes de descontinuidades, tais como trincas, falta de fuso, poros, porosidade agrupada, etc.6.5. Vantagens

O ensaio por meio de lquido penetrante tem sensibilidade muito boa e detecta at descontinuidades muito pequenas.

A forma da pea no um problema, pois um mtodo que se aplica tanto superfcies planas quanto superfcies curvas.

um ensaio rpido, de fcil execuo e custo relativamente baixo.

aplicvel em materiais magnticos e no magnticos.

Para o treinamento de operadores e inspetores se requer menor tempo que para os outros tipos de ensaios no-destrutivos.


Detecta somente descontinuidades abertas para a superfcie e que no estejam obstrudas.

No proporciona registro permanente dos resultados.

O resduo de penetrante que permanece nas descontinuidades (pois os penetrantes so de remoo muito difcil) pode ser prejudicial pea ou solda na seqncia da soldagem, podendo contaminar a mesma.

7. ENSAIO POR PARTICULAS MAGNTICAS

7.1. Introduo

O ensaio por meio de partculas magnticas utilizado para localizar descontinuidades superficiais e sub-superficiais em peas de material ferro-magntico, tais como: as ligas de ferro e nquel. O mtodo consiste na aplicao de uma corrente de magnetizao, ou de um campo magntico pea inspecionada, com o objetivo de se criar um campo magntico nesta. A presena de descontinuidades superficiais ou sub-superficiais ir produzir campos de fuga na regio da descontinuidade, causando uma polarizao localizada, que detectada pelas partculas ferromagnticas que so aplicadas sobre a pea, conforme apresentado na figura 7.1.

Figura 7.1: Deteco de descontinuidade por meio de partculas magnticas

7.2. Tcnicas do ensaio

7.2.1. Tcnicas do Yoke

Existem dois tipos de yokes; o yoke de im permanente e o yoke eletromagntico, sendo que a maior parte das normas apenas permite o uso do yoke eletromagntico de corrente alternada, pelo fato do mesmo apresentar as melhores caractersticas de deteco de descontinuidades.

O yoke eletromagntico consiste basicamente de uma bobina enrolada em um entreferro ou ncleo em forma de "U". O yoke induz na pea um campo magntico longitudinal, que gerado por corrente alternada.

Durante a inspeo, as descontinuidades so detectadas entre os pontos de contato do yoke, em uma direo aproximadamente perpendicular s linhas de fora do campo magntico estabelecido na pea, conforme apresentado na figura 7.2.

Figura 7.2: Detectabilidade das descontinuidades, tcnica do Yoke

7.2.2. Tcnicas dos Eletrodos

Esta tcnica consiste na injeo de corrente na pea atravs de dois eletrodos que so alimentados por um gerador de corrente, contnua ou retificada de meia onda. A corrente, ao passar pela pea, provoca um campo magntico circular na mesma.

A intensidade de corrente a ser utilizada depende da distncia entre os eletrodos e da espessura da pea a ser inspecionada. Estes valores so mostrados na tabela 3.Tabela 3: Corrente de Magnetizao, Tcnicas dos Eletrodos

Espessura da pea Ampres por milmetro no espaamento entre eletrodos

< 19 mm 3,6 a 4,43,6 a 4,4

> 19 mm 4,0 a 5,04,0 a 5,0

Durante a inspeo, as descontinuidades so detectadas entre os pontos de contato dos eletrodos, numa direo aproximadamente perpendicular s linhas de fora do campo magntico estabelecido na pea, conforme apresentado na figura 7.3, abaixo.

Figura 7.3: Detectabilidade das descontinuidades, tcnicas dos eltrodos.7.2.3. Tcnica da Bobina

Esta tcnica consiste na induo de um campo magntico longitudinal pea a ser inspecionada, podendo esta induo ser feita de duas maneiras:

a) Enrolando-se um cabo em torno da pea, de modo que a pea funcione como o ncleo de uma bobina;

b) No caso de peas pequenas, colocando as mesmas no interior de uma bobina.

Para esta tcnica, podem-se utilizar as correntes contnua ou retificada de meia onda. A intensidade de campo magntico necessria deve ser calculada tendo por base o comprimento (L) e o dimetro (D) da pea a ser inspecionada, de acordo com os devidos critrios.Durante a inspeo, as descontinuidades so detectadas simultaneamente em toda a pea, numa direo aproximadamente perpendicular s linhas de fora do campo magntico gerado, conforme apresentado na figura 7.4.

Figura 7.4: Detectabilidade das descontinuidades, tcnicas da bobina

7.2.4. Tcnica do Contato Direto

Esta tcnica consiste na induo de um campo magntico circular pea a ser inspecionada, pela aplicao de corrente contnua ou retificada de meia-onda pelas extremidades da pea. A intensidade de corrente de magnetizao deve observar os valores mostrados na Tabela 4.Tabela 4: Limites para corrente de magnetizao, tcnica de contato direto.DIMETRO EXTERNO DA PEA

(mm)AMPERES POR MILMETRO DE DIMETRO

EXTERNO DA PEA

Corrente contnua ou retificadaCorrente alternada

D < 125

125 < D < 250

250 < D < 380

380 < D28 a 36

20 a 28

15 a 20

10 a 1520 a 28

15 a 20

10 a 15

06 a 10

Durante a inspeo, as descontinuidades so detectadas simultaneamente em toda a pea numa direo aproximadamente perpendicular s linhas de fora do campo magntico formado, conforme apresentado na figura 7.5.

Figura 7.5: Detectabilidade das descontinuidades, tcnica do contato direto.

7.2.5. Tcnica do condutor central A tcnica do condutor central caracterizada pela passagem de um fio condutor ou conjunto de cabos condutores pelo centro da pea a inspecionar, conforme mostra a figura 7.6. A passagem da corrente eltrica atravs do condutor permitir induzir um campo magntico circular na superfcie interna e/ou externa da pea Assim sendo, a pea a ser inspecionada por este processo, deve ter geometria circular, tais como: flanges, anis, porcas, e outras.

Figura 7.6: Detectabilidade das descontinuidades, tcnica do condutor central.Quando grandes dimetros de peas devam ser inspecionados, o condutor pode ser posicionado perto da superfcie interna da pea, deslocado do centro. Neste caso, as superfcies devem ser inspecionadas em incrementos, e a intensidade do campo magntico verificado com auxlio do padro indicativo do campo para saber qual a extenso do arco da circunferncia a ser considerada. Em geral, a corrente eltrica de magnetizao determinada da mesma forma como descrita na tcnica de contato direto, considerando que apenas um condutor passe internamente pea. O campo magntico ir aumentar na proporo que o nmero de cabos condutores centrais passe internamente pea. Como exemplo podemos citar, que se 6000 Ampres so necessrios para ensaiar uma pea usando um simples condutor central, ento 3000 Ampres sero requeridos para ensaiar a mesma pea usando 2 condutores centrais, ou 1200 Ampres se usados 5 condutores cenarais.

O uso do padro indicativo de campo sempre um requisito recomendado para certificao da intensidade do campo magntico gerado.7.3. Partculas Ferromagnticas

As partculas ferromagnticas indicam a existncia das descontinuidades, aderindo aos locais onde existem campos de fuga.

A fim de aumentar o contraste com a superfcie em inspeo, as partculas podem ser:

Coloridas - Visveis sob luz normal.

As cores mais usuais so:

Preta; Cinza; Vermelha.

Fluorescentes - Visveis sob luz negra

Quanto ao mtodo de aplicao as partculas se classificam em:

a) Partculas para via seca: Aplica-se simplesmente o p seco sobre a pea;

b) Partculas para a via mida: Aplica-se uma suspenso de partculas em meio lquido sobre a pea a ser examinada. Os veculos mais utilizados so gua e querosene. A relao lquido/partculas deve variar dentro de uma faixa pr-determinada.7.4. Seqncia do ensaio

Basicamente, a inspeo por meio de partculas se compe das seguintes etapas:

a) Limpeza: A superfcie a ser inspecionada e qualquer rea adjacente dentro de pelo menos 25 mm devem estar livres de sujeira, graxa, leo, carepa, escria, fluxo ou qualquer impureza que possa prejudicar a resoluo e a sensibilidade do ensaio.

b) Magnetizao da pea: Escolhe-se a tcnica de magnetizao segundo o procedimento de inspeo qualificado, que pode ser qualquer das tcnicas citadas anteriormente. Observar sempre a sobreposio especificada para as tcnicas do Yoke e dos eletrodos. Observar ainda que a pea seja magnetizada em duas direes diferentes, isto , as linhas de fora da primeira magnetizao devem ter direes aproximadamente a 90 graus das da segunda magnetizao, de modo que toda descontinuidade, independente de sua orientao seja detectada.c) Aplicao das partculas: Enquanto a pea est sujeita ao campo magntico, aplica-se s partculas, por via-seca ou via mida, as quais so atradas para os possveis campos de fuga existentes na pea.d) Inspeo final: Enquanto a regio inspecionada est sujeita aplicao do campo magntico, o inspetor deve procurar indicaes de descontinuidades, tais como: trincas e falta de fuso.e) Desmagnetizao da pea.

7.5. Vantagens

Detecta descontinuidades sub-superficiais. Mais barato do que o ensaio por meio de lquido penetrante. Fornece resultados imediatos, no tendo os tempos de espera requeridos pelo ensaio por meio de lquido penetrante.


O ensaio por partculas magnticas aplica-se somente a materiais ferromagnticos. A inspeo de reas, com materiais de caractersticas magnticas muito diferentes, dificulta bastante inspeo. A geometria da pea pode dificultar e/ou tornar a inspeo no confivel, ou mesmo impossvel em alguns casos. No permite o registro permanente dos resultados.8. Bibliografia

1. Apostila Ensaios No Destrutivos da FBTS.

2. Norma da Petrobras N-1591.

3. Apostila Ensaio por Lquido Penetrante [Abendi]

4. Novo Telecurso 2000.

Figura 2.2: Identificao por ataque qumico simples - materiais magnticos

Figura 2.3: Identificao por ataque qumico simples - materiais no-magnticos e levemente magnticos

Figura 2.4: Identificao por polarizao eletroqumica

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Módulo 06 Ensaios Não Destrutivos