2END - 2ª Conferência Nacional em Ensaios não destrutivos

2END 1

INSPECÇÃO AUTOMATIZADA POR PHASEDARRAY DE MATERIAIS

ANISOTRÓPICOS E GEOMETRIAS COMPLEXAS

Nuno Pedrosa, Daniel Leitão, Pedro Barros 1Núcleo de Implementação de Novas Técnicas - ISQ

Email: nmpedrosa@isq.pt

RESUMO

A necessidade de inspeccionar materiais com microestrutura anisotrópica constitui sempre um

grande desafio do ponto de vista do controlo de qualidade no fabrico de componentes quando

se recorre à utilização da técnica de ultrasons. Se além do tipo de material houverem mais

duas variáveis envolvidas, geometria complexa e requisitos de automatização do processo de

inspecção, o desafio inicial aumenta substancialmente originando a necessidade de

desenvolvimento soluções específicas recorrendo a técnicas de inspecção alternativas às

utilizadas convencionalmente. Neste trabalho vão ser apresentados dois sistemas

automatizados de Phased Array para inspecção de dois componentes do sistema dos magnetos

do ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)

INTRODUÇÃO

As aplicações tecnológicas de ponta que requerem a utilização de materiais austeníticos com

geometria complexa e espessuras elevadas têm, de uma forma geral, requisitos de controlo de

qualidade muito apertados. Neste contexto, e de forma a cumprir os requisitos estabelecidos,

foram desenvolvidos dois sistemas automatizados de inspecção por PhasedArray para dois

tipos de componentes que fazem parte integrante do sistema de magnetos do ITER,

representado na figura 1.

Fig. 1 – Sistema de magnetos do ITER

Porto/FEUP, 16 Dezembro 2011

2

O sistema de magnetos do ITER é composto por 18 elementos que geram o campo magnético

toroidal, 6 elementos que geram o campo magnético poloidal, o solenóide central e 18

elementos de correcção de campo. O presente trabalho é relativo a componentes destinados a

gerar o campo magnético poloidal e toroidal.

RESULTADOS

O desenvolvimento dos sistemas de inspecção foi dividido em três fases: modelação da

geometria dos componentes e do feixe acústico, projecto e construção dos protótipos e

validação experimental. Foram construídos blocos de calibração de acordo com as

especificações estabelecidas pelo ITER e procedeu-se à validação das soluções em

componentes reais. Um dos sistemas é destinado à inspecção de juntas soldadas topo a topo

por um processo de soldadura híbrido nas quais a espessura pode ir até aos 144 mm. O

material é o aço inoxidável 316 LN. Este sistema recorre a dispositivos de movimentação

automatizados e a sondas de PhasedArray matriciais de forma a reduzir ao máximo a

dimensão do seu ponto focal com o objectivo de tentar minimizar o efeito da anisotropia

acústica do material. O segundo sistema é destinado a inspecção de perfis quadrados com

secção interna circular, no qual foi desenvolvido um sistema de PhasedArray por imersão com

aplicação de uma lente acústica especialmente desenvolvida para este efeito. O material do

componente é o aço inoxidável 316 LN. A Fig.2 Mostram os 2 sistemas e alguns resultados

obtidos na fase de validação dos mesmos.

Fig. 2 – Sistemas de PhasedArray desenvolvidos e resultados

CONCLUSÕES

No âmbito deste trabalho do ISQ foi demonstrada a capacidade dos dois sistemas de

inspecção em cumprir os requisitos altamente exigentes dos dois tipos de componentes em

causa. Os vários tipos de defeitos definidos nos dois tipos de componentes foram devidamente

identificados e caracterizados. Por outro lado destaca-se o carácter inovador das soluções

apresentadas no que diz respeito à exploração da capacidade da técnica de Phased Array

quando aplicada a componentes de material anisotrópico de elevada espessura e de geometria

complexa.