apostila de ultrassom (ricardo andreucci)

Download Apostila de Ultrassom (Ricardo Andreucci)

Post on 01-Dec-2015

170 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • RicardoAndreucci

    Ricardo Andreucci

    3a Edio

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 1

    Prefcio

    Este trabalho representa um guia bsico para programas deestudos e treinamento de pessoal em Ensaio por Ultra-Som,contendo assuntos voltados para as aplicaes mais comuns eimportantes deste mtodo de Ensaio No Destrutivo. Trata-seportanto de um material didtico de interesse e consulta, paraos profissionais e estudantes que se iniciam ou estejamenvolvidos com a inspeo de materiais por este mtodo deensaio."

    O Autor

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 2

    Copyright

    ANDREUCCI, Assessoria e Servios Tcnicos Ltdae-mail: r.andreucci@plugnet.com.br

    website: www.infosolda.com.br/andreucci

    3a Edio

    Jul. 2002

    Ricardo Andreucci Professor da Faculdade de Tecnologia de SoPaulo - FATEC/ SP, nas disciplinas de Controle daQualidade do Curso de Soldagem.

    Professor da Universidade So Camilo - UNISC, nadisciplina Tecnologia da Radiologia Industrial.

    Qualificado e Certificado pelo IBQN como Nvel IIInos mtodos de ensaio radiogrfico, partculasmagnticas ultra-som e lquidos penetrantes,conforme norma CNEN-NN 1.17

    Membro da Comisso de Segurana eRadioproteo da Associao Brasileira de EnsaiosNo Destrutivos - ABENDE.

    Diretor Tcnico da ANDREUCCI Ass. e Serv.Tcnicos Ltda.

    Consultor Tcnico como Nvel III de END paraimportantes empresas brasileiras e do exterior

    Participante como Autor do livro "Soldagem"editado pelo SENAI / SP

    Autor do Livro "Curso Bsico de ProteoRadiolgica" - ABENDE / SP

    Autor do livro "Radiologia industrial"- ABENDE / SP- Jun./00

    Autor do livro "Ensaio por Partculas Magnticas"-ABENDE /SP - Ago./99

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 3

    umrio

    Assunto Pg.

    Princpios bsicos do mtodo.................................................................. 04

    Limitaes em comparao com outros ensaios.................................... 06

    Vibraes mecnicas 07

    Frequncia , velocidade e comprimento de onda.................................... 10

    Definies de Bell, e Decibel, Ganho...................................................... 12

    Propagao das ondas acsticas no material......................................... 14

    Gerao das ondas ultra-snicas............................................................ 19

    Acoplantes............................................................................................... 23

    Diagramas AVG ou DGS ....................................................................... 24

    Tcnicas de Inspeo.............................................................................. 28

    Aparelhagem............................................................................................ 30

    Procedimentos especficos de inspeo................................................. 43

    Avaliao e critrios de aceitao........................................................... 51

    Guia para Exerccios Prticos ................................................................ 52

    Questes para Estudo ........................................................................... 56

    Obras consultadas.................................................................................. 76

    S

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 4

    rincpios Bsicos do Mtodo

    Introduo:

    Sons extremamente graves ou agudos, podem passar desapercebidos peloaparelho auditivo humano, no por deficincia deste, mas por caracterizaremvibraes com freqncias muito baixas , at 20Hz (infra-som) ou com freqnciasmuito altas acima de 20 kHz (ultra-som), ambas inaudveis.

    Como sabemos, os sons produzidos em um ambiente qualquer, refletem-se oureverberam nas paredes que consistem o mesmo, podendo ainda ser transmitidosa outros ambientes.Fenmenos como este apesar de simples e serem freqentes em nossa vidacotidiana, constituem os fundamentos do ensaio ultra-snico de materiais.No passado, testes de eixos ferrovirios, ou mesmos sinos, eram executadosatravs de testes com martelo, em que o som produzido pela pea, denunciava apresena de rachaduras ou trincas grosseiras pelo som caracterstico.Assim como uma onda sonora, reflete ao incidir num anteparo qualquer, avibrao ou onda ultra-snica ao percorrer um meio elstico, refletir da mesmaforma, ao incidir num anteparo qualquer, a vibrao ou onda ultra-snica aopercorrer um meio elstico, refletir da mesma forma, ao incidir numadescontinuidade ou falha interna a este meio considerado. Atravs de aparelhosespeciais, detectamos as reflexes provenientes do interior da pea examinada,localizando e interpretando as descontinuidades.

    Princpio Bsico da Inspeo de Materiais por ultra-som

    P

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 5

    Finalidade do Ensaio

    O ensaio por ultra-som, caracteriza-se num mtodo no destrutivo que tem porobjetivo a deteco de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos maisvariados tipos ou forma de materiais ferrosos ou no ferrosos.Tais defeitos so caracterizados pelo prprio processo de fabricao da pea oucomponentes a ser examinada como por exemplo: bolhas de gs fundidos, duplalaminao em laminados, micro-trincas em forjados, escorias em unies soldadase muitos outros.Portanto, o exame ultra-snico, assim como todo exame no destrutivo, visadiminuir o grau de incerteza na utilizao de materiais ou peas deresponsabilidades.

    Inspeo por ultra-som de um virabrequimFoto extrada de trabalho tcnico da Krautkramer

    Campo de Aplicao

    Em 1929 o cientista Sokolov, fazia as primeiras aplicaes da energia snica paraatravessar materiais metlicos, enquanto que 1942 Firestone, utilizara o princpioda ecosonda ou ecobatmetro, para exames de materiais. Somente em l945 oensaio ultra-snico iniciou sua caminhada em escala industrial, impulsionado pelasnecessidades e responsabilidades cada vez maiores. Hoje, na moderna indstria,principalmente nas reas de caldeiraria e estruturas martimas, o exame ultra-snico, constitui uma ferramenta indispensvel para garantia da qualidade depeas de grandes espessuras, geometria complexa de juntas soldadas, chapas.Na maioria dos casos, os ensaios so aplicados em aos-carbonos, em menorporcentagem em aos inoxidveis. Materiais no ferrosos so difceis de seremexaminados, e requerem procedimentos especiais.

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 6

    imitaes em Comparao com outros Ensaios

    Assim como todo ensaio no-destrutivo, o ensaio ultra-snico, possui vantagens elimitaes nas aplicaes, como segue:

    Vantagens em relao a outros ensaios:

    O mtodo ultra-snico possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenasdescontinuidades 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. Ao contrrio dos ensaios por radiaes penetrantes, o ensaio ultra-snico no

    requer planos especiais de segurana ou quaisquer acessrios para suaaplicao.

    A localizao, avaliao do tamanho e interpretao das descontinuidadesencontradas so fatores intrnsecos ao exame ultra-snico, enquanto queoutros exames no definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostradonum filme radiogrfico define o tamanho mas no sua profundidade e emmuitos casos este um fator importante para proceder um reparo.

    Limitaes em relao a outros ensaios.

    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 destrutivos deve ser considerado o mais sensvel ou o mais completo, pois aslimitaes e as vantagens fazem com que aplicao de cada ensaio seja objeto de anlise e estudo daviabilidade de sua utilizao, em conjunto com os Cdigos e Normas de fabricao.

    L

  • E n s a i o p o r U l t r a - S o m R i c a r d o A n d r e u c c i 7

    ibraes Mecnicas

    Tipos de Ondas:

    Como j vimos, o teste ultra-snico de materiais feito com o uso de ondasmecnicas ou acsticas colocadas no meio em inspeo, ao contrrio da tcnicaradiogrfica, que usa ondas eletromagnticas. Qualquer onda mecnica composta de oscilaes de partculas discretas no meio em que se propaga. Apassagem de energia acstica no meio faz com que as partculas que compem omesmo, execute o movimento de oscilao em torno na posio de equilbrio, cujaamplitude do movimento ser diminudo com o tempo em posio de equilbrio,cuja amplitude do movimento ser diminudo com o tempo em decorrncia daperda de energia adquirida pela onda. Se assumirmos que o meio em estudo elstico, ou seja que as partculas que o compem rigidamente ligadas, mas q