aula 17 - ensaio de partículas magnéticas

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Introduo O ensaio por partculas magnticas largamente utilizado nas indstrias para detectar descontinuidades superficiais e subsuperficiais, at aproximadamente 3mm de profundidade, em materiais ferromagnticos. Ferromagnticos: nome dado aos materiais que so fortemente atrados pelo m, como ferro, nquel, cobalto e quase todos os tipos de ao.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico2

Introduo Para melhor compreender o ensaio, necessrio saber o que significam os termos a seguir: campo magntico; linhas de fora do campo magntico; campo de fuga.

Observe novamente a figura que mostra a limalha de ferro sobre um vidro:

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Campo Magntico Chamamos de campo magntico a regio que circunda o m e est sob o efeito dessas foras invisveis, que so as foras magnticas.

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Campo Magntico O campo magntico pode ser representado por linhas chamadas linhas de induo magntica, linhas de fora do campo magntico, ou ainda, linhas de fluxo do campo magntico. Em qualquer m, essas linhas saem do plo norte do m e caminham na direo do seu plo sul.

Ateno: Nas linhas de fluxo do campo magntico no h transporte de qualquer tipo de material de um plo a outro.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico5

O Incio da Pesquisa No incio do sculo, W. E. Hoke observou que, ao usinar peas de ferro e ao num torno com mandril imantado, as finas limalhas eram atradas para rachaduras visveis, existentes nas peas. Fenmeno observado: As linhas de fluxo que passam por um material submetido a um campo magntico so alteradas por descontinuidades existentes no material.

Esta observao ajudou a desenvolver pesquisas em andamento, culminando com o surgimento do ensaio por partculas magnticas.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico6

Campos de Fuga Mas por que as partculas de limalha se agrupam nas descontinuidades? Observe as figuras a seguir:

Na descontinuidade h nova polarizao do m, repelindo as linhas de fluxo. A esta repulso chamamos de campo de fuga.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico7

Campos de Fuga O que ocorre com uma pea de ao, por exemplo, quando submetida a um campo magntico? Veja a figura abaixo:

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Campos de Fuga Primeiro observe que as linhas de fluxo do campo magntico passam atravs da pea, imantando-a. Observe ainda que: As linhas de fluxo da pea so repelidas pelas descontinuidades devido sua polarizao, gerando o campo de fuga; Esta polarizao atrai a limalha, revelando a descontinuidade; Quando o campo de fuga no atinge a superfcie, no h atrao das partculas de limalha.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico9

Induo de Campos Magnticos A formao de campos magnticos no exclusividade dos plos terrestres e nem dos ms permanentes. Se passarmos corrente eltrica por um fio condutor, haver formao de campo magntico ao redor desse condutor. Portanto, a corrente eltrica tambm gera campo magntico.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico10

Induo de Campos Magnticos Portanto, a corrente eltrica tambm gera campo magntico.

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Induo de Campos MagnticosO campo magntico mais intenso quando a corrente eltrica, em vez de passar por um fio reto, passa por um condutor enrolado em espiral (bobina).Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico12

Induo de Campos Magnticos Uma barra de material ferromagntico, colocada no interior da bobina, aumenta muitas vezes o campo magntico produzido pela corrente da bobina.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico13

O Ensaio Partculas magnticas nada mais so do que um substituto para a limalha de ferro. So constitudas de ps de ferro, xidos de ferro muito finos e, portanto, com propriedades magnticas semelhantes s do ferro. Embora chamadas de partculas magnticas, na realidade elas so partculas magnetizveis e no pequenos ms ou p de m. Agora voc deve estar pronto para conhecer o ensaio por partculas magnticas.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico14

Etapas do Ensaio As etapas do ensaio de partculas magnticas so: 1. Preparao e limpeza da superfcie 2. Magnetizao da pea 3. Aplicao das partculas magnticas 4. Inspeo da pea e limpeza 5. Desmagnetizao da peaProf. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico15

Preparao e Limpeza da Superfcie Em geral, o ensaio realizado em peas e produtos acabados, semi-acabados ou em uso. O objetivo dessa etapa remover sujeira, oxidao, carepas, respingos ou incluses, graxas etc. da superfcie em exame. Essas impurezas prejudicam o ensaio, formando falsos campos de fuga ou contaminando as partculas e impedindo seu reaproveitamento. Carepa: camada de xidos formada nas superfcies da pea, em decorrncia de sua permanncia a temperaturas elevadas, na presena de oxignio.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico

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Preparao e Limpeza da Superfcie Os mtodos mais utilizados para a limpeza das peas so: jato de areia ou granalha de ao; escovas de ao; solventes.

Neste momento, temos a pea limpa e pronta para o ensaio.

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Magnetizao da Pea A figura a seguir mostra que, quando a descontinuidade paralela s linhas de fluxo do campo magntico, o campo de fuga pequeno e o ensaio tem menor sensibilidade.

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Magnetizao da Pea Se perpendicular s linhas de fluxo do campo magntico, o campo de fuga maior, dando maior sensibilidade ao ensaio.

Devido s dimenses, geometria variada das peas e necessidade de gerarmos campos magnticos ora longitudinais, ora transversais, foram desenvolvidos vrios mtodos de magnetizao das peas.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico19

Magnetizao da Pea Existem diferentes mtodos para magnetizao da pea:

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Magnetizao da Pea Para cada mtodo existe uma tcnica de magnetizao e um equipamento adequado: Magnetizao por induo de campo magntico: Neste caso, as peas so colocadas dentro do campo magntico do equipamento, fazendo-se ento com que as linhas de fluxo atravessem a pea. As linhas de fluxo podem ser longitudinais ou circulares, dependendo do mtodo de magnetizao, que escolhido em funo do tipo de descontinuidade a verificar.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico21

Magnetizao da Pea Por bobinas eletromagnticas - A pea colocada no interior de uma bobina eletromagntica. Ao circular corrente eltrica pela bobina, forma-se um campo longitudinal na pea por induo magntica.

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Magnetizao da Pea Por yoke (yoke o nome dado ao equipamento): Nesta tcnica, a magnetizao feita pela induo de um campo magntico, gerado por um eletrom em forma de U invertido que apoiado na pea a ser examinada. Quando este eletrom percorrido pela corrente eltrica (CC ou CA), gera-se na pea um campo magntico longitudinal entre as pernas do yoke.

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Equipamento Yoke

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Magnetizao da Pea Por condutor central - Tcnica usual para ensaio de tubos. Um condutor eltrico, que ir induzir um campo magntico circular, introduzido no tubo, facilitando a visualizao das suas descontinuidades longitudinais.

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Magnetizao da Pea Magnetizao por passagem de corrente Neste caso, faz-se passar uma corrente eltrica atravs da pea. A pea funciona como um condutor, gerando ao redor dela seu prprio campo magntico. Por eletrodos: a magnetizao pela utilizao de eletrodos; quando apoiados na superfcie da pea, eles permitem a passagem de corrente na mesma. O campo formado circular.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico26

Magnetizao da Pea

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Magnetizao da Pea Por contato direto: Tem sua maior aplicao em mquinas estacionrias. A magnetizao efetuada pela passagem de corrente de uma extremidade da pea outra. O campo magntico que se forma circular.

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Magnetizao da Pea Induo/passagem de corrente (mtodo multidirecional) Dois campos magnticos, um circular e outro longitudinal ou dois longitudinais perpendiculares so aplicados simultaneamente pea ensaiada. Isso feito quando queremos detectar, numa nica operao, descontinuidades em qualquer direo. A vantagem desta tcnica que ela permite analisar as peas de uma nica vez. A dificuldade principal conseguir um equilbrio entre os dois campos, de modo que um no se sobreponha ao outro.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico29

Tcnicas de Ensaios Voc j deve ter atrado agulhas e alfinetes com ms. Depois de retirar estes objetos do contato com o m, observou que eles ainda se atraam mutuamente. H materiais que depois de magnetizados retm parte deste magnetismo, mesmo com a remoo do campo magnetizante. So materiais com alto magnetismo residual. H ainda aqueles que no retm o magnetismo, aps a remoo do campo magnetizante.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico30

Tcnicas de Ensaios Estas diferenas permitem o ensaio por meio de duas tcnicas: Tcnica do campo contnuo - As partculas magnticas so aplicadas quando a pea est sob efeito do campo magntico. Aps a retirada desse campo, no h magnetismo residual. Tcnica do campo residual - Nesta tcnica, as partc

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