curso de me em slides inspec

8/12/2019 Curso de ME Em Slides Inspec

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Treinamento de UltraSom

Medio de Espessura


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MATERIAIS MAIS USADOS NAINDUSTRIA

AO CARBONO

AO LIGA

AO INOX

Ao Carbono- Aos que possuem at 2%

de carbono. Os mais usados so os quepossuem de 0,25 a 0,35%C. So consideradomateriais de uso geral, pois em industrias deprocesso 80% dos tubos so em ao carbono,devido ao seu baixo custo, excelentes

qualidades mecnicas e facilidade desoldagem e conformao.

Ao Liga- So aos que possuem outroselementos, alm dos que compem os aos

carbonos.Ao Inox- Possui 12% de Cr em suaestrutura, o que lhe confere resistncia acorroso.


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PROCESSOS DEFABRICAO

LAMINAO o processo de deformao plstica e feito fazendo-se passar o metalatravs de rolos, de eixos paralelosque giram em sentido contrrio.


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EXTRUSOConsiste em expulsar o metal atravs de

um orifcio


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FUNDIO a conformao de peas por meio de

vazamento de um metal em estadolquido em recipientes denominados de

moldes.


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Principais defeitos de fabricao

RECHUPESSo vazios de diversos tipos,formas e localizaes nas peas fundidas,

causados pela contrao dos metais durante asua solidificao.

BOLSAS DE GSSo vazios de paredesgeralmente lisas, causados por gasesoriundos do metal lquido. Causados por

possveis reaes metal / areia, umidadeexcessiva do molde, etc..

SEGREGAO - Durante a solidificao domaterial lquido, certos elementos e impurezas

migram para a poro ainda lquida. Estasregies so as ltimas a se solidificarem econtero estes elementos segregados.

DUPLA LAMINAOOcorre geralmente emchapas, devido a falta de plasticidade do

material, decorrente da temperatura delaminao muito baixa ou excesso desegregao no material. Localiza-segeralmente a meia espessura do material.


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ENSAIOS NO DESTRUTIVOSCONVENCIONAIS

LQUIDO PENETRANTE

PARTCULA MAGNTICA

RADIOGRAFIA

ULTRA SOM.


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LQUIDO PENETRANTE

Usado para detectar descontinuidades

superficiais e que sejam abertas na superfcie,tais como trincas, poros, dobras, etc.

Princpios bsicos

O mtodo consiste em fazer penetrar na aberturada descontinuidade um lquido. Aps a remoodo excesso de lquido da superfcie , faz-se sairda descontinuidade o lquido retido atravs deum revelador. A imagem da descontinuidade ficaento desenhada sobre a superfcie.


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PARTCULA MAGNTICA utilizado na localizao de descontinuidades

superficiais e sub-superficiais em materiaisferromagnticos.

O processo consiste em submeter a pea, ouparte desta, a um campo magntico. Na regiomagnetizada da pea, as descontinuidadesexistentes,ou seja a falta de continuidade das

propriedades magnticas do material, iro causaum campo de fuga do fluxo magntico. Com aaplicao das partculas ferromagnticas,ocorrer a aglomerao destas nos campos defuga, uma vez que sero por eles atradas devido

ao surgimento de plos magnticos. Aaglomerao indicar o contorno do campo defuga, fornecendo a visualizao do formato e daextenso da descontinuidade.


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RADIOGRAFIA

um mtodo usado para inspeo no

destrutiva que baseia-se na absorodiferenciada da radiao penetrante pela

pea que est sendo inspecionada.


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ENSAIO POR ULTRA-SOM

Princpios Bsicos do Mtodo

No passado, testes de eixosferrovirios, ou mesmos sinos, eramexecutados atravs de testes commartelo, em que o som produzido

pela pea, denunciava a presena derachaduras ou trincas grosseiras pelosom caracterstico.


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Uso na Indstria Em 1929 o cientista Sokolov, fazia

as primeiras aplicaes da energiasnica para atravessar materiaismetlicos. Somente em l945 o ensaioultra-snico iniciou sua caminhada

em escala industrial, impulsionadopelas necessidades eresponsabilidades cada vez maiores.


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Campo de Aplicao

Na indstria, em reas decaldeiraria e estruturas

martimas, para garantia daqualidade de peas de grandesespessuras, geometria complexade juntas soldadas e chapas. Namaioria dos casos, o US aplicado em aos- carbonos,em menor escala em aosinoxidveis.


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Aplicao: Deteco e avaliao de

descontinuidades internas; Deteco de

descontinuidadessuperficiais;

Medies de espessura;

Controle de corroso;

Determinao depropriedades fsicas,

estrutura e tamanho de gro.


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Vantagens: Alta sensibilidade;

Laudo imediato;

No requer cuidados com asegurana com relao ao RX;

Grandes espessuras no uma

limitao para o ensaio; Permite definir a profundidade e

o tamanho da descontinuidade.


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Limitaes Requer grande conhecimento

terico e experincia do inspetor;

O registro permanente do testeno facilmente obtido;

Espessuras muito finas,constituem uma dificuldade para

aplicao do mtodo; Requer o preparo da superfcie

para sua aplicao.


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Vibraes Mecnicas/Ultra-snicas

O ensaio de US em materiais feitocom o uso de ondas mecnicas ouacsticas . Qualquer onda mecnica

composta de oscilaes de partculasno meio em que se propaga.

Tipos de Ondas Ondas longitudinais (Ondas de

compresso); Ondas transversais, (ondas de corte

ou cizalhamento);

Ondas superficiais ou Ondas de

Rayleigh; Ondas de Lamb.


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Ondas longitudinaisOndas de compresso:

As partculas oscilam namesma direo depropagao da onda, e sotransmitidas a slidos,

lquidos e gases. a ondade maior velocidade depropagao. Para este tipo deonda utilizado o cabeote

normal


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Velocidades dePropagao das

Ondas Longitudinais

Material Velocidade m/s

Ar 330

Alumnio 6300

Cobre 4700

Ouro 3200

Ao 5900

Ao Inox 5800

gua 1480


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Ondas transversaisondas de corte ou cizalhamento

As partculas do meio vibram nadireo perpendicular/transversalao de propagao. Os planosdas partculas, mantm-se namesma distncia um do outro,movendo-se apenas na vertical.

So transmitidas somente aslidos. A velocidade ~ 50% daonda longitudinal. utilizado ocabeote angular.


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Velocidades dePropagao das

Ondas TransversaisMaterial Velocidade

m/s

Ar -

Alumnio 3100

Cobre 2300

Ouro 1200

Ao 3200

Nylon 1100

leo(SAE30)

-


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Ondas superficiaisou Ondas de Rayleigh

Se propagam na superfcie dos

slidos. Devido ao complexomovimento oscilatrio das partculasda superfcie, a velocidade depropagao da onda superficial entre

duas fases diferentes ~10% inferioque a onda transversal.

Se propaga em movimento paralelo asuperfcie e transversal em relao a

direo de propagao. Aplicado para exame de finas

camadas de material. Utilizadocabeote angular.


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Freqncia , Velocidade eComprimento de Onda :

Frequncia:As ondas acsticas ou som propriamentedito, so classificados de acordo com suas

frequncias e medidos em ciclos porsegundo, ou seja o nmero de ondas que

passam por segundo pelo nossosouvidos. A unidade ciclos por segundos normalmente conhecido por Hertz,

abreviatura Hz. Assim sendo se tivermos um som com 280

Hz, significa que por segundo passam 280ciclos ou ondas por nossos ouvidos.


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Frequncia Ultrasnica utilizada naindustria = 0,5/1,0 a 25MHz.

Em geral, a freqncia de 2 a 4 MHz

normalmente utilizada para inspeesde soldas, chapas forjadas e outras demdia ou fina granulao. Por outrolado, a inspeo de fundidos sempretrazem srios problemas em virtude daestrutura grosseira de tais materiais eneste caso recomenda-se freqnciasmais baixas, de O,5 a 1 MHz.


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Velocidade de propagao

Existem vrias maneiras de umaonda snica se propagar, e cadauma com caractersticasparticulares de vibraesdiferentes.

Definimos Velocidade depropagao como sendo adistncia percorrida pela ondasnica por unidade de tempo.

importante lembrar que avelocidade de propagao uma caracterstica do meio,sendo uma constante,independente da frequncia.


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Comprimento de onda. Se atiramos uma pedra num lago de

guas calmas, imediatamente criamosuma perturbao no ponto atingido e

formando assim, ondas superficiaiscirculares que se propagam sobre a gua.

Neste exemplo, podemos imaginar o quedefinimos anteriormente de frequnciacomo sendo o nmero de ondas que

passam por um observador fixo, tambmpodemos imaginar a velocidade depropagao pela simples observao eainda podemos estabelecer ocomprimento entre dois picos de ondas

consecutivos. Esta medida denominamoscomprimento de onda, e representaremospela letra grega: Lambda l.


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Relaes entre velocidade,comprimento de onda e frequncia.

Considerando uma onda snica se

propagando num determinado materialcom velocidade V, frequncia f, e

comprimento de onda l podemos

relacionar estes trs parmetros comosegue: V = l. F

Exemplo de aplicao: Uma onda longitudinal ultra-snica,

com frequncia 2 MHz utilizada para

examinar uma pea de ao. Qual ocomprimento de onda gerado nomaterial ?

Soluo: Como vimos anteriormente, a faixa de

frequncia normal utilizada paraaplicaes industriais, compreendeentre 1 MHz at 5 MHz. No exemploacima a frequncia de 2 MHzcorresponde a 2 milhes de ciclos por

segundos ou seja 2 x 106Hz.


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Teremos:

V= l. f ou l = V

f

sendo V = 5900 m/s vem que:

l= 5900 metros

2 x 10 6

l= 2950 x 10

-6

m oul

= 2,95 mm

O conhecimento do comprimento deonda de significante importncia,pois relaciona-se diretamente com o

tamanho do defeito a ser detectado. Em geral , o menor dimetro de uma

descontinuidade a ser detectada nomaterial deve ser da ordem de l/2.


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Propagao das OndasAcsticas no Material

Atenuao Snica:

A onda snica ao percorrer um materialqualquer sofre, em sua trajetria efeitos dedisperso e absoro , resultando nareduo da sua energia .

A disperso deve-se ao fato da matria no

ser totalmente homognea, contendointerfaces naturais em sua prpriaestrutura ou processo de fabricao. Porexemplo ao inox,com propriedadeselsticas distintas. Para esta mudana das

caractersticas elsticas de ponto nummesmo material denominamos anisotropia


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O fenmeno da absoro ocorresempre que uma vibrao acsticapercorre um meio elstico. a energia

cedida pela onda para que cadapartcula do meio execute ummovimento de oscilao , transmitindoa vibrao s outras partculas doprprio meio.

Portanto , o resu l tado dos efei tos ded isperso e absoro quandosomados resu ltam na atenuaosnica.


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Tipos de Cristais

Quartzo; Sulfato de ltio;

Titanato de brio;

Metaniobato de chumbo.


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Quartzo um materialpiezeltrico mais antigo,

translcido e duro como o vidro;

Sulfato de Ltio um cristalsensvel a temperatura e pouco

resistente;

Titanato de Brio emetaniobato de chumbo so

materiais cermicos querecebem o efeito piezeltricoatravs de polarizao. Essesdois cristais so os melhores

emissores, produzindo impulsosou ondas de grande energia, secomparadas com aquelasproduzidas por cristais dequartzo.


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Para a inspeo ultra-snica,interessa no s a potncia deemisso, mas tambm a

sensibilidade da recepo(resoluo). A frequncia ultra-snica gerada pelo cristal dependerda sua espessura , cerca de 1mm

para 4 MHz e 2 mm para 2 MHz.


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O transdutor emite um impulsoultra-snico que atravessa omaterial a inspecionar e reflete nas

interfaces, originando o quechamamos ecos. Estes ecosretornam ao transdutor e gera, nomesmo, o sinal eltricocorrespondente.


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Transdutores AngularesA rigor, diferem dos transdutores retos ounormais pelo fato do cristal formar um

determinado ngulo com a superfcie domaterial. O ngulo obtido, inserindo umacunha de plstico entre o cristalpiezeltrico e a superfcie. Transdutoresangulares mais comuns 30o/ 45oe 70o

O ngulo nominal , sob o qual o feixe ultra-snico penetra no material vale somentepara inspeo de peas em ao; se omaterial for outro, deve-se calcular o

ngulo real de penetrao. A mudana dongulo deve-se mudana de velocidadeno meio.


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O cristal piezeltrico somente recebeondas ou impulsos ultra-snicos quepenetram na cunha em uma direo

paralela de emisso, em sentidocontrrio. A cunha de plstico funcionacomo amortecedor para o cristalpiezeltrico, aps a emisso dosimpulsos.


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Transdutores Duplo-Cristal ou SE

Quando se trata de inspecionar ou medirmateriais de reduzida espessura, ou

quando se deseja detectardescontinuidades logo abaixo da superfciedo material, a zonamortaexistente na telado aparelho impede uma resposta clara. Ocristal piezeltrico recebe uma resposta

num espao de tempo curto aps aemisso.Neste caso , somente um transdutor quesepara a emisso da recepo pode ajudar.Ento, desenvolveu-se o transdutor de

duplo-cristal, no qual dois cristais soincorporados na mesma carcaa,separados por um material acstico isolantee levemente inclinados em relao superfcie de contato. Cada um dos cristais

funcionam somente como emissor ousomente como receptor, sendo indiferentequal deles exerce qual funo. Soconectados ao aparelho de ultra-som poruma cabo duplo.


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Cada um dos cristais funciona somentecomo emissor ou como receptor, sendoindiferente qual deles exerce qual funo.So conectados ao aparelho de ultra-sompor uma cabo duplo.

O duplo-cristal o mais indicado eutilizado para medio de espessura .


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Acoplantes

Ao acoplarmos o transdutor sobre apea a ser inspecionada ,imediatamente estabelece umacamada de ar entre a sapata dotransdutor e a superfcie da pea. Esta

camada de ar impede que asvibraes mecnicas produzidas pelotransdutor se propague para a peaem razo das caractersticas acsticas(impedncia acstica) muito diferente

do material a inspecionar. Por esta razo , deve-se usar umlquido que estabelea uma reduodesta diferena , e permita apassagem das vibraes para a pea.

Tais lquidos, denominados deacoplante so escolhidos em funodo acabamento superficial da pea,condies tcnicas , tipo dapea/temperatura da pea. Os maisutilizados so: leo, Glicerina, graxa egua.


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Tcnicas de Exame

Seleo dos Parmetros deexame

Inmeros so os parmetros ouvariveis a serem escolhidos para arealizao do exame ultra-snico.

Tais parmetros devero serselecionados pelo operadorlevando em conta os tamanhos etipos de defeitos a seremdetectados, tipo de material,

geometria ou forma da pea ouseo a ser examinada,especificaes de fabricao einspeo. A seguir citaremos osprincipais parmetros que deveroser selecionados, assim como suasvantagens e limitaes.


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Tcnica Pulso-Eco

Mtodo onde se emprega um nicotransdutor para emitir e receber ondas.

Neste caso, o transdutor no emitecontinuamente ondas snicas, mas simpulsos de ondas, da o nome pulso-eco.

Aplicado em 90% dos casos, possui

inmeras vantagens, tais como: Pode-se localizar a descontinuidade O tamanho da descontinuidade

proporcional a altura do sinal refletido. No necessita de acesso de ambos os

lados da regio a ser examinada. A quantidade de defeitos e sua extenso

podem ser determinadas.


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Tcnica de Transparncia o mtodo, onde se emprega dois

transdutores separados, sendo um

como emissor ultra-snico e o outroreceptor. Neste caso, os transdutoresso acoplados entre as superfciesparalelas, que contm a regio a serexaminada, como mostra a figura

esquemtica, abaixo:


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Tcnica de Transparncia

O mtodo de transparncia,normalmente aplicado em peasonde no se pretende avaliar oulocalizar as descontinuidadesexistentes, internamente, mas apenasdetect-las e submet-las a uma

inspeo do tipo "passa - no passa".Devido a esta caracterstica, o mtodopossui limitaes intrnsecas taiscomo:

No se pode localizar os defeitos . Os dois transdutores devem estar

alinhados, e acoplados, que dificulta oprocesso.

No se pode determinar a quantidadede defeitos existentes.

H necessidade de acesso dos doislados da regio a ser examinada


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Tcnica de Imerso


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Tcnica Delta

Tcnica especialmente desenvolvida paraensaio de soldas com grande espessura,

principalmente na rea de construo decomponentes nucleares.

Opera um transdutor angular comoemissor e outro normal ou reto como

receptor, conforme disposio mostrada nafigura. O transdutor receptor R capta sinais

dissipados (ondas longitudinais e ondastransversais) pelo franco superior da

descontinuidade


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Tcnica Tandem Idntica aplicao explicada na tcnica

Delta. Utiliza dois transdutores angulare

presos a um gabarito, com distncia fixaentre eles. Permite o teste em uma certa"zona de ensaio" de profundidadepreestabelecida.

O transdutor "receptor" s apresenta umsinal quando existe um defeito

Esta tcnica apresenta dificuldade dooperador em manter os dois transdutoresalinhados e distncia determinada,

principalmente em superfcies curvas ouirregulares.


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Aparelhagem Descrio dos Aparelhos Medidores de

Espessura por Ultra-Som Os medidores de espessura por ultra-som

podem se apresentar com circuitos digitaisou analgicos, e so aparelhos simplesque medem o tempo do percurso snicono interior do material , atravs da

espessura, registrando no display oespao percorrido ou seja a prpriaespessura. Operam com transdutoresduplo-cristal, e possuem exatido dedcimos ou at centsimos dependendo

do modelo.


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So aparelhos bastante teis paramedio de espessuras de chapas, tubostaxas de corroso em equipamentos

industriais, porm para a obteno debons resultados, necessrio suacalibrao antes do uso, usando blocoscom espessuras calibradas e de mesmomaterial a ser medido, com o ajuste

correto da velocidade de propagao dosom do aparelho.


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Os aparelhos medidores modernos deespessura digitais , so dotados decircuitos de memria que podem

armazenar centenas de dados referente aespessuras medidas e aps , conectandona impressora , pode-se obter um relatriocompleto das medidas efetuadas e ascondies usadas.


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Aparelhos de US

Cuidados e manuseio dos Aparelhos:O aparelho dever ser usada emconformidade com manual de instrues e

especificaes do mesmo.


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Cuidados Referentes Calibrao

O termo calibrao deve ser analisado noseu sentido mais amplo entendendo o

leitor como sendo o perfeito ajuste detodos os controles do aparelho de ultra-som, para uma inspeo especficasegundo um procedimento escrito e

aprovado pelo cliente / fabricante. O operador dever proceder umarecalibrao dos instrumentos e acessriosempre que:

Houver trocas de transdutores no decorre

de inspeo; O aparelho for desligado;

Transcorrer 90 minutos com o aparelholigado;

Houver troca de operadores; Mudanas de faixa de espessura, aparelho

DM-2


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Exemplos de alguns blocos padres:

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