ensaio por ultrassom

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Ed. Jan./ 2011

ENSAIO POR ULTRASSOM

Ricardo Andreucci

Ed .Jan./ 2011

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Prefcio

Este trabalho representa um guia bsico para programas de estudos e treinamento de pessoal em Ensaio por Ultrassom, contendo assuntos voltados para as aplicaes mais comuns e importantes deste mtodo de Ensaio No Destrutivo. Trata-se portanto de um material didtico de interesse e consulta, para os profissionais e estudantes que se iniciam ou estejam envolvidos com a inspeo de materiais por este mtodo de ensaio."

O Autor

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Ricardo Andreucci

Ed .Jan./ 2011

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Copyright ANDREUCCI, Assessoria e Servios Tcnicos Ltda

Esta publicao poder ser obtida gratuitamente atravs de download nos seguintes web sites: www.infosolda.com.br/ andreucci www.abendi.org.br Edio: Jan./ 2011

Ricardo Andreucci

Professor da Faculdade de Tecnologia de So Paulo - FATEC/ SP, nas disciplinas de Controle da Qualidade do Curso de Soldagem. Qualificado e Certificado pelo IBQN como Nvel III nos mtodos de ensaio radiogrfico, partculas magnticas ultrassom e lquidos penetrantes, conforme norma CNEN-NN 1.17 Qualificado e Certificado pelo SNQC como Nvel III no ensaio Visual e Radiografia SNQC Nr. 0154 Membro da Comisso de Segurana e Radioproteo da Associao Brasileira de Ensaios No Destrutivos - ABENDI. Diretor Tcnico da ANDREUCCI Ass. e Serv. Tcnicos Ltda. Consultor Tcnico como Nvel III de END para importantes empresas brasileiras e do exterior Participante como Autor do livro "Soldagem" editado pelo SENAI / SP Autor do Livro "Curso Bsico de Proteo Radiolgica" - ABENDI / SP Autor do livro "Radiologia industrial"- ABENDI / SP Autor do livro "Ensaio por Partculas Magnticas"ABENDI /SP Autor do livro Ensaio por Lquidos Penetrantes; ABENDI/SP

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umrioPg. 04 06 07 12 14 19 25 27 31 35 52 58 70 71 75 95 96

Assunto Princpios bsicos do mtodo.................................................................. Limitaes em comparao com outros ensaios.................................... Vibraes mecnicas ............................................................................. Definies de Bell, e Decibel, Ganho...................................................... Propagao das ondas acsticas no material......................................... Gerao das ondas ultrassonicas............................................................ Interface, Acoplantes.............................................................................. Diagramas AVG ou DGS ....................................................................... Tcnicas de Inspeo.............................................................................. Aparelhagem............................................................................................ Formas de Representao na Tela dos Aparelhos .............................. Procedimentos especficos de inspeo................................................. Avaliao e critrios de aceitao........................................................... Guia para Exerccios Prticos ................................................................ Questes para Estudo ........................................................................... Gabarito das Questes ......................................................................... Obras consultadas..................................................................................

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rincpios Bsicos do Mtodo

Introduo: Sons extremamente graves ou agudos, podem passar desapercebidos pelo aparelho auditivo humano, no por deficincia deste, mas por caracterizarem vibraes com freqncias muito baixas , at 20Hz (infra-som) ou com freqncias muito altas acima de 20 kHz (ultrassom), ambas inaudveis. Como sabemos, os sons produzidos em um ambiente qualquer, refletem-se ou reverberam nas paredes que consistem o mesmo, podendo ainda ser transmitidos a outros ambientes. Fenmenos como este apesar de simples e serem freqentes em nossa vida cotidiana, constituem os fundamentos do ensaio ultrassonico de materiais. No passado, testes de eixos ferrovirios, ou mesmos sinos, eram executados atravs de testes com martelo, em que o som produzido pela pea, denunciava a presena de rachaduras ou trincas grosseiras pelo som caracterstico. Assim como uma onda sonora, reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibrao ou onda ultrassonica ao percorrer um meio elstico, refletir da mesma forma, ao incidir num anteparo qualquer, a vibrao ou onda ultrassonica ao percorrer um meio elstico, refletir da mesma forma, ao incidir numa descontinuidade ou falha interna a este meio considerado. Atravs de aparelhos especiais, detectamos as reflexes provenientes do interior da pea examinada, localizando e interpretando as descontinuidades.aparelho de ultrassom

Princpio Bsico da Inspeo de Materiais por ultrassom

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Finalidade do Ensaio O ensaio por ultrassom, caracteriza-se num mtodo no destrutivo que tem por objetivo a deteco de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos mais variados tipos ou forma de materiais ferrosos ou no ferrosos. Tais defeitos so caracterizados pelo prprio processo de fabricao da pea ou componentes a ser examinada como por exemplo: bolhas de gs em fundidos, dupla laminao em laminados, micro-trincas em forjados, escorias em unies soldadas e muitos outros. Portanto, o exame ultrassonico, assim como todo exame no destrutivo, visa diminuir o grau de incerteza na utilizao de materiais ou peas de responsabilidades.

Inspeo por ultrassom da chapa de um tuboFoto gentileza da VOITH PAPER

Campo de Aplicao Em 1929 o cientista Sokolov, fazia as primeiras aplicaes da energia snica para atravessar materiais metlicos, enquanto que 1942 Firestone, utilizaria o princpio da ecosonda ou ecobatmetro, para exames de materiais. Somente em l945 o ensaio ultrassonico iniciou sua caminhada em escala industrial, impulsionado pelas necessidades e responsabilidades cada vez maiores. Hoje, na moderna indstria, principalmente nas reas de caldeiraria e estruturas martimas, o exame ultrassonico, constitui uma ferramenta indispensvel para garantia da qualidade de peas de grandes espessuras, geometria complexa de juntas soldadas, chapas. Na maioria dos casos, os ensaios so aplicados em aos-carbonos, em menor porcentagem em aos inoxidveis. Materiais no ferrosos so difceis de serem examinados, e requerem procedimentos especiais.

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imitaes em Comparao com outros Ensaios

Assim como todo ensaio no-destrutivo, o ensaio ultrassonico, possui vantagens e limitaes nas aplicaes, como segue: Vantagens em relao a outros ensaios: O mtodo ultrassonico possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas descontinuidades 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 ultrassonico no requer planos especiais de segurana ou quaisquer acessrios para sua aplicao. A localizao, avaliao do tamanho e interpretao das descontinuidades encontradas so fatores intrnsecos ao exame ultrassonico, enquanto que outros exames no definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostrado num filme radiogrfico define o tamanho mas no sua profundidade e em muitos 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 as limitaes e as vantagens fazem com que aplicao de cada ensaio seja objeto de anlise e estudo da viabilidade de sua utilizao, em conjunto com os Cdigos e Normas de fabricao.

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ibraes Mecnicas

Tipos de Ondas: Como j vimos, o teste ultrassonico de materiais feito com o uso de ondas mecnicas ou acsticas colocadas no meio em inspeo, ao contrrio da tcnica radiogrfica, que usa ondas eletromagnticas. Qualquer onda mecnica composta de oscilaes de partculas discretas no meio em que se propaga. A passagem de energia acstica no meio faz com que as partculas que compem o mesmo, execute o movimento de oscilao em torno na posio de equilbrio, cuja amplitude do movimento ser diminudo com o tempo em posio de equilbrio, cuja amplitude do movimento ser diminudo com o tempo em decorrncia da perda de energia adquirida pela onda. Se assumirmos que o meio em estudo elstico, ou seja que as partculas que o compem rigidamente ligadas, mas que podem oscilar em qualquer direo, ento podemos classificar as ondas acsticas em quatro tipos: Ondas longitudinais (Ondas de compresso): So ondas cujas partculas oscilam na direo de propagao da onda, podendo ser transmitidas a slidos, lquidos e gases.

Onda longitudinal No desenho acima nota-se que o primeiro plano de partculas vibra e transfere sua energia cintica para os prximos plano