I. O que são testes não destrutivos?
Teste não destrutivo é um termo geral que se refere a todos os meios técnicos utilizados para detectar defeitos ou não uniformidade em um objeto sendo testado, utilizando as características de som, luz, magnetismo e eletricidade.
O teste não destrutivo refere-se ao método de inspeção e teste das estruturas internas e superficiais, condições e defeitos de uma peça de teste, como tipos, quantidades, formas, propriedades, localizações, dimensões, distribuição e alterações, utilizando mudanças em calor, som, luz, eletricidade, magnetismo, etc. causados por estruturas internas anormais ou defeitos em materiais.
Isto é conseguido sem causar danos ou afetar o desempenho do objeto que está sendo testado e sem prejudicar sua organização interna. São utilizados métodos físicos ou químicos, apoiados em tecnologia e equipamentos modernos.
Os ensaios não destrutivos são uma ferramenta indispensável e eficaz para o desenvolvimento industrial. Até certo ponto, reflecte o nível de desenvolvimento industrial de um país. A importância dos ensaios não destrutivos tem sido amplamente reconhecida.
II. Métodos de testes não destrutivos
Métodos comuns de testes não destrutivos: testes radiográficos, testes ultrassônicos (UT), testes de partículas magnéticas (MT), testes de líquido penetrante (PT) e testes de raios X (RT).
1. Teste Radiográfico (RT)
1. Princípios e características dos testes radiográficos (RT)
O Ensaio Radiográfico (RT), abreviado como RT na indústria, é uma categoria crucial de Ensaios Não Destrutivos Industriais.
A principal aplicação do RT é detectar defeitos macro geométricos em uma peça. Dependendo das diferentes características, a RT pode ser dividida em vários métodos, como Tomografia Computadorizada de Raios X (X-CT), Radiografia Computadorizada (CR) e Radiografia, entre outros.
Na figura abaixo:
- Da esquerda na primeira linha: Detector de Partículas Magnéticas Estacionário;
- Segunda a partir da esquerda na primeira fila: Porta de Blindagem Protetora da Sala de Exames Radiográficos.
- Da esquerda para a segunda fila: Tubo de raios X portátil;
- Segundo a partir da esquerda na segunda linha: Detector ultrassônico analógico de falhas com display tipo A.
A radiografia, um método de teste não destrutivo, utiliza raios X produzidos por tubos de raios X ou raios gama produzidos por isótopos radioativos para penetrar na peça de trabalho, com o filme servindo como meio de registro. Este método é o método de teste radiográfico mais básico e amplamente utilizado, sendo também o conteúdo principal do treinamento profissional em RT.
2. Princípio 1 da Radiografia:
O teste radiográfico utiliza essencialmente a energia de ondas eletromagnéticas ou radiação (raios X e raios gama). Os raios interagem com o material durante a penetração, fazendo com que sua intensidade diminua devido à absorção e espalhamento. O grau de atenuação da intensidade depende do coeficiente de atenuação do material e da espessura penetrada pelos raios.
3. Princípio 2 da Radiografia:
Se existir um defeito em uma parte específica do objeto radiografado (peça de trabalho), e o coeficiente de atenuação do material que constitui o defeito for diferente da amostra (por exemplo, em uma costura de solda, o ar em um defeito de porosidade tem uma quantidade muito menor coeficiente de atenuação do que o aço), a intensidade do raio transmitido daquela área local será diferente da sua vizinhança.
Colocando o filme em posição adequada para ficar exposto aos raios transmitidos, obtém-se um negativo após o processamento em câmara escura.
Depois que os raios penetram na peça de trabalho, devido às diferentes intensidades dos raios transmitidos entre as partes defeituosas e intactas, as partes correspondentes no filme apresentarão diferentes graus de escuridão.
Os inspetores radiográficos podem identificar a localização e a natureza do defeito observando as diferenças na escuridão do filme. Os princípios básicos descritos acima são semelhantes aos da realização de radiografias em um hospital.
4. Características da Radiografia
(1) Escopo de Aplicação
A radiografia é adequada para juntas de topo de vários métodos de soldagem por fusão (soldagem a arco, soldagem com proteção de gás, soldagem com escória, soldagem a gás, etc.), também pode inspecionar peças de aço fundido e, em circunstâncias especiais, pode ser usada para inspecionar soldas de canto ou outras peças estruturais especiais.
(2) Vantagens da Radiografia
a) Visualização direta dos defeitos: A radiografia utiliza filme como meio de registro, a natureza, quantidade, tamanho e localização dos defeitos podem ser determinados com precisão pela observação do filme.
b) Fácil detecção de defeitos que causam diferenças locais de espessura: Possui alta taxa de detecção de defeitos como porosidade e inclusão de escória.
c) A radiografia pode detectar dimensões de comprimento e largura da ordem de milímetros e submilímetros, ou até menos, e praticamente não há limite inferior de espessura de detecção.
d) Quase aplicável a todos os materiais, pode alcançar bons resultados em metais como aço, titânio, cobre e alumínio. Este método não requer formas rígidas, rugosidade superficial da amostra e o tamanho do grão do material não a afeta.
(3) Limitações da Radiografia
a) A taxa de detecção de defeitos semelhantes a trincas é afetada pelo ângulo radiográfico e não consegue detectar defeitos de camada fina perpendiculares à direção da radiação, como delaminação em placas de aço.
b) O limite superior de detecção é limitado pelo poder de penetração dos raios, por exemplo, uma máquina de raios X de 420 kv pode penetrar uma espessura máxima de aço de aproximadamente 80 mm, e os raios gama de um isótopo radioativo de Cobalto-60 (Co60) podem penetrar uma espessura máxima de aço de aproximadamente 150mm. Para peças de maior espessura, são necessários equipamentos especiais – aceleradores, que podem penetrar em espessuras superiores a 400 mm.
c) Geralmente não é adequado para testes de placas de aço, tubos de aço, peças forjadas e raramente é usado para inspeção de juntas em brasagem, soldagem por fricção e outros métodos de soldagem.
d) A radiografia tem custos de teste mais elevados e velocidade de teste mais lenta.
e) A radiação é prejudicial ao corpo humano, são necessárias medidas de proteção.
2. Teste ultrassônico (UT)
O teste ultrassônico (UT), comumente abreviado como UT, é a tecnologia mais amplamente utilizada, frequentemente aplicada e em rápido desenvolvimento no campo de testes não destrutivos.
Ele atende a vários propósitos no controle de qualidade durante a fabricação do produto, inspeção de matérias-primas e melhoria de processos. É também uma ferramenta indispensável na manutenção de equipamentos.
O teste ultrassônico (UT) é um método de teste não destrutivo amplamente utilizado em vários setores.
Quando uma onda ultrassônica entra em um objeto e encontra um defeito, uma parte da onda é refletida.
Ao analisar a onda refletida usando um transmissor e um receptor, o defeito pode ser medido com precisão. A localização e o tamanho do defeito interno podem ser exibidos e a espessura do material pode ser determinada.
1. Aplicações de testes ultrassônicos
As principais aplicações dos testes ultrassônicos são a detecção de defeitos macroscópicos dentro de peças de trabalho e a medição da espessura do material.
2. Classificação de inspeção ultrassônica
O teste ultrassônico pode ser categorizado em vários métodos com base em diferentes características:
(1) Classificação por princípio: Método de reflexão de pulso ultrassônico, difração de tempo de voo (TOFD), etc.
(2) Classificação por modo de exibição: Tela Tipo A, Tela de imagem ultrassônica (Imagem de varredura B, C, D, P, Imagem de matriz de controle duplo, etc.).
3. Princípio dos testes ultrassônicos
O teste ultrassônico depende essencialmente da interação entre ondas ultrassônicas e materiais: reflexão, refração e difração.
(1) O que é uma onda ultrassônica?
Referimo-nos às ondas mecânicas que podem causar sensação auditiva como ondas sonoras, com frequências entre 20-20.000 Hz. Ondas mecânicas com frequências acima de 20.000 Hz são conhecidas como ondas ultrassônicas, que são inaudíveis para os humanos. Para a inspeção de metais como o aço, normalmente utilizamos ondas ultrassônicas com frequências que variam de 0,5 a 10MHz. (1MHz=10^6Hz)
(2) Como as ondas ultrassônicas são emitidas e recebidas?
O componente principal da sonda de teste ultrassônico é um cristal piezoelétrico, que possui o efeito piezoelétrico: sob tensão alternada de compressão e tração, o cristal pode produzir um campo elétrico alternado.
Quando um pulso elétrico de alta frequência excita o cristal piezoelétrico, ele desencadeia o efeito piezoelétrico inverso, convertendo energia elétrica em energia acústica (energia mecânica).
A sonda emite intermitentemente ondas ultrassônicas em forma de pulso, conhecidas como ondas de pulso. Quando a sonda recebe ondas ultrassônicas, ela aciona o efeito piezoelétrico direto, convertendo a energia acústica novamente em energia elétrica.
A sonda convencional usada em testes ultrassônicos geralmente consiste em um cristal piezoelétrico, bloco de amortecimento, conector, cabo, película protetora e invólucro. Geralmente se enquadra em duas categorias: sonda reta e sonda angular. Este último geralmente inclui uma cunha para inclinar o cristal em um determinado ângulo em relação à superfície incidente.
A imagem a seguir é um diagrama estrutural de uma sonda angular típica.
A imagem a seguir é uma imagem física de uma sonda angular:
O modelo da sonda é 2.5P812 K2.5, seus parâmetros são:
a) 2,5 representa a frequência f: 2,5MHz;
b) P indica que o material do cristal é uma cerâmica de titanato de zirconato de chumbo, que apresenta as vantagens de boa estabilidade de temperatura, excelentes propriedades elétricas, fácil fabricação e baixo custo;
c) 812 indica que o tamanho do cristal retangular é: 8mm*12mm;
d) K2.5 indica: a tangente do ângulo de refração da sonda angulada é 2,5, ou seja, tan(68,2°)=2,5, e seu ângulo de refração é 68,2°.
Princípio de funcionamento do método de reflexão de pulso ultrassônico de exibição Tipo A
A onda de pulso gerada pela fonte sonora entra na peça de trabalho e a onda ultrassônica se propaga para frente na peça de trabalho em uma determinada direção e velocidade. Ao encontrar uma interface com impedâncias acústicas diferentes em ambos os lados (geralmente devido a alguma descontinuidade no material, como fissuras, poros, inclusões, etc.), uma parte da onda sonora é refletida.
O equipamento de teste recebe e exibe: a amplitude e a posição da onda sonora são analisadas para avaliar se existe um defeito ou o tamanho e localização do defeito existente.
Características do método de reflexão de pulso ultrassônico de exibição Tipo A
Âmbito de aplicação
É aplicável a várias peças feitas de metais, não metais e materiais compósitos.
a) Inspeção de matérias-primas e componentes: placas de aço, peças forjadas de aço, placas de alumínio e ligas de alumínio, placas de titânio e ligas de titânio, placas compostas, tubos de aço sem costura, etc.
b) Inspeção de juntas de soldagem de topo: juntas de topo de aço (incluindo soldas angulares de assento de tubo, juntas de soldagem em forma de T, suportes e peças estruturais), juntas de topo de alumínio e liga de alumínio.
A imagem a seguir é uma junta de topo de aço: Junta de soldagem em forma de T.
Vantagens do método de reflexão de pulso ultrassônico com display Tipo A
a) Forte capacidade de penetração, capaz de detectar defeitos internos em peças com ampla faixa de espessuras. Para materiais metálicos, ele pode inspecionar tubos e placas de paredes finas com espessura de 1 a 2 mm, bem como peças forjadas de aço com vários metros de comprimento.
b) Localização precisa do defeito.
c) Alta taxa de detecção para defeitos do tipo área.
d) Alta sensibilidade, capaz de detectar defeitos muito pequenos no interior da peça. A sensibilidade teórica do teste ultrassônico é cerca de metade do comprimento de onda ultrassônico. Para peças de aço inspecionadas com uma sonda ultrassônica angular de frequência de 2,5 MHz, a sensibilidade é de cerca de 0,65 mm.
e) Baixo custo de inspeção, velocidade rápida, equipamento portátil, inofensivo ao homem e ao meio ambiente, conveniente para uso no local.
Limitações do método de reflexão de pulso ultrassônico de exibição Tipo A
a) Mais estudos são necessários para qualificar e quantificar com precisão os defeitos nas peças.
b) É difícil realizar testes ultrassônicos em peças com formatos complexos ou formatos externos irregulares.
c) A posição, orientação e formato do defeito têm certo impacto nos resultados do teste.
d) O material e o tamanho do grão da peça afetam muito o teste.
e) Os resultados do teste não são intuitivos e não há registro direto de testemunhas dos resultados do teste.
4. Vantagens dos testes ultrassônicos:
- Possui alta capacidade de penetração; por exemplo, ele pode detectar aço com eficácia até uma profundidade de mais de 1 metro.
- Possui alta sensibilidade para detectar defeitos planares, como rachaduras e camadas intermediárias, e pode medir a profundidade e o tamanho relativo dos defeitos.
- O equipamento é portátil, seguro de operar e fácil de usar para inspeção automática.
5. Desvantagens:
Inspecionar uma peça de trabalho com formato complexo é um desafio, principalmente quando a superfície que está sendo inspecionada exige um certo grau de acabamento. Para garantir o acoplamento acústico completo, um agente de acoplamento deve ser utilizado para preencher o espaço entre a sonda e a superfície que está sendo inspecionada.
3. Teste de partículas magnéticas (MT)
Para começar, vamos compreender o princípio por trás dos testes de partículas magnéticas.
Quando materiais ferromagnéticos e peças de trabalho são magnetizados, a presença de descontinuidade faz com que as linhas magnéticas de força sobre e perto da superfície da peça de trabalho fiquem distorcidas localmente, criando um campo de vazamento magnético. Este campo atrai as partículas magnéticas que são aplicadas à superfície da peça, resultando em marcas magnéticas visíveis que revelam a posição, forma e tamanho de qualquer descontinuidade quando visualizadas sob iluminação adequada.
O Teste de Partículas Magnéticas (MPT), comumente abreviado como MT por especialistas da indústria, é um método de teste não destrutivo bem estabelecido. Ele encontra ampla aplicação em vários campos, como aeroespacial, armamento, construção naval, ferrovias, automotivo, petróleo e gás, indústria química, vasos de pressão de caldeiras e tubulações de pressão.
A principal aplicação do teste de partículas magnéticas é detectar defeitos geométricos macroscópicos na superfície e próximo à superfície de peças ferromagnéticas, como porosidade superficial e rachaduras.
1. Métodos de inspeção de partículas magnéticas
Com base em diferentes características, o teste de partículas magnéticas pode ser dividido em vários métodos:
(1) De acordo com o tempo de aplicação das partículas magnéticas, pode ser dividido em: Método Contínuo e Método Residual.
a) Método Contínuo: Aplicação de pó magnético enquanto magnetiza a peça.
b) Método Residual: Primeiramente magnetizando a peça, e após interromper a magnetização, utiliza-se o magnetismo residual da peça, seguido da aplicação do pó magnético.
(2) Com base nos materiais de exibição, pode ser dividido em: Método Fluorescente e Método Não Fluorescente.
a) Método Fluorescente: Utilização de pó magnético fluorescente para observar traços magnéticos sob uma lâmpada de luz negra.
b) Método Não Fluorescente: Utiliza pó magnético comum preto ou vermelho para observar traços magnéticos em condições normais de iluminação.
(3) De acordo com o transportador do pó magnético, ele pode ser dividido em: Método Úmido e Método Seco.
a) Método úmido: O transportador do pó magnético é líquido (óleo ou água).
b) Método Seco: Aplicado diretamente na forma de pó seco sobre a peça, este método só é utilizado em circunstâncias especiais.
Por exemplo, a inspeção por partículas magnéticas de soldas de vasos de pressão em geral empregaria: Método Úmido + Método Não Fluorescente + Método Contínuo. Isso significa que dispersaremos o pó magnético preto ou vermelho em um transportador de água ou óleo (isto é, suspensão magnética) sob condições normais de iluminação e aplicaremos a suspensão magnética enquanto magnetizamos a solda, observando a formação de traços magnéticos simultaneamente.
Abaixo está uma aplicação típica do Método Úmido + Método Não Fluorescente + Método Contínuo na inspeção de partículas magnéticas. O processo envolve magnetização por meio de uma máquina de jugo magnético cruzado, combinada com pó magnético preto.
O diagrama a seguir ilustra a detecção de defeitos de trinca usando inspeção por partículas magnéticas na solda de topo circunferencial de um tanque esférico. Os traços magnéticos são grandes e claros.
A imagem abaixo mostra um tubo de solda de topo. Os traços magnéticos não são tão aparentes como na imagem anterior. Você ainda consegue identificá-los?
2. Princípio de inspeção de partículas magnéticas
A inspeção de partículas magnéticas utiliza essencialmente as mudanças no magnetismo do material.
Quando uma peça ferromagnética é magnetizada, se o material da peça for contínuo e uniforme, as linhas de indução magnética na peça ficarão amplamente confinadas dentro da peça, com quase nenhuma linha de indução magnética saindo ou entrando na peça a partir da superfície inspecionada, resultando em nenhum campo magnético de vazamento significativo. Como mostrado abaixo:
(1) Nenhum campo magnético de vazamento
Quando houver descontinuidades na superfície da peça que cortam as linhas de força magnética, devido à baixa condutividade magnética e alta resistência magnética das peças descontínuas, as linhas de indução magnética mudarão seus caminhos.
A maior parte do fluxo magnético de caminho alterado passará através da peça de trabalho a partir da parte inferior da descontinuidade da resistência magnética.
Quando a intensidade de indução magnética da peça de trabalho é relativamente alta, a parte inferior da peça de trabalho na descontinuidade não pode aceitar mais fluxo magnético, ou quando o tamanho da descontinuidade é grande, algum fluxo magnético escapará da descontinuidade e cruzará a parte superior da descontinuidade antes de entrar novamente na peça de trabalho.
Esse vazamento de fluxo magnético fará com que as partes de ambos os lados da descontinuidade se polarizem, formando o chamado campo magnético de vazamento. Como mostrado abaixo:
(2) Campo Magnético de Vazamento Existente
Princípio básico da inspeção de partículas magnéticas: Após a magnetização da peça de trabalho, se houver descontinuidades (como rachaduras) na superfície e próximo à superfície da peça de trabalho, um campo magnético de vazamento (ou seja, campo magnético de vazamento) se formará na superfície de as partes descontínuas.
Ao atrair e reunir as partículas magnéticas aplicadas durante o processo de inspeção através do campo magnético de vazamento, traços magnéticos são eventualmente formados, o que pode fornecer uma exibição da localização, forma e tamanho do defeito.
3. Características da Inspeção de Partículas Magnéticas
(1) Escopo de Aplicação
A inspeção por partículas magnéticas pode ser usada para inspecionar matérias-primas e produtos semiacabados, como chapas, perfis, tubos e peças forjadas. Ele também pode ser usado para inspeção final e em processo de peças de aço forjado, peças soldadas e peças de aço fundido durante a fabricação. Além disso, pode ser usado para inspeção em serviço de máquinas importantes, vasos de pressão, tanques de armazenamento de óleo e outras instalações industriais.
(2) Vantagens da Inspeção de Partículas Magnéticas
a) Ele fornece uma exibição intuitiva da forma, localização, tamanho e gravidade do defeito e pode determinar aproximadamente a natureza do defeito.
b) Possui alta sensibilidade. Os traços magnéticos formados pelo acúmulo de partículas magnéticas nos defeitos têm efeito amplificador. Ele pode detectar uma largura mínima de defeito de aproximadamente 0,1 μm e descobrir microfissuras de cerca de 10 μm de profundidade.
c) Possui boa adaptabilidade, é quase ilimitado pelo tamanho e formato da peça de teste e, através da adoção abrangente de vários métodos de magnetização, defeitos em todas as direções da peça podem ser detectados.
d) A velocidade de inspeção é rápida, o processo é simples, a operação é conveniente, a eficiência é alta e o custo é baixo.
(3) Limitações da Inspeção de Partículas Magnéticas
a) Ele só pode ser usado para inspecionar materiais ferromagnéticos, como aço carbono e ligas de aço estrutural, e não pode ser usado para inspecionar materiais não ferromagnéticos, como magnésio, alumínio, cobre, titânio e aço inoxidável austenítico.
b) Só pode ser usado para detectar defeitos superficiais e próximos à superfície e não pode detectar defeitos enterrados muito profundamente. A profundidade enterrada de defeitos subterrâneos detectáveis geralmente não excede 1 ~ 2 mm.
c) É difícil determinar quantitativamente a profundidade do sepultamento do defeito e a altura do próprio defeito.
d) O método de inspeção visual é comumente usado para verificar defeitos. O julgamento e interpretação de traços magnéticos requerem experiência técnica e qualidade.
Pode ser um desafio identificar arranhões superficiais na superfície, buracos profundos que estão enterrados e delaminação e dobras com um ângulo inferior a 20° em relação à superfície da peça.
4. Teste Penetrante (PT)
O Ensaio Penetrante (TP), um dos primeiros métodos de Ensaio Não Destrutivo (END) na indústria, é amplamente utilizado em vários campos da indústria moderna devido à sua simplicidade e facilidade de operação.
1. Aplicações de testes penetrantes
É usado para inspecionar defeitos de abertura superficial, como rachaduras superficiais, em peças metálicas (aço, ligas de alumínio, ligas de magnésio, ligas de cobre, ligas resistentes ao calor, etc.) e não metálicas (plástico, cerâmica, etc.).
Durante a fabricação e operação de produtos industriais, podem ocorrer rachaduras superficiais com largura de vários micrômetros. Estudos em mecânica de fratura mostraram que, sob condições adversas de trabalho, essas pequenas rachaduras podem ser fontes de falha do equipamento.
2. Métodos de Teste Penetrante
Com base em diferentes características, o Teste de Penetrante pode ser dividido em vários métodos diferentes:
Por materiais de exibição, pode ser dividido em métodos fluorescentes e não fluorescentes. O primeiro é chamado de “Teste de Penetrante Fluorescente” e o último é chamado de “Teste de Penetrante de Cor”.
Um diagrama esquemático típico de defeitos em testes de penetração fluorescente.
Microfissuras invisíveis a olho nu tornam-se especialmente perceptíveis como fluorescência verde-amarelada sob a irradiação de uma lâmpada UV após o teste de penetração fluorescente, conforme mostrado no diagrama abaixo:
3. Princípio do Teste Penetrante
O teste penetrante utiliza fundamentalmente a energia superficial dos líquidos.
Quando um líquido entra em contato com uma interface sólida, ocorre um dos três fenômenos a seguir, com θ denotando o ângulo de contato, conforme ilustrado abaixo:
(a) θ=0°, umedecimento completo;
(b) θ＜90°, umedecimento parcial;
(c) θ>90°, sem molhamento.
Para um determinado líquido, quanto menor a tensão superficial, menos trabalho é necessário para superar esta força quando o líquido se espalha pela interface, resultando em melhor umedecimento.
—Tensão superficial é a tensão que atua ao longo da superfície de qualquer linha limite causada por forças moleculares desequilibradas na camada superficial do líquido.
Fenômeno Capilar:
Isto é observado quando um líquido molha um tubo capilar ou um objeto com lacunas minúsculas, e o líquido flui ao longo dessas pequenas fendas.
Se um líquido puder molhar um tubo capilar, o líquido sobe no tubo. Quanto menor for o diâmetro interno do tubo, maior será o nível da água dentro dele. Por exemplo, a água sobe dentro de um tubo capilar de vidro, semelhante à água que penetra no capilar.
Se um líquido não consegue molhar um tubo capilar, o nível do líquido diminui no tubo. Por exemplo, o mercúrio (Hg) dentro de um tubo capilar de vidro faz com que o nível do líquido caia.
Princípio Básico de Teste Penetrante:
Devido ao fenômeno capilar, quando as pessoas aplicam um penetrante contendo corantes fluorescentes ou coloridos na superfície de uma peça de teste, o penetrante penetra em vários pequenos defeitos abertos na superfície (pequenas aberturas são semelhantes a capilares, e o penetrante penetra em pequenos defeitos é semelhante ao fenômeno de umedecimento). Depois de remover o excesso de penetrante aderido à superfície da peça de teste e secar, os reveladores são aplicados. Sob a ação capilar, o penetrante nos defeitos é reabsorvido na superfície da peça de teste, criando uma exibição amplificada dos defeitos. A inspeção visual pode então ser usada para observar a forma, o tamanho e a distribuição dos defeitos.
4. Características do teste de penetração
- Formulários
O teste de penetração pode ser aplicado para detectar defeitos superficiais em uma variedade de materiais metálicos e não metálicos, tanto magnéticos quanto não magnéticos. Com exceção de materiais porosos, que são difíceis ou impossíveis de testar, este método pode ser utilizado em praticamente qualquer material para identificar defeitos superficiais, produzindo resultados satisfatórios.
- Vantagens do teste de penetração
(a) Não é limitado pelas propriedades magnéticas, formato, tamanho, composição estrutural, composição química ou orientação do defeito da peça que está sendo testada. Uma única operação pode detectar defeitos em todas as direções.
(b) A operação é simples e o equipamento é direto.
(c) A exibição do defeito é intuitiva e altamente sensível.
- Limitações do teste de penetração
(a) Ele só pode detectar defeitos superficiais em materiais. Para defeitos ocultos nos materiais, o teste de penetração é impotente. Deve-se notar que devido à dificuldade de interpretação de imagens de defeitos em materiais porosos, o teste de penetração não é adequado para defeitos superficiais nestes materiais.
(b) Os componentes do penetrante podem ser corrosivos para a peça de teste, portanto é necessário um controle rigoroso de oligoelementos como enxofre e sódio.
(c) Os solventes orgânicos utilizados nos penetrantes são voláteis e os corantes industriais podem ser tóxicos, necessitando de medidas de proteção contra a inalação.
5. Teste de raios X
O teste radiográfico é usado porque os raios X são absorvidos de maneira diferente por diferentes substâncias e espessuras, resultando em intensidades variadas de raios X que passam pelo objeto irradiado.
Quando o filme negativo é colocado no lado oposto do objeto irradiado, gráficos correspondentes são gerados devido às diferentes intensidades de raios X.
Com base nas imagens resultantes, o avaliador do filme pode determinar se existem defeitos no interior do objeto e a natureza desses defeitos.
Aplicabilidade e limitações dos testes radiográficos:
- É sensível na detecção de defeitos volumétricos e facilita a caracterização de defeitos.
- As radiografias são fáceis de reter e rastrear.
- Eles fornecem exibição visual da forma e do tipo de defeitos.
- No entanto, existem limitações para este método, uma vez que não pode determinar a profundidade enterrada dos defeitos e tem uma espessura de detecção limitada. Além disso, os negativos requerem lavagem especial, o que é prejudicial ao corpo humano e pode custar caro.
6. Teste de correntes parasitas (ET)
O Ensaio por Correntes Parasitas (ET) ocupa uma posição significativa no campo dos Ensaios Não Destrutivos (END). Desempenha um papel cada vez mais importante em vários setores, como aeroespacial, metalurgia, maquinaria, energia elétrica, indústria química e energia nuclear.
1. Aplicações de testes de correntes parasitas
Este método é usado para detectar defeitos geométricos macroscópicos na superfície e próximo à superfície de materiais metálicos condutores, bem como para medição de espessura de revestimento.
2. Métodos de teste de correntes parasitas
Com base em diferentes características, o teste de correntes parasitas pode ser dividido em vários métodos:
1) Classificação pela forma da bobina de teste:
a) Tipo externo: A amostra de teste é colocada dentro da bobina para teste, adequada para detectar defeitos na parede externa de tubos, hastes e fios.
b) Tipo interno: O teste é realizado dentro do tubo, especificamente para inspecionar defeitos na parede interna de tubos de paredes espessas ou furos perfurados.
c) Tipo de sonda: Colocada na superfície da amostra para teste, adequada não apenas para placas, hastes e tubos de grande diâmetro de formato simples, mas também para peças mecânicas de formato complexo.
2) Classificação pela estrutura da bobina de teste:
a) Método absoluto: A bobina consiste em uma única bobina.
b) Método diferencial: Consiste em duas bobinas conectadas de forma oposta.
c) Método de autocomparação: Múltiplas bobinas são enroladas em torno de um único quadro.
d) Método de comparação padrão: Enrolado em torno de duas armações, uma bobina contém uma amostra padrão, a outra é usada para testes reais.
3) Classificação pela ligação elétrica da bobina de teste:
a) Método de autoindução: A bobina de teste utiliza um único enrolamento para excitação e detecção.
b) Método de indução mútua: O enrolamento de excitação e o enrolamento de detecção são separados.
c) Tipo de parâmetro: A própria bobina é um componente do circuito.
3. Princípio do teste de correntes parasitas:
A essência do teste de correntes parasitas é a utilização do princípio da indução eletromagnética.
Independentemente da causa, qualquer alteração no fluxo magnético que passa pelo circuito fechado gerará uma corrente no circuito. Este fenômeno de excitação de uma corrente devido a mudanças no fluxo magnético na espira é chamado de indução eletromagnética, e a corrente produzida na espira é chamada de corrente induzida.
O circuito contém duas bobinas mutuamente acopladas. Se for aplicada corrente alternada à bobina primária, uma corrente induzida é gerada na bobina secundária sob a ação da indução eletromagnética. Por outro lado, a corrente induzida afetará a relação entre a corrente e a tensão na bobina primária, conforme mostrado na figura abaixo.
4. Características do teste de correntes parasitas:
- Faixa de aplicação:
a) Inspeção de Processo e Teste do Produto Final: Controle de qualidade durante o processo de fabricação, ou eliminação de produtos acabados defeituosos.
b) Inspeção em serviço: Inspeção regular de componentes mecânicos e tubos de troca de calor, etc.
c) Outras Aplicações: Medição de espessura de chapas e revestimentos metálicos, classificação de materiais e medição de condutividade elétrica, etc.
- Vantagens do teste de correntes parasitas:
a) A inspeção não requer contato com a peça ou agente de acoplamento, podendo ser realizada em altas temperaturas. Enquanto isso, a sonda pode ser estendida para áreas remotas para inspeção, inspecionando efetivamente áreas estreitas e paredes profundas da peça de trabalho.
b) Possui alta sensibilidade para detecção de defeitos superficiais e próximos à superfície.
c) A inspeção automatizada eficiente e de alta velocidade de tubos, hastes e fios é fácil de conseguir. Os resultados da inspeção podem ser processados digitalmente e depois armazenados, reproduzidos e os dados processados.
- Limitações do teste de correntes parasitas:
a) É aplicável apenas à inspeção de materiais metálicos condutores ou materiais não metálicos que possam induzir correntes parasitas.
b) É adequado apenas para detectar defeitos superficiais e próximos à superfície da peça de trabalho e não pode detectar defeitos internos profundos da peça de trabalho.
c) Existem muitos fatores que afetam o efeito das correntes parasitas. Atualmente, a identificação qualitativa e quantitativa de defeitos ainda é relativamente desafiadora.
Concluindo
Em resumo, a detecção de falhas por ultrassom e raios X é eficaz para detectar defeitos internos. As ondas ultrassônicas são adequadas para peças com formatos regulares acima de 5 mm. No entanto, os raios X não conseguem localizar a profundidade dos defeitos e envolvem radiação.
Os testes de partículas magnéticas e penetrantes são úteis para detectar defeitos superficiais nas peças testadas. A inspeção por partículas magnéticas é limitada à detecção de materiais magnéticos, enquanto a inspeção por líquido penetrante é adequada apenas para detectar defeitos de abertura de superfície.
