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Ensaio por líquidos penetrantes
Tipologia: Resumos
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Depois do ensaio visual, o ensaio por líqüidos penetrantes é o ensaio não destrutivo mais antigo. Ele teve início nas ofici- nas de manutenção das estradas de ferro, em várias partes do mundo. Naquela época, começo da era industrial, não se tinha co- nhecimento do comportamento das descontinuidades exis- tentes nas peças. E quando estas eram colocadas em uso, expostas a esforços de tração, compressão, flexão e, princi- palmente, esforços cíclicos, acabavam se rompendo por fadiga. Era relativamente comum o aparecimento de trincas e até a ruptura de peças de vagões, como eixos, rodas, partes ex- cêntricas etc., sem que os engenheiros e projetistas da épo- ca pudessem determinar a causa do problema. Algumas trincas podiam ser percebidas, mas o ensaio visual não era suficiente para detectar todas elas, pela dificuldade de limpeza das peças. Foi desenvolvido então um método especial não destrutivo para detectar rachaduras em peças de vagões e locomoti- vas, chamado de método do óleo e giz. Neste método, as peças, depois de lavadas em água ferven- do ou com uma solução de soda cáustica, eram mergulha- das num tanque de óleo misturado com querosene, no qual ficavam submersas algumas horas ou até um dia inteiro, até que essa mistura penetrasse nas trincas porventura existen- tes nas peças. Depois desta etapa, as peças eram removidas do tanque, limpas com estopa embebida em querosene e colocadas para secar. Depois de secas, eram pintadas com uma mistu- ra de giz moído e álcool; dessa pintura resultava uma cama- da de pó branco sobre a superfície da peça. Em seguida, martelavam-se as peças, fazendo com que a mistura de óleo e querosene saísse dos locais em que houvesse trincas, manchando a pintura de giz e tornando as trincas visíveis. Este teste era muito passível de erros, pois não havia qual- quer controle dos materiais utilizados - o óleo, o querosene e o giz. Além disso, o teste não conseguia detectar pequenas trincas e defeitos subsuperficiais. Testes mais precisos e confiáveis só apareceram por volta de 1930, quando o teste do “óleo e giz” foi substituído pelo de partículas magnéticas. Somente em 1942, nos Estados Unidos, Roberto C. Switzer, aperfeiçoando o teste do “óleo e giz”, desenvolveu a técnica de líqüidos penetrantes, pela necessidade que a indústria aeronáutica americana tinha de testar as peças dos aviões, que são até hoje fabricadas com ligas de metais não ferro- sos, como alumínio e titânio, e que, conseqüentemente, não podem ser ensaiados por partículas magnéticas. Agora que você já está por dentro da história deste importan- te ensaio, vamos conhecer a sua técnica. Descrição do ensaio Hoje em dia, o ensaio por líqüidos penetrantes, além de ser aplicado em peças de metais não ferrosos, também é utiliza- do para outros tipos de materiais sólidos, como metais ferro- sos, cerâmicas vitrificadas, vidros, plásticos e outros que não sejam porosos. Sua finalidade é detectar descontinuidades abertas na superfície das peças, como trincas, poros, do- bras, que não sejam visíveis a olho nu. O ensaio consiste em aplicar um líqüido penetrante sobre a superfície a ser ensaiada. Após remover o excesso da super- fície, faz-se sair da descontinuidade o líqüido penetrante retido, utilizando-se para isso um revelador. A imagem da descontinuidade, ou seja, o líqüido penetrante contrastando com o revelador, fica então visível. Vamos agora conhecer as etapas deste ensaio: a) Preparação e limpeza da superfície A limpeza da superfície a ser ensaiada é fundamental para a revelação precisa e confiável das descontinuidades porven- tura existentes na superfície de ensaio. O objetivo da limpeza é remover tinta, camadas protetoras, óxidos, areia, graxa, óleo, poeira ou qualquer resíduo que impeça o penetrante de entrar na descontinuidade. Para remover esses resíduos sem contaminar a superfície de ensaio utilizam-se solventes, desengraxantes ou outros meios apropriados. A Tabela 1 apresenta alguns contami- nantes, descreve seus efeitos e indica possíveis soluções para limpeza e correção da superfície de exame.
Tabela 1 – Contaminantes e sua remoção Contaminante ou condição su- perficial Efeito Solução
Podemos dizer que a principal vantagem deste método é sua simplicidade, pois é fácil interpretar seus resultados. O treinamento é simples e requer pouco tempo do opera- dor. Não há limitações quanto ao tamanho, forma das peças a serem ensaiadas, nem quanto ao tipo de material. O ensaio pode revelar descontinuidades extremamente finas, da ordem de 0,001mm de largura, totalmente imper- ceptíveis a olho nu. Limitações O ensaio só detecta descontinuidades abertas e superfi- ciais, já que o líqüido tem de penetrar na descontinuidade. Por esta razão, a descontinuidade não pode estar preenchi- da com qualquer material estranho. A superfície do material a ser examinada não pode ser porosa ou absorvente, já que não conseguiríamos remover totalmente o excesso de penetrante, e isso iria mascarar os resultados. O ensaio pode se tornar inviável em peças de geometria complicada, que necessitam de absoluta limpeza após o ensaio, como é o caso de peças para a indústria alimentícia, farmacêutica ou hospitalar. O líqüido penetrante é formado pela mistura de vários líqüi- dos, e deve apresentar uma série de características, indis- pensáveis ao bom resultado do ensaio. Vejamos quais são essas características:
grandes;
superfície de ensaio;
to ao calor, luz branca ou luz negra;
sua embalagem;
l) não deve ser tóxico; m) não deve evaporar ou secar rapidamente; n) em contato com o revelador, deve sair em pouco tempo da cavidade onde tiver penetrado. Como você viu, ser um líqüido penetrante não é tão simples assim. É bom saber que nenhuma dessas características, por si só, determina a qualidade do líqüido penetrante: a qualidade depende da combinação destas características. Os líqüidos penetrantes são classificados quanto à visibilida- de e quanto ao tipo de remoção de excesso. Quanto à visibilidade podem ser: Fluorescentes (método A) Constituídos por substâncias naturalmente fluorescentes, são ativados e processados para apresentarem alta fluores- cência quando excitados por raios ultravioleta (luz negra). Visíveis coloridos (método B) Esses penetrantes são geralmente de cor vermelha, para que as indicações produzam um bom contraste com o fundo branco do revelador. Quanto ao tipo de remoção do excesso, podem ser: Laváveis em água Os líqüidos penetrantes deste tipo são elaborados de tal maneira que permitem a remoção do excesso com água; esta operação deve ser cuidadosa; se for demorada ou se for empregado jato de água, o líqüido pode ser removido do interior das descontinuidades. Pós-emulsificáveis Neste caso, os líqüidos penetrantes são fabricados de ma- neira a serem insolúveis em água. A remoção do excesso é facilitada pela adição de um emulsificador, aplicado em separado. Este combina-se com o excesso de penetrante, formando uma mistura lavável com água. Emulsificador é um composto químico complexo que, uma vez misturado ao líqüido penetrante à base de óleo, faz com que o penetrante seja lavável pela água. Ele é utilizado na fase de remoção do excesso. Removíveis por solventes Estes tipos de líqüidos penetrantes são fabricados de forma a permitir que o excesso seja removido com pano seco, papel-toalha ou qualquer outro material absorvente que não solte fiapo, até que reste uma pequena quantidade de líqüido na superfície de ensaio; esta deve ser então removida com um solvente removedor apropriado. A combinação destas cinco características gera seis opções diferentes para sua utilização. Veja o quadro abaixo. Remoção de penetrantes Tipo de remoção Método (^) Água Pós- emulsificável Solvente “A” fluorescentes
visíveis coloridos
Quais deles devemos escolher? Diante de tantos tipos de penetrantes, como saber qual o mais adequado? Aí vão algumas dicas: Penetrante fluorescente lavável com água Esse método é bom para detectar quase todos os tipos de defeitos, menos arranhaduras ou defeitos rasos. Pode ser utilizado em peças não uniformes e que tenham superfície rugosa; confere boa visibilidade. É um método simples e econômico. Penetrante fluorescente pós-emulsificável É mais brilhante que os demais, tem grande sensibilidade para detectar defeitos muitos pequenos e/ou muito abertos e rasos. É um método muito produtivo, pois requer pouco tem- po de penetração e é facilmente lavável, mas é mais caro que os outros.
Penetrante visível (lavável por solvente, em água ou pós-emulsificável) Estes métodos são práticos e portáteis, dispensam o uso de luz negra, mas têm menos sensibilidade para detectar defei- tos muito finos; a visualização das indicações é limitada. As características dos penetrantes sem dúvida nos ajudarão a escolher o método mais adequado para um determinado ensaio, porém o fator mais importante a ser considerado são os requisitos de qualidade que devem constar na especifica- ção do produto. É com base nestes requisitos que devemos escolher o mé- todo. Não se pode simplesmente estabelecer que todas as descontinuidades devem ser detectadas, pois poderíamos escolher um método mais caro que o necessário. Precisa- mos estar conscientes de que a peça deve estar livre de defeitos que interfiram na utilização do produto, ocasionando descontinuidades reprováveis. Com base nesses aspectos, um método mais simples e barato pode ser também eficiente para realizar o ensaio. O revelador é aquele talco que suga o penetrante das des- continuidades para revelá-las ao inspetor; além de cumprir esta função, deve ser capaz de formar uma indicação a partir de um pequeno volume de penetrante retido na descontinui- dade, e ter capacidade de mostrar separadamente duas ou mais indicações próximas. Para atender a todas estas carac- terísticas, tem de possuir algumas propriedades. Vamos conhecê-las.
favorecem a ação de mata-borrão;
promovendo assim o contraste;
e uniforme;
Como ocorre com os líqüidos penetrantes, existem também no mercado vários tipos de reveladores, para diversos tipos de aplicação. O critério de escolha deve ser similar ao do líqüido penetrante. Os reveladores são classificados da seguinte maneira:
São constituídos de uma mistura fofa de sílica e talco que deve ser mantida seca. São indicados para uso em sistemas estacionários ou automáticos. Vêm caindo em desuso devido à falta de confiabilidade para detectar defeitos pequenos.
Neste tipo de revelador, o pó misturado com água pode ser aplicado por imersão, derramamento ou aspersão (borrifa- mento). Após a aplicação, as peças são secas com secador de cabelo, ou em fornos de secagem.
Neste caso, o talco está misturado com solventes-nafta, álcool ou solventes à base de cloro. Eles são aplicados com aerossol ou pistola de ar comprimido, em superfícies secas. A função principal desse revelador é proporcionar um fundo de contraste branco para os penetrantes visíveis, resultando em alta sensibilidade.
É constituído por uma película adesiva plástica contendo um revelador que traz o líqüido penetrante para a superfície. À medida que a película seca, formam-se as indicações das descontinuidades. Este método permite que, após o ensaio, possa destacar-se a película da superfície e arquivá-la. Dica Hoje já existem no mercado kits que fornecem o produto de limpeza (solvente), o líqüido penetrante e um revelador. Estes kits são de grande valia, pois facilitam muito a vida do inspetor. Mas devemos consultar as especificações de en- saio para poder escolher o kit com os produtos mais ade- quados. Exercícios Marque com um X a resposta correta: