Baixe O que são END e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity!
O que são END
• Ensaios Não Destrutivos – END
Os Ensaios Não Destrutivos (END) são técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem danificá-los, sendo executados nas etapas de fabricação, construção, montagem e manutenção.
Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidade da inspeção. São largamente utilizadas nos setores petróleo/petroquímico, químico, aeronáutico, aeroespacial, siderúrgico, naval, eletromecânico, papel e celulose, entre outros. Contribuem para a qualidade dos bens e serviços, redução de custo, preservação da vida e do meio ambiente, sendo fator de competitividade para as empresas que os utilizam.
Os END incluem métodos capazes de proporcionar informações a respeito do teor de defeitos de um determinado produto, das características tecnológicas de um material, ou ainda, da monitoração da degradação em serviço de componentes, equipamentos e estruturas.
Os métodos mais usuais de END são: ensaio visual, líquido penetrante, partículas magnéticas, ultra-som, radiografia (Raios X e Gama), correntes parasitas, análise de vibrações, termográfica, emissão acústica, estanqueidade e análise de deformações.
Para obter resultados satisfatórios e válidos, os seguintes itens devem ser considerados como elementos fundamentais para os resultados destes ensaios:
- Pessoal treinado, qualificado e certificado
- Equipamentos calibrados
- Procedimentos de execução de ensaios qualificados com base em normas e critérios de aceitação previamente definidos e estabelecido.
Além do uso industrial, tem crescido significativamente a aplicação dos END para a conservação de obras de arte, assim como na agropecuária - controle da camada de gordura de bovinos e suínos - e a própria utilização, largamente difundida, na medicina.
Comparativamente, podemos afirmar que o "controle da qualidade" que o médico faz de um corpo humano na avaliação da saúde ou da patologia de um paciente, é o mesmo aplicado na indústria, só que para materiais e produtos.
Correntes Parasitas
O campo magnético gerado por uma sonda ou bobina alimentada por corrente alternada produz correntes induzidas (correntes parasitas) na peça sendo ensaiada. O fluxo destas correntes depende das características do metal.
Praticamente as "bobinas" de teste tem a forma de canetas ou sensores que passadas por sobre o material detectam trincas ou descontinuidades superficiais, ou ainda, podem ter a forma de circular, oval ou quadrada por onde passa o material. Neste caso detectam-se descontinuidades ou ainda as características físico-químicas da amostra.
A presença de descontinuidades superficiais e sub-superficiais (trincas, dobras ou inclusões), assim como mudanças nas características físico-químicas ou da estrutura do material (composição química, granulação, dureza, profundidade de camada endurecida, tempera, etc.) alteram o fluxo das correntes parasitas, possibilitando a sua detecção.
O ensaio por correntes parasitas se aplica em metais tanto ferromagnéticos como não ferromagnéticos, em produtos siderúrgicos (tubos, barras e arames), em auto-peças (parafusos, eixos, comandos, barras de direção, terminais, discos e panelas de freio), entre outros. O método se aplica também para detectar trincas de fadiga e corrosão em componentes de estruturas aeronáuticas e em tubos instalados em trocadores de calor, caldeiras e similares.
É um método limpo e rápido de ensaios não destrutivos, mas requer tecnologia e prática na realização e interpretação dos resultados. Tem baixo custo operacional e possibilita automatização a altas velocidades de inspeção.
A inspeção por meio do Ensaio Visual é uma das mais antigas atividades nos setores industriais, e é o primeiro ensaio não destrutivo aplicado em qualquer tipo de peça ou componente, e está freqüentemente associado a outros ensaios de materiais.
Utilizando uma avançada tecnologia, hoje a inspeção visual é um importante recurso na verificação de alterações dimensionais, padrão de acabamento superficial e na observação de descontinuidades superficiais visuais em materiais e produtos em geral, tais como trincas, corrosão, deformação, alinhamento, cavidades, porosidade, montagem de sistemas mecânicos e muitos outros.
A inspeção de peças ou componentes que não permitem o acesso direto interno para sua verificação (dentro de blocos de motores, turbinas, bombas , tubulações, etc), utilizam-se de fibras óticas conectadas a espelhos ou microcâmeras de TV com alta resolução, alem de sistemas de iluminação, fazendo a imagem aparecer em oculares ou em um monitores de TV. São soluções simples e eficientes, conhecidas como técnica de inspeção visual remota.
Na aviação, o ensaio visual é a principal ferramenta para inspeção de componentes para verificação da sua condição de operação e manutenção.
Não existe nenhum processo industrial em que a inspeção visual não esteja presente. Simplicidade de realização e baixo custo operacional são as características deste método, mas que mesmo assim requer uma técnica apurada, obedece a sólidos requisitos básicos que devem ser conhecidos e corretamente aplicados.
Ultra-Som
Detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenômeno de reflexão de ondas acústicas quando encontram obstáculos à sua propagação, dentro do material.
Um pulso ultra sônico é gerado e transmitido através de um transdutor especial, encostado ou acoplado ao material. Os pulsos ultra sônicos refletidos por uma descontinuidade, ou pela superfície oposta da peça, são captados pelo transdutor, convertidos em sinais eletrônicos e mostrados na tela LCD ou em um tubo de raios catódicos (TRC) do aparelho.
Os ultra sons são ondas acústicas com freqüências acima do limite audível. Normalmente, as freqüências ultra sônicas situam-se na faixa de 0,5 a 25 Mhz.
Geralmente, as dimensões reais de um defeito interno podem ser estimadas com uma razoável precisão, fornecendo meios para que a peça ou componente em questão possa ser aceito, ou rejeitado, baseando-se em critérios de aceitação da norma aplicável. Utiliza-se ultra-som também para medir espessura e determinar corrosão com extrema facilidade e precisão.
As aplicações deste ensaio são inúmeras: soldas, laminados, forjados, fundidos, ferrosos e não ferrosos, ligas metálicas, vidro, borracha, materiais compostos, tudo permite ser analisado por ultra- som. Indústria de base (usinas siderúrgicas) e de transformação (mecânicas pesadas), indústria automobilística, transporte marítimo, ferroviário, rodoviário, aéreo e aeroespacial: todos utilizam ultra- som. Mesmo em hospitais: a primeira imagem de um feto humano é obtida por ultra-som!
Modernamente o ultra-som é utilizado na manutenção industrial, na detecção preventiva de vazamentos de líquidos ou gases, falhas operacionais em sistemas elétricos (efeito corona), vibrações em mancais e rolamentos, etc.
O ensaio ultra sônico é, sem sombra de dúvidas, o método não destrutivo mais utilizado e o que apresenta o maior crescimento, para a detecção de descontinuidades internas nos materiais.
O ensaio para vibrações mecânicas, em muitas fábricas, é um método indispensável na detecção prematura de anomalias de operação em virtude de problemas, tais como falta de balanceamento das partes rotativas, desalinhamento de juntas e rolamentos, excentricidade, interferência, erosão localizada, abrasão, ressonância, folgas, etc..
Um sensor piezoelétrico é acoplado ao mancal ou chassis da máquina ou componente em questão. Este sensor, através de um aparelho indica a quantidade e direção da vibração detectada. Bom conhecimento teórico e prático do operador, são essenciais ao sucesso do ensaio.
O método tem se provado particularmente útil na monitoração de operação mecânica de máquinas rotativas (ventiladores, compressores, bombas, turbinas, etc.), na detecção e reconhecimento da deterioração de rolamentos, no estudo de mau funcionamento típicos em maquinaria com regime cíclico de trabalho, laminadores, prensas, etc., e na análise de vibrações dos processos de trincamento, notadamente em turbinas e outras máquinas rotativas ou vibratórias.
Este método também permite uma grande confiabilidade na operação de instalações e na interrupção de uma máquina em tempo hábil, para substituição de peças desgastadas.
Na usinagem mecânica com ferramental sofisticado, a medição das vibrações é essencial para a melhoria da qualidade final do produto. 0 método é aplicado na engenharia civil para o estudo do comportamento das estruturas sujeitas a carregamento provocados por um tráfego de alta velocidade.
Ensaio de Análise de Vibrações é um método muito valioso, pois a identificação das falhas no monitoramento de máquinas e motores é feito por medições eletrônicas das vibrações, não percebidas por nossos ouvidos, eliminando assim a subjetividade do técnico.
Radiografia, Radioscopia e Gamagrafia
O método está baseado na mudança de atenuação da radiação eletromagnética (Raios-X ou Gama), causada pela presença de descontinuidades internas, quando a radiação passar pelo material e deixar sua imagem gravada em um filme, sensor radiográfico ou em um intensificador de imagem.
A radiografia foi o primeiro método de ensaio não destrutivo introduzido na indústria para descobrir e quantificar defeitos internos em materiais. Seu enorme campo de aplicação inclui o ensaio em soldas de chapas para tanques, navios, oleodutos, plataformas offshore; uma vasta aplicação em peças fundidas principalmente para as peças de segurança na indústria automobilística como porta- eixos, carcaças de direção, rodas de alumínio, airbags, assim como blocos de motores e de câmbio; produtos moldados, forjados, materiais compostos, plásticos, componentes para engenharia aeroespacial, etc... são outros exemplos.
- Raio-X Industrial abrange hoje varias técnicas:
Radiografia: é a técnica convencional via filme radiográfico, com gerador de Raio-X por ampola de metal cerâmica. Um filme mostra a imagem de uma posição de teste e suas respectivas descontinuidades internas
.
Mesma técnica tendo como fonte de radiação um componente radioativo , chamado de "isótopo radioativo " que pode ser o Irídio, Cobalto ou modernamente o Selênio.
Radioscopia: a peça é manipulada a distância dentro de uma cabine a prova de radiação, proporcionando uma imagem instantânea de toda peça em movimento, portanto tridimensional, através de um intensificador de imagem acoplado a um monitor de TV. Imagens da radioscopia agrupadas digitalmente de modo tridimensional em um software, possibilita um efeito de cortes mostrando as descontinuidades em três dimensões o que nada mais é do que uma tomografia industrial.
A radiografia também passou a ser realizada em processos dinâmicos (tempo real), como no movimento de projétil ainda dentro do canhão, fluxo metálico durante o vazamento na fundição, queima dos combustíveis dentro dos mísseis, operações de soldagem, etc.
O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado um dos melhores métodos de teste para a detecção de descontinuidades superficiais de materiais isentos de porosidade tais como: metais ferrosos e não ferrosos, alumínio, ligas metálicas, cerâmicas, vidros, certos tipos de plásticos ou materiais organo-sintéticos. Líquidos penetrantes também são utilizados para a detecção de vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.
O líquido penetrante é aplicado com pincel, pistola, ou com lata de aerossol ou mesmo imersão sobre a superfície a ser ensaiada , que então age por um tempo de penetração. Efetua-se a remoção deste penetrante da superfície por meio de lavagem com água ou remoção com solventes. A aplicação de um revelador (talco) irá mostrar a localização das descontinuidades superficiais com precisão e grande simplicidade embora suas dimensões sejam ligeiramente ampliadas.
Este método está baseado no fenômeno da capilaridade que é o poder de penetração de um líquido em áreas extremamente pequenas devido a sua baixa tensão superficial. O poder de penetração é uma característica bastante importante uma vez que a sensibilidade do ensaio é enormemente dependente do mesmo.
Descontinuidades em materiais fundidos tais como gota fria, trinca de tensão provocados por processos de têmpera ou revenimento, descontinuidades de fabricação ou de processo tais como trincas, costuras, dupla laminação, sobreposição de material ou ainda trincas provocadas pela
