APS - 6 periodo k

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| Ano 2021 
AVALIAÇÃO POR LÍQUIDO PENETRANTE EM UMA LIGA METÁLICA.
Aiub da Silva Bezerra - F045684
Aleander Victor Alves Anjos - N458AF5
Arlesson Pereira Batista - F01ICI2
Helio Bacelar Ribeiro - N494BD2
Isabella Silva e Silva - F062422
Roger Gabriel Ramiro de Carvalho - N5146F2
Yana Denise Silva Barbosa - D9560G7
Atividade Prática Supervisionada, Universidade Paulista – UNIP, CEP 69050-030, Manaus - AM, 
Resumo: Antigamente, tinha-se uma necessidade muito grande de se encontrar um método de ensaio que pudesse detectar certos defeitos em peças e materiais, defeitos esses que não eram vistos a olho nu. Só se sabia da existência dos mesmos com o rompimento das peças e do cisalhamento do material. O método por líquido penetrante surgiu exatamente para consumar esse problema, que trazia melhorias significativa nos meios de identificar os erros e descontinuidades de peças e materiais. Basicamente consiste em aplicar uma solução química a base de óleo com corantes e posteriormente o spray revelador que deixará evidentes os defeitos e descontinuidades do material em questão. Para obtenção dos resultados aqui apresentados, foram realizados ensaios em 7 peças, cada uma com características únicas, devido o uso e utilidade de cada uma. Através do ensaio, podemos observar que a maioria das peças apresentavam um tipo de descontinuidade linear ou arredondadas na superfície das peças. todavia, esperamos que este artigo possa ser útil para fins académicos e estudo, assim possibilitando melhor aprendizado e aprofundamento no estudo.
Palavra-chave: Ensaio não-destrutivo. Líquido Penetrante.
Abstract: in the past, there was a great need to find a test method that could detect certain defects in parts and materials, defects which were not seen with the naked eye. It was only known of their existence when the pieces were broken and the material was sheared. The liquid-penetrating method emerged precisely to consummate this problem, which brought about significant improvements in the means of identifying errors and discontinuities in parts and materials. It basically consists of applying an oil-based chemical solution with dyes and then a developer spray that will make the defects and discontinuities of the material in question evident. To obtain the results presented here, tests were carried out on 7 pieces, each with unique characteristics, due to the use and usefulness of each one. Through the test, we can see that most of the pieces had a type of linear or rounded discontinuity on the surface of the pieces. however, we hope that this article can be useful for academic and study purposes, thus enabling better learning and further study.
Keywords: Non-destructive rehearsal. Penetrating liquid.
1. INTRODUÇÃO 
A ciência e a tecnologia alimentam-se uma a outra, impulsionando ambas para a frente. O conhecimento científico permite-nos desenvolver novas tecnologias, que muitas vezes nos permitem fazer novas observações sobre o mundo, que, em seguida, vai inspirar outra tecnologia e assim por diante. Toda nova descoberta traz novos meios e maneiras de se fazer alguma coisa. E isso é de extrema importância para a evolução e avanço da ciência e do método científico
O ensaio por líquidos penetrantes é um método criado e desenvolvido para a percepção de descontinuidades essencialmente superficiais, abertas na superfície do material. É de muita importância para a indústria por ser um método de inspeção superior ao visual. Com procedimentos inovadores e usados até os dias de hoje.
O método começou a ser utilizado antes da primeira guerra mundial, principalmente pela indústria ferroviária na inspeção de eixos. O método de ensaio não destrutivo líquido penetrante pode ser aplicado em todos os materiais sólidos que não sejam porosos ou com superfícies muito grosseiras, pois o líquido penetrante detecta descontinuidades superficiais que sejam abertas na superfície, como trincas, dobras etc.
A vantagem que faz com que o ensaio não destrutivo líquido penetrante seja um dos métodos mais utilizados no mercado é a sua simplicidade e facilidade de aplicação e interpretação dos resultados, pois forma-se basicamente um desenho na superfície do material testado que mostra a descontinuidade, devido ao líquido. É o método de maior facilidade em avaliação de resultados e o tempo em que ocorrem as etapas é muito curto.
No ensaio não destrutivo líquido penetrante o cliente não precisa se preocupar com o tamanho do material a ser colocado em teste, pois com este método não há limitação de tamanho das peças, nem de forma e também nem de tipo do material.
2. ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS 
Depois do ensaio visual, o ensaio por líquidos penetrantes é o ensaio não destrutivo mais antigo. Ele teve início nas oficinas de manutenção das estradas de ferro, em várias partes do mundo. Naquela época, começo da era industrial, não se tinha conhecimento do comportamento das descontinuidades existentes nas peças. E quando estas eram colocadas em uso, expostas a esforços de tração, compressão, flexão e, principalmente, 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 excêntricas etc., sem que os engenheiros e projetistas da época 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 locomotivas, chamado de método do óleo e giz [ANDRADE:ARAÚJO, 2018]. 
Neste método, as peças, depois de lavadas em água fervendo ou com uma solução de soda cáustica, eram mergulhadas 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 existentes 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 mistura de giz moído e álcool; dessa pintura resultava uma camada 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. 
De acordo com RODRIGUES, este teste era muito passível de erros, pois não havia qualquer 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 líquidos 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 ferrosos, como alumínio e titânio, e que, consequentemente, não podem ser ensaiados por partículas magnéticas.
2.1. LÍQUIDO PENETRANTE
O líquido penetrante é uma solução química a base de óleo com corantes, seja visível ou fluorescente, capaz de migrar para as descontinuidades abertas à superfície pela ação capilar onde são reveladas descontinuidades superficiais em ligas de titânio, e zircônio, além dos materiais magnéticos. É também aplicado em cerâmica vitrificada, vidro e plásticos. Ele fundamenta-se no desempenho da capilaridade, que é o poder de penetração de um líquido em locais extremamente pequenos devido a suas características físico-químicas como a tensão superficial. O poder de penetração é uma característica bastante importante uma vez que a sensibilidade do ensaio é enormemente dependente do mesmo [ANDREUCCI, 2010].
De acordo com [ANDREUCCI, 2010], este ensaio pode ser utilizado em todos os materiais sólidos e que não sejam permeáveis ou com superfície muito grosseira,e consiste em fazer penetrar na abertura da descontinuidade um líquido. Após a remoção do excesso de líquido da superfície, faz-se sair da descontinuidade o líquido retido através de um revelador. A imagem da descontinuidade fica então desenhada sobre a superfície. É muito usado em materiais não magnéticos como alumínio, magnésio, aços inoxidáveis austeníticos. 
Para a realização deste ensaio, é muito importante a utilização de um procedimento escrito, pois existem alguns detalhes que devem ser observados, como por exemplo, atentar para o spray do revelador ser aberto antes do início da peça e ser aplicado em todo o comprimento de uma só vez, para manter constante a pressão. Além disso, antes da realização do ensaio deve-se remover a ferrugem existente com uma escova de aço, não devendo lixar a peça de forma alguma, pois este processo pode gerar um mascaramento nos resultados, encobrindo trincas e falhas.
2.2. OBJETIVOS 
Este artigo tem como objetivo inspecionar o ensaio não destrutivos por líquido penetrante que foram realizados em laboratório, promover conhecimentos essenciais sobre como avaliar a qualidade de um produto, de forma que tal material não seja danificado ou destruído, mostrar os possíveis defeitos e descontinuidades de uma maneira mais eficiente
2.3. NORMAS DE REFERENCIAS 
As normas que que admitiram o END de líquidos penetrantes no Brasil são a ABNT NBR 1591:2009 e a ABNT NBR 8407:2007, para os Estados Unidos é a ASTM (American Society for Testing and Materials) E1417. PETROBRAS N1596, PETROBRAS N 2370, AMS 2644, ISO 3452-2, ASTM E-1417, ASTM E-165, ASME SEC V – Art 6.
2.4. PREPARAÇÃO DO ROTEIRO PARA APLICAÇÃO 
Todos os ensaios não destrutivos exigem um procedimento de acordo com a norma o código aplicável ao elemento inspecionado. o processo para ensaio o líquido penetrante contém itens relevantes para aplicação. Abaixo segue o código ASME (American Society of Mechanical Engineers) Sec. V art. 6.
· Materiais, formas, tipos e tamanhos das peças que serão inspecionadas e extensão do ensaio a ser feito; Tipo (número ou letra de designação se disponível de cada penetrante, removedor, emulsificador e revelador);
· Detalhes de processo para pré-limpeza, secagem, manuseio adequado dos materiais de limpezas utilizados e tempo mínimo estimado para secagem;
· Detalhes do processo de aplicação do penetrante, o tempo que o penetrante permanece na superfície de análise;
· Temperatura da superfície e do penetrante durante o ensaio que a temperatura da superfície que não deve estar a menos de 5 °C, deve-se encontrar entre 5 °C e 52 °C, o aquecimento na superfície ou resfriamento da mesma são permitidos desde que as temperaturas se mantenham entre 5 °C e 52 °C (40 °F a 125 °F). 
· Detalhes do processo de remoção do excesso de penetrante da superfície, e para secagem da superfície antes da aplicação do revelador. 
· Detalhes do processo da aplicação do revelador, o tempo de revelação antes da análise
· Limpeza e coleta de dados após o ensaio 
Caso houver algum tipo de alteração ou substituição vários tipos de materiais penetrantes (reveladores, emulsificadores, entre outros) e na técnica do processo de análise, o procedimento deverá ser analisado novamente.
2.5. MATERIAIS E MÉTODOS 
Para que a análise laboratorial seja realizada, é necessário saber que tipo de materiais serão utilizadas nos ensaios neles são citados os seguintes elementos: Engrenagem, engrenagem de caixa de redução, pistão, cabeçote de moto, bomba de óleo, pistão/êmbolo, mancal do ventilador (Figuras 1, 2, 3, 4, 5, 6, e 7). Líquido Penetrante visível VP-30 Metal-Chek, Removedor E-59 Metal-Chek e Revelador D-70 Metal-Chek (Figuras 8, 9 e 10).
Figura 1 – engrenagem de caixa de redução
Figura 2 – Engrenagem
Figura 3 – Cabeçote de moto
Figura 4 – Pistão
Figura 5 - Pistão/êmbolo
Figura 6 - Bomba de óleo
Figura 7 - Mancal do ventilador
Classificação dos removedores
De a cordo o site oficial METAL-CHECK, o Removedor E-59 Metal-Chek (Figura 8) é ideal para aplicações gerais de limpeza prévia e também para a remoção de Líquido Penetrante Método C. Isento de organoclorados e apresenta halogênios controlados deve ser utilizado em temperaturas entre 10ºC à 52ºC.
Figura 8 - Removedor E-59 Metal-Chek
Classe 1- halogêneos.
Classe 2 - não halogêneos.
Classe 3 - aplicação específica.
· Tipo de Removedor:
Solvente alifático
Classificação dos penetrantes 
O Líquido Penetrante visível VP-30 (Figura 9) lavável à água, de a cordo o site oficial METAL-CHECK é possível detectar descontinuidades superficiais, como trincas, dobras etc., em materiais sólidos e não porosos. E é indicado para testes de estanqueidade.
Figura 9 - Líquido Penetrante visível VP-30 Metal-Chek
Após limpeza prévia com o Metal-Chek removedor E-59, o Metal-Chek Líquido Penetrante visível VP-30 pode ser aplicado com pincel, pistola, aerossol ou por imersão, e tem poder de penetração em áreas extremamente pequenas.
· Tipo I - penetrante fluorescente
Tipo IA - Penetrante fluorescente removível por água
Tipo IB - Penetrante fluorescente pós-emulsificável lipofílico (base de óleo)
Tipo IC - Penetrante fluorescente removível por solvente
Tipo ID - Penetrante fluorescente pós-emulsificável hidrofílico (base de água)
· Tipo II - penetrante visível colorido
Tipo II A - Penetrante visível removível por água
Tipo II C - Penetrante visível removível por solvente
Classificação dos reveladores
De a cordo o site oficial METAL-CHECK, Revelador D-70 Metal-Chek (Figura 10) oferece excelente visualização de pequenas descontinuidades nas superfícies. Sua aplicação é feita por pulverização - aerossol ou pistola de pintura com ar comprimido. Garante uma camada fina, uniforme e mais absorvente, tanto para superfícies lisas quanto ásperas, usinadas ou revestidas.
Figura 10 - Revelador D-70 Metal-Chek
O Revelador D-70 Metal-Chek é indicado para ser utilizado em conjunto com todos os penetrantes Metal-Chek, seja fluorescente ou visível.
· Forma a - pó seco.
· Forma b - solúvel em água.
· Forma c - suspensa em água.
· Forma d - não aquoso.
· Forma e - aplicação específica.
2.6. APLICAÇÃO 
A inspeção por líquido penetrante é um método desenvolvido para identificar possíveis descontinuidades superficiais em equipamentos ou peças metálicas ferrosas ou não ferrosas. Normalmente aplicado com o objetivo de encontrar fissuras, brechas e trincas em peças ou tanques, soldas, sistemas de encanação etc.
A aplicação do ensaio não destrutivo por líquido penetrante pode ser feita através de pincéis, sprays aerossol e pistolas, para que seja mais fácil espalhar todo o líquido sobre a área da peça a ser analisada.
Etapas para a realização do processo
Preparo e limpeza da peça: Nesta etapa toda e qualquer solução encontrada na peça deve ser removida, além de camadas protetoras, restos de tinta, graxa, óleo, areia, poeira, tudo aquilo que possa afetar a entrada do penetrante na descontinuidade da peça (Figura 11). Então para que essa limpeza se livrasse de toda as impurezas, foi necessário aplicar o removedor E-59 Metal-Chek (Figura 12).
Figura 11 - Peça em seu estado inicial (Suja)
Figura 12 - Aplicação do removedor E-59
Aplicação do líquido penetrante: Consiste no uso do líquido penetrante, normalmente possui um tom de vermelho aberto quase rosa ou fluorescente, que após 15 a 20 minutos de sua aplicação é capaz de adentrar em descontinuidades da peça (Figura 13).
Figura 13 - Aplicação do líquido penetrante VP-30
Retirada do excesso de líquido penetrante: Essa é a parte onde ocorre a remoção de todo excesso do líquido aplicado anteriormente, onde a sua permanência será apenas nas rupturas da peça, salientando que caso não seja corretamente realizado poderá afetar diretamente nos resultados futuros (Figura 14).
Figura 14 - Remoção do excesso do líquido penetrante em água corrente
Aplicação do revelador: Após o processo de limpeza aplica-se sobre a extensão da peça um líquido de cor branca, chamado de revelador,que atua na absorção do líquido penetrante que permaneceram nas descontinuidades, fazendo com que elas sejam reveladas (Figura 15).
Figura 15 - aplicação do revelador D-70
Inspeção: Em caso de líquido penetrante visível, a inspeção pode ser realizada sob luz artificial ou natural. O revelador cria um fundo branco possibilitando a visualização de ruptura, arranhões ou trincas na peça (Figura 16).
Figura 16 - Inspeção da peça
Vantagens 
Aplicação em uma ampla variedade de materiais; fácil manuseio e utilização; alta sensibilidade a descontinuidades superficiais muito finas ou estreitas; fácil adaptação a inspeções em linhas de produção de alto volume, se tornando o processo mais rápido e econômico de inspeção.
Limitações do método 
A aplicação dos produtos nas peças com mais ondulações e entranhas eram mais difíceis de ser estudado, pois era levado em conta o quesito tempo nas aulas, já que o processo de limpeza em uma das peças foi parcial por falta de uma escova que alcançasse as aberturas profundas e secagem com um secador de uso doméstico, a peça teria que estar bem limpa para o produto penetrar corretamente que no caso não ocorreu, pois, a peça era cheia de ondulações. já nas peças mais simples com poucas ondulações conseguimos ter uma ótima visão e aproveitamentos dos experimentos realizados.
2.7. RESULTADOS E DISCURSÕES 
	Após aplicação do revelador, as indicações começam a ser observadas, por meio da mancha causada pela absorção do penetrante contido nas aberturas (CIRYNO, 2019), é possível definir eventuais irregularidades e caracterizar o tipo de descontinuidade e diferenciá-las na superfície, como, trincas, poros e buracos, ou então concluir a não existência de nenhum tipo de descontinuidades superficial na superfície analisada(Figura 17).Figura 17 - Líquido absorvido de dentro da abertura
	Com a aplicação do líquido revelador foi possível observar descontinuidades lineares e arredondadas nas superfícies dos elementos: Peça 1 - Engrenagem (Figura 18) que apresentou trincas, poros e buracos; Peça 3 - Pistão (Figura 19) que foi possível observar uma enorme trinca em seu centro e nas Peças 6 - Pistão/êmbolo (Figura 20) e peça 7 - Mancal do Ventilador (Figura 21) que apresentaram um número razoável de trincas.
Figura 18 - Peça 1 Engrenagem
Figura 19 - Peça 3 Pistão
 
Figura 20 - Peças 6 Pistão/êmbolo
Figura 21 - Peça 7 Mancal do Ventilador
	As peças restantes, sendo elas a peça 2 - Engrenagem de caixa de redução (Figura 22), peça 4 - cabeçote de Moto (Figura 23) e a peça 5 - Bomba de óleo (Figura 24) não apresentaram nenhum tipo de descontinuidades superficial, isso aconteceu porque realmente não existe nenhuma irregularidade na peça ou se relaciona a algum problema de deficiência de técnicas de ensaio, como por exemplo na peça 4 que houve uma limpeza inicial inadequada.
Figura 22 - Peça 4 Cabeçote de Moto
Figura 23 - Peça 2 Engrenagem de caixa de redução
 
Figura 24 - Peça 5 Bomba de óleo
3. CONCLUSÃO 
4. REFERENCIAS 
___________. Metal-Chek – Ensaios não destrutivos. Disponível em <https://metalchek.com.br/loja/revelador-metal-chek-d-70/>. Acesso em 15 de novembro de 2021. 
ANDRADE, Lucas Astrad Lira de; ARAÚJO, Marcello. Avaliação de descontinuidades superficiais pelo método de líquidos penetrantes em aço sae 1020 soldado por processo smaw. 2018. Disponível em <https://www.editorarealize.com.br/artigo/visualizar/42974>. Acesso em 16 de novembro de 2020.
ANDREUCCI, Ricardo. Líquidos Penetrantes. Abende. 2010. Disponível em: http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM177/Prof.Okimoto/apostilas-abende/LP.pdf. Acesso em 11 de Novembro de 2021.
CIRYNO, Luis. Líquido penetrante - técnica preditiva. 2019. Disponível em: https://www.manutencaoemfoco.com.br/liquido-penetrante-tecnica-preditiva/. Acesso em: 14 nov. 2021.
RODRIGUES, Newton. Apostila Telecurso 2000 - Ensaios de materiais. 2017. Disponível em <http://fuvestibular.com.br/apostilas/telecurso-2000/metal-mecanica/ensaio-de-materiais/#gsc.tab=0 > Acesso em 16 de novembro de 2021.