Ensaios não destrutivos

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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE 
 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
ÁGATHA DE FARIA SODRÉ SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Volta Redonda 
2022 
Sumário 
1. Introdução ..................................................................................................................... 2 
2. Tipos de testes .............................................................................................................. 3 
2.1. Inspeção visual .......................................................................................................... 3 
2.2. Inspeção dimensional ................................................................................................ 3 
2.3. Líquido penetrante ..................................................................................................... 4 
2.4. Partículas magnéticas ................................................................................................ 4 
2.5. Ensaio de ultrassom ................................................................................................... 5 
2.6. Ensaio de radiografia – Raio-X ................................................................................. 6 
3. Conclusão ..................................................................................................................... 7 
4. Referências Bibliográficas ............................................................................................ 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
Vários métodos têm sido desenvolvidos para inspecionar peças fundidas para 
encontrar defeitos que podem ocorrer durante a sua produção. Essas inspeções podem ser 
nas inspeções de processo ou inspeções de produtos acabados. 
As inspeções de processo são realizadas antes de peças fundidas serem concluídas 
para detectar eventuais falhas que possam ter ocorrido no processo, com o objetivo de 
que medidas corretivas possam ser tomadas para remover o defeito nas unidades restantes. 
Inspeções de produtos acabados são realizadas após as carcaças serem todas concluídas 
para se certificar de que o produto atende aos requisitos especificados pelo cliente. 
Peças fundidas defeituosas podem ser recuperadas ou rejeitadas completamente 
para serem derretidas pelo seu teor de material, de acordo com a natureza e extensão dos 
defeitos. Os métodos de controle podem também ser divididos nas categorias destrutiva 
ou não destrutiva, dependendo da magnitude dos danos causados à fundição durante a 
inspeção. 
Métodos destrutivos geralmente se relacionam com serramento ou rompimento de 
partes das peças fundidas em locais onde vazios ou defeitos internos são suspeitos. 
Moldes também podem ser danificados durante testes de força. 
Testes destrutivos sofrem da desvantagem de que os cortes de serra podem perder 
a falha ou a amostra pode não representar o comportamento de todo o lote. Devido a estas 
razões, ensaios não-destrutivos geralmente são mais comuns do que os testes destrutivos. 
A avaliação da qualidade de peças fundidas na indústria de fundição é um dos 
objetivos primários para assegurar que o produto final atinja as especificações 
estabelecidas pelo consumidor. Dessa maneira, a utilização de ensaios não destrutivos 
(END) como um mecanismo de controle da qualidade permite a produção de peças 
fundidas com maior sanidade interna. Os ensaios não destrutivos são, geralmente, 
aplicados para procurar, localizar e dimensionar um defeito. A seleção de um adequado 
END ou a combinação deles requer, primeiramente, o entendimento do problema a ser 
resolvido. Conforme esclarecido por ASM Handbook, existem seis fatores que envolvem 
a seleção de um END: 
1) O motivo da realização do ensaio, 
2) Os tipos de defeitos, 
3) o tamanho e a orientação dos defeitos que são rejeitáveis ao ensaio, 
4) a localização antecipada dos defeitos de interesse, 
5) o tamanho e o formato da peça e, 
6) as características do material a ser ensaiado. 
Para garantir a qualidade interna e externa das peças fundidas, são empregados 
diversos END, destacando-se os ensaios de líquidos penetrantes (LP) e partículas 
magnéticas (PM), representando em torno de 58 % das aplicações industriais, ultrassom 
e de radiografia 30 %, correntes parasitas (CP) 10 % e os demais representam 2 %, sendo 
neste último grupo, enquadrados os de ressonância acústica (RA) e de termografia 
infravermelha (TI). Os defeitos internos, ou descontinuidades, comumente encontrados 
nas peças fundição são: porosidade, rechupe, trincas, bolha de ar, inclusões não metálicas 
e outros. Defeitos em peças fundidas são intrínsecos do processo de fundição, podendo 
ser causados por diversos fatores, como: composição química, temperatura e tempo de 
vazamento, propriedades da areia do molde, características do forno, entre outros. Que 
afetam as características da peça, propriedades mecânicas e geram falhas, podendo ser 
catastróficas. Sendo assim, este trabalho apresenta uma breve revisão bibliográfica de 
cinco END aplicados à detecção de descontinuidades subsuperficiais e internas em peças 
fundidas, sendo selecionados dois END para realizar um experimento prático. 
 
2. Tipos de testes 
 
2.1. Inspeção visual 
É constituída por inspeção da superfície da fundição a olho nu ou, por vezes, com 
uma lupa ou um microscópio. Ela só pode indicar defeitos de superfície, tais como furos 
de sopro, de fusão, descidas, rachaduras externas e de incompatibilidade. Quase todos os 
moldes são submetidos a certo grau de inspeção visual. 
 
2.2. Inspeção dimensional 
Inspeção dimensional é realizada para se certificar de que as peças vazadas 
produzidas têm as dimensões necessárias, incluindo subsídios para usinagem. Por vezes, 
pode ser necessário quebrar uma parte da fundição para fazer medições das dimensões 
internas. 
Inspeção dimensional é realizada para se certificar de que as peças vazadas 
produzidas têm as dimensões necessárias, incluindo subsídios para usinagem. Por vezes, 
pode ser necessário quebrar uma parte da fundição para fazer medições das dimensões 
internas. 
 
2.3. Líquido penetrante 
O método utilizado pelo ensaio não destrutivo líquido penetrante, que é feito 
basicamente por um líquido não destrutivo, pode detectar as descontinuidades superficiais 
de um material, abertas na superfície dele mesmo, assim o líquido escorre e dessa forma 
indica as descontinuidades da superfície; e esse é um método muito eficiente e prático. 
Esse método começou a ser muito utilizado, pelo menos da forma como é 
conhecido hoje, na década de 40 nos Estados Unidos, e era destinado à inspeção de 
componentes direcionados para a área da aeronáutica. Atualmente, ele abrange uma 
aplicação muito mais ampla em praticamente todas as indústrias de base. 
Os seguintes passos são usados para esse ensaio. 
1. Limpeza 
2. Aplicação de penetrantes (Imersão, pulverizar, pincelamento) 
3. Remoção de penetrantes (se determina segundo o método 
penetrante utilizado – lavável com água, pós-emulsificável, removível com 
solvente). 
4. Secagem 
5. Aplicação do revelador 
6. Inspeção 
7. Limpeza posterior 
Após a aplicação do revelador, é esperado algum tempo antes de ser feita a 
inspeção que ocorre em duas fases, durante a secagem e após a secagem completa. 
 
2.4. Partículas magnéticas 
É utilizado na localização de descontinuidades superficiais e subsuperficiais em 
materiais ferromagnéticos e pode ser aplicado em peças acabadas ou semiacabadas. 
Baseado no princípio de que as linhas de campos magnéticos em materiais 
ferromagnéticos são distorcidas por uma interrupção na continuidade do material. 
Se as descontinuidades estão nas superfícies, ou próximas a ela, as linhas de fluxo 
distorcidas nessa região darão origem aos chamados campos de fuga, promovendo o 
aparecimento de campos magnéticos capazes de atrair partículas magnetizáveispara essa 
região revelando-as. 
As etapas desse ensaio, consiste em: 
1. Limpeza da peça 
2. Indução de campo magnético 
3. Aplicação das partículas magnéticas 
4. Limpeza 
5. Desmagnetização da peça. 
2.5. Ensaio de ultrassom 
Considerado como sendo um dos mais importantes e mais versáteis métodos de 
END utilizados na indústria, o ensaio de US baseia-se na transmissão de ondas sonoras 
de elevada frequência (0,1 a 25 MHz), que são produzidas por um transdutor, ou sonda, 
em um material que constitui a peça a ensaiar, com o objetivo de detectar defeitos 
internos, tais como trincas, inclusões, bolhas, porosidades e vazios, dimensionando-os, 
ou ainda, caracterizar o material, como a medição de espessura e de propriedades 
mecânicas. A eficiência de um ensaio de US depende de uma série de variáveis, as quais 
podem ser divididas em quatro grupos: performance do instrumento e da sonda; variações 
no material e nos defeitos. Defeitos muito próximos à superfície podem ser indetectáveis 
devido a uma interferência ondulatória gerada no campo próximo à superfície de 
inspeção. Existem alternativas que facilitam a inspeção em peças complexas, como a 
utilização de sondas do tipo phased array, em que numa mesma sonda operam dezenas de 
pequenos cristais, cada um ligado a circuitos independentes capazes de controlar o tempo 
de excitação independentemente um dos outros cristais. Quando a superfície é curva, são 
utilizadas sondas curvas ou adaptadores sólidos. Porém, quando o formato do objeto é 
variável, sondas flexíveis são mais adequadas, cujos elementos adaptam-se à superfície. 
Também podem ser utilizadas sondas comuns acopladas a sistemas mecanizados ou 
robotizados que acompanham a geometria da peça. Essas opções oferecem boas 
alternativas, porém encarecem a inspeção de peças complexas. Estes casos, geralmente 
necessitam de aparelhos dotados de funções especiais, de modo que o resultado do ensaio 
é mostrado em uma tela C-scan, que fornece informações detalhadas através de seções de 
corte da peça Encontram-se na literatura diversas aplicações do ensaio de US para a 
detecção de defeitos internos em peças fundidas e, para os mais comuns, a Figura 1 mostra 
as diferentes indicações do tipo A-scan, isto é, em um gráfico da amplitude de sinal em 
função da distância percorrida pelo som. Os defeitos mais comuns detectados pelo ensaio 
em peças fundidas são: porosidade, trincas, rechupe, vazios e inclusões. 
 
2.6. Ensaio de radiografia – Raio-X 
Assim como para o ensaio de US, a radiografia é um dos END mais efetivos para 
a avaliação do controle de qualidade em peças fundidas. O ensaio baseia-se na absorção 
da radiação penetrante na peça que está sendo inspecionada, que, devido as diferenças na 
densidade e variações na espessura do material, há a absorção de diferentes quantidades 
de radiação penetrante em regiões distintas da peça. Essa absorção diferenciada da 
radiação é detectada através de um filme, ou de um tubo de imagem ou mesmo medida 
por detectores eletrônicos de radiação. Desse modo, a radiografia é um método capaz de 
detectar com boa sensibilidade defeitos volumétricos, desde que não sejam muito 
pequenos em relação à espessura da peça. O ensaio de radiografia é utilizado 
extensivamente na inspeção de peças fundidas, sendo bastante efetivo na detecção de 
defeitos como solda fria, rechupe interno, porosidade e inclusões, especialmente em peças 
de alumínio devido à baixa densidade deste material, sendo classificados nas normas 
ASTM E505, ASTM E155 e ASTM E446. Conforme ASM, a menor indicação possível 
varia entre 0,5 e 2,0 % da espessura total da seção. Trincas paralelas à fonte de radiação 
são difíceis de serem detectadas, podendo ser necessário múltiplas exposições. Alguns 
estudos têm mostrado que é possível a melhor identificação e quantificação dos defeitos 
a partir de análises computacionais das radiografias convencionais, oferecendo mais 
confiabilidade e automação na correta identificação dos defeitos. Como uma alternativa 
aos métodos convencionais, a ferramenta extremamente eficiente na avaliação e na 
quantificação defeitos internos em peças fundidas que é amplamente citada na literatura, 
é a tomografia computadorizada de raios-X. Os métodos convencionais de radiografia 
apresentam limitações, principalmente em virtude da superposição de aspectos internos 
ao longo do caminho do feixe de raios-X. De outro modo, a tomografia computadorizada 
de raios-X permite obter a imagem digitalizada de uma seção qualquer escolhida, sem os 
efeitos da superposição, o que fornece muito mais detalhes a respeito da estrutura interna 
do objeto em tempo real. Outro método que fornece a capacidade de minimizar o efeito 
da superposição dos defeitos nos filmes radiográficos e que representa uma alternativa 
econômica em relação à tomografia computadorizada, consiste na inspeção por 
radiografia das peças em diferentes vistas do mesmo objeto, com dois ou três pontos de 
vista. 
3. Conclusão 
Os testes não destrutivos constituem ensaios eficientes para detecção de defeitos 
em peças fundidas. Ao contrário dos ensaios destrutivos, esse tipo de ensaio não afeta o 
futuro funcionamento da peça. 
Os ensaios seguem uma série de etapas para a sua realização, sendo necessário ser 
realizado por profissionais qualificados, e obter cuidados especiais em cada tipo. 
Observando todos os ensaios apresentados, pode-se verificar que alguns são mais 
simples, enquanto outros são mais trabalhosos, porém mais detalhados, e eventualmente 
mais custosos. 
Na hora de se escolher qual método utilizar, deve-se avaliar a aplicação da peça, 
afim de avaliar o custo a ser gasto com esse ensaio. 
Por fim, podemos dizer que esses ensaios desempenham um papel importante no 
controle de qualidade de peças fundidas, sendo essenciais para avaliar a aprovação ou 
rejeição da peça em questão. 
 
4. Referências Bibliográficas 
 Ensaios não destrutivos aplicados à detecção de descontinuidades 
subsuperficiais e internas em peças fundidas. 
Disponível em: 
https://www.academia.edu/30241359/Ensaios_n%C3%A3o_destrutivos_aplicados_%C3%A0_d
etec%C3%A7%C3%A3o_de_descontinuidades_subsuperficiais_e_internas_em_pe%C3%A7as_
fundidas7 
 
 Estudo da aplicação do ensaio não destrutivo por raios-x na análise da qualidade 
de componentes aeronáuticos fundidos em liga de alumínio 
Disponível em: 
https://aberto.univem.edu.br/bitstream/handle/11077/1083/Marcus%20Vinicius%20Bitencourt.p
df?sequence=1&isAllowed=y 
 
 Ensaios não destrutivos 
Disponível em : https://metalchek.com.br/ensaios-nao-destrutivos/ 
 
 Medição de Espessura em Fundidos 
Disponível em: https://www.poliend.com.br/medicao-de-espessura-em-fundidos/ 
 
 Ensaios não destrutivos para avaliação de fundidos 
Disponível em: https://prezi.com/eqyngib2bpd4/ensaios-nao-destrutivos-para-avaliar-fundidos/