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SEMINÁRIO ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
Professora: Nazir Monteiro dos Santos
Disciplina: Ensaios Mecânicos
Aluno: Sandro Lúcio de Carvalho
Aluno: Cleisson Sabino
ÍNDICE 
Conceitos e caracteristicas das técnicas de ensaios não destrutivos
Ensaio de ultrassom
raio-x
raio gama (gamagrafia)
Comparação entre as técnicas de raios x e raios gama		
Ensaios por particulas magnéticas 
Tipos de magnetização
Ensaios por líquidos penetrantes
Ensaios por tomografia computadorizada 	
Conceitos e caracteristicas das técnicas de ensaios não destrutivos
O que são ensaios não destrutivos? 
São ensaios praticados a um material ou equipamento, que não altere de forma permanente suas propriedades físicas, químicas, mecânicas ou dimensionais.
Quais são os objetivos dos END? 
Detectar e avaliar descontinuidades nos materiais. 
Controle da qualidade de materiais e produtos
Reduzir custos 
Aumentar a confiabilidade dos processos 
MÉTODOS DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
Quais são os métodos de ensaios não destrutivos mais conhecidos e acessíveis? 
Ensaio Visual
Líquidos Penetrantes
Partículas Magnéticas
Ultrassom
Radiografia (Raio-X e Raio-Gama)
Correntes Parasitas
Emissão Acústica
Estanqueidade
Termografia
NORMAS E APLICAÇÕES DOS END
Qual a norma que rege os END?
 Existem normas específicas para cada método de ensaio, por isso é importante a correta qualificação do profissional que irá realizar o ensaio e a elaboração de procedimentos conforme tais normas. Existem também normas que regulam empresas de END, tais como a ISO 17020.
Quais as aplicações do END?
 São aplicados em soldas, fundidos, forjados, laminados, plásticos, concreto, entre outros, nos setores petróleo/petroquímico, nuclear, aeroespacial, siderúrgico, ferroviário, naval, eletromecânico e automotivo.
 RESUMO		
Conceitos e caracteristicas das técnicas de ensaios não destrutivos:
Ensaios não destrutivos são utilizados para detectar e avaliar falhas nos materiais. Estas, geralmente, são caracterizadas por trincas, poros, inclusões de materiais no cordão de solda ou ainda variações nas propriedades estruturais, que podem levar à perda da resistência e posteriormente à falha do material. 
As falhas classificam-se da seguinte forma: 
Descontinuidades: Imperfeições que não interferem no funcionamento de um equipamento, por exemplo vazios internos formados na estrutura do material, decorrentes do processo de fundição e se situam dentro do critério de aceitação. 
Defeitos: Um defeito é uma descontinuidade que é crítica para o funcionamento de um equipamento, e se situam acima do critério de aceitação. 
Os ensaios não destrutivos são usados para inspeção e também para o monitoramento das condições de operação das máquinas. A grande vantagem é o não descarte do material ou estrutura sob teste. 
 ensaio de ULTRASSOM		
Conceito: esse ensaio é baseado em ondas de ultrassom para detecção de defeitos internos.
Nesse ensaio são induzidas ondas ultrassônicas que se propagam através do material. 
Pelo eco captado no receptor, determina-se a existência ou não de descontinuidades.
Entre os defeitos mais comuns apresentados estão: trincas, falta ou excesso de penetração, porosidade, inclusão de escória, entre outros. 
Figura: Aparelho de ensaio ultrassom.
 ensaio de ULTRASSOM		
O princípio básico de funcionamento, está indicado na Figura ao lado:
Consiste na emissão de uma onde mecânica por um transdutor (a),
 A partir do momento em que esta onda é emitida o aparelho começa a contar o tempo. 
Ao incidir na descontinuidade ocorre uma reflexão da onda que retorna ao transdutor (b),
 E gera um sinal elétrico, que é processado e mostrado na tela do aparelho de análise (d), 
Sendo a posição do eco proporcional ao caminho percorrido pelo som até a descontinuidade da peça.
(a) Emissão do pulso de ultrassom; (b) eco gerado pelo reflexo da onda na descontinuidade; (c) inspeção de peça por meio de ultrassom e (d) detalhe do gráfico formado pela emissão e eco do ultrassom
 ensaio de ULTRASSOM		
Aplicações: 
Detecção e avaliação de descontinuidades internas e superficiais em peças, produtos e matéria prima;
Medição de espessuras;
Controle de taxa de corrosão;
Determinação de certas propriedades físicas, características da micro e macroestrutura e estimativa do tamanho de grão.
Figura: Princípio básico do ensaio ultrassônico.
 ensaio de ULTRASSOM		
Vantagens:
Localização exata de descontinuidades presentes nas peças;
Alta sensibilidade;
Maior capacidade de penetração para detecção de descontinuidades internas;
Resultados imediatos;
Não requer cuidados específicos quanto a segurança operacional.
Limitações:
Exige grande conhecimento teórico para o desenvolvimento do procedimento;
Peças com rugosidade, formato irregular, muito pequenas ou finas ou não homogêneas são difíceis de inspecionar.
Figura: Ensaio de ultrassom.
 ensaio de radiografia (raio-x)		
Conceito: 
O raio x industrial funciona utilizando as propriedades da radiação ionizante para produzir os filmes radiográficos: a radiação atravessa a solda ou equipamento que está sendo inspecionado e registra no filme radiográfico os eventuais defeitos que o equipamento ou solda possa ter. 
Entre os defeitos mais comuns apresentados estão: trincas, falta ou excesso de penetração, porosidade, inclusão de escória, entre outros
Ilustração técnica de ensaio radiográfico na indústria.
 ensaio de radiografia (raio-x)		
Aplicação:
A radiografia industrial é usada para detectar variação de uma região de um determinado material que apresenta uma diferença em espessura ou densidade comparada com uma região vizinha, em outras palavras, a radiografia é um método capaz de detectar com boas sensibilidade defeitos volumétricos.
A radiografia industrial é amplamente utilizada na inspeção de soldas, materiais fundidos e forjados.
 ensaio de radiografia (raio-x)		
Vantagens: 
Pode ser usada na maior parte dos materiais;
Permite imagem em registro permanente;
Inspeciona o interior dos materiais;
Evidencia descontinuidades estruturais.
Limitações: 
Difícil aplicação em objetos ou peças de geometria complexa;
Necessidade de acesso às duas faces da peça;
Difícil ou impossível a detecção de defeitos lamelares paralelos ao filme;
É um método relativamente caro;
É necessário utilizar procedimentos de segurança.
Figura: inspeção por raio-x em tubulação.
 ensaio de gamagrafia		
Conceito: 
O conceito é praticamente o mesmo utilizado no raio-x. 
- Utiliza-se  uma fonte radioativa emissora de radiação ionizante, do tipo gama .
Principais fontes radioativas que podem ser utilizadas em gamagrafia.
FONTES UTILIZADAS NA GAMAGRAFIA INDSTRIAL
-isótopos radioativos (radioisótopos): Irídio-192, Selênio-75 e Cobalto-60, entre outros.
-Cada tipo de fonte -  é escolhida de acordo com a espessura do equipamento que será inspecionado, devido à diferença de energia da radiação emitida e o poder de penetração de cada radioisótopos.
FAIXAS DE ESPESSURA DOS MATERIAIS PARA CADA  FONTE
-Selênio-75  - é utilizado para materiais com baixas espessuras 
- Irídio-192  - usado para materiais com espessuras intermediárias 
- Cobalto-60  - usado para materiais com espessuras maiores.
 ensaio de gamagrafia		
Aplicação: 
- Muito utilizada para inspecionar juntas e estruturas metálicas dos mais variados equipamentos, tais como:  tanques, fornos, caldeiras, cascos de navio, tubulações, componentes de fabricação de automóveis, aviões, etc.
 A Inspeção por gamagrafia é indicada para materiais com espessuras intermediárias, de 3 a 100 mm.
Figura: ensaio de gamagrafia 
 ensaio de gamagrafia		
Vantagens: 
- O equipamento é portátil e não depende de energia elétrica para funcionar. 
- Pode-se realizar a Inspeção por gamagrafia em  condições adversas, como por exemplo em  locais de difícil acesso, tais como:  tubulações no meio da selva, alto de torres, interior de caldeiras, cascos de navio, etc.
 Comparação entre as técnicas de raios x e raios gama 	
Diferenças entre Raio-X e Raio-Gama:
A diferença mais importante está no fatode que nos aparelhos de raio-x é possível regular a tensão anódica, e em consequência, o poder de penetração dos raios-x.
Isto não é possível para os aparelho de raio-gama, pois precisaríamos mudar a fonte radioativa.
Por exemplo: No caso dos aços, para espessuras pequenas (10 a 80mm) usa-se o Irídio, e para espessuras maiores (60 a 150mm) aplica-se o Cobalto.
Do ponto de vista da qualidade, os raios-x são melhores que os raios-gama
Em relação a custos, a aparelhagem para produzir raios-gama é mais barata que a dos raios-x.
Se a energia elétrica não estiver disponível, o raio-gama será a única opção.
Os equipamentos de gamagrafia são menores e mais flexíveis, facilitando seu uso e locomoção.
Uma outra grande vantagem dos raios-gama é a sua emissão esférica.
 Comparação entre as técnicas de raios x e raios gama 	
Diferenças entre Raio-X e Raio-Gama:
	CARACTERISTICA	RAIO-X	RAIO-GAMA
	PODER DE PENETRAÇÃO	REGULA TENsÃO ANÓDICA	TROCA TIPO DE FONTE
	QUALIDADE DA RADIOGRAFIA 	MELHOR	PIOR
	ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA	NECESSÁRIA 	NÃO É NECESSÁRIA
	ESPESSURA ALTA
(MAIOR QUE 90mm)	O PODER DE PENETRAÇÃO NÃO É SUFICIENTE 	O PODER DE PENETRAÇÃO É SUFICIENTE 
	INTALAÇÕES 	ALTO CUSTO	BAIXO CUSTO
	ACESSO 	APRESENTA PROBLEMAS 	NÃO APRESENTA PROBLEMAS
	PROTEÇÃO/SEGURANÇA	PROPORCIONA FÁCIL CONTROLE	É NECESSÁRIOS MAIORES CUIDADOS
 Ensaios por particulas magnéticas 
		
Conceito:
O Ensaio por Partículas Magnéticas embora eficaz, é aplicável somente em verificações de descontinuidades próximas à superfície, e em materiais ferromagnéticos. Tal processo pode ser realizado durante a fabricação da peça, ou mesmo depois e em manutenções futuras (WIRBELSTROM, p. 1).
Consiste em magnetizar a peça, submetendo-a a um campo induzido por corrente elétrica. Existindo descontinuidade no sentido perpendicular ao campo, ela fará com que o campo se desvie para fora da peça, formando um dipolo magnético (Polo Norte e Polo Sul). 
A esse campo desviado dá-se o nome de campo de fuga. 
Ao aplicar partículas magnéticas sobre a peça, elas serão atraídas pelo dipolo, formando uma indicação visível da descontinuidade. Para compreensão total deste processo. faz-se necessário o entendimento de conceitos básicos de eletromagnetismo, por isso tal ensaio só poderá ser realizado por um operador que tenha recebido o devido treinamento.
Figura: Campos de fuga, capazes de atrair material magnetizável.
 Ensaios por particulas magnéticas 
		
Conceitos básicos de eletromagnetismo:
Campo magnético – entendido como linhas de força invisíveis que entram e saem de um ímã, ou que circundam concentricamente um condutor percorrido por corrente.
Fluxo magnético – conjunto de todas as linhas do campo magnético.
Materiais ferromagnéticos – elementos com alto grau de alinhamento magnético, podendo ser atraídos fortemente por ímãs. (GUSSOW, 1985, p. 218).
 Ensaios por particulas magnéticas 
		
Conceitos básicos de eletromagnetismo:
Curva de histerese – “esta curva mostra a magnetização e desmagnetização de um material” (WIRBELSTROM, p. 4). Tal curva indica propriedades do material, como: 
Permeabilidade (μ): “capacidade do material magnético de concentrar o fluxo magnético”. (Gussow, 1985, p. 219).
 Relutância (R): “oposição que um material oferece à produção do fluxo” (GUSSOW, 1985, p. 230).
 Retentividade (B): “densidade de fluxo residual depois de a força magnetizadora chegar a zero” (GUSSOW, 1985, p. 219).
Força coerciva (H): “força magnetizadora que deve ser aplicada no sentido inverso para reduzir a densidade de fluxo a zero”.(GUSSOW, 1985, p. 219).
Esquemática: Histerese magnética.
 Ensaios por particulas magnéticas 
		
Etapas básicas para este ensaio:
Estudar os documentos aplicáveis; 
Efetuar um pré-limpeza; 
Estabelecer na peça um campo magnético adequado; 
Aplicar as partículas magnéticas na superfície da peça; 
Examinar e analisar os acúmulos de partículas na superfície da peça; 
Desmagnetizar,
limpar, proteger e identificar a peça; 
Elaborar um relatório com os resultados obtidos.
 Ensaios por particulas magnéticas 
		
vantagens da inspeção por partículas magnéticas?
O processo de ensaio é rápido e simples em sua aplicação.
Altamente sensível à detecção de indicações superficiais e subsuperficiais.
As indicações aparecem na mesma peça que se está ensaiando.
O método pode, algumas vezes, funcionar através de camadas de contaminantes ou recobrimentos de pequenas espessuras.
O método é viável para a automatização e a inspeção de produção de alto volume.
Mais barato e eficiente que outros métodos de controle de qualidade.
 
Tipos de magnetização
		
 Os diferentes tipos magnetização são:
Método seco, visível.
Método úmido, fluorescente.
Método úmido, visível.
Diferença de sensibilidade entre o método úmido e o seco:
O método úmido oferece uma melhor sensibilidade para a detecção de descontinuidades muito finas e superficiais. 
O método seco oferece uma melhor sensibilidade para a detecção de descontinuidades abaixo da superfície.
 
 
Ensaios por líquidos penetrantes
		
Conceito: 
O ensaio por Líquidos Penetrantes é o método de inspeção, para a detecção de descontinuidades abertas à superfície, mais utilizado e popular, sendo uma técnica de baixo custo e fácil interpretação dos resultados. Está técnica é muito utilizada na fabricação de equipamentos novos, inspeção e acompanhamento de soldagem e avaliação de equipamentos em operação.
Esta técnica baseia-se no principio da capilaridade, pois o líquido penetra nas descontinuidades abertas à superfície de aplicação e após a remoção do seu excesso, é revelado por um contraste aplicado na mesma superfície.
 
 
Ensaios por líquidos penetrantes
		
Métodos de aplicação: 
Pré-lavar e secar
Aplicação de penetrantes (Imersão, pulverizar, pincelamento)
Remoção de penetrantes (se determina segundo o método penetrante utilizado – lavável com água, pós-emulsificável, removível com solvente).
Secagem
Aplicação do revelador
Inspeção
Limpeza posterior
Qual é o tempo de permanência recomendado?
Geralmente de 5 a 15 minutos no mínimo (aplicações mais sensíveis necessitam de maior tempo de penetração).
 
 
Ensaios por líquidos penetrantes
		
Diferentes métodos de aplicação: 
Úmido não aquoso (normalmente se aplica por pulverização em aerossol).
Pó seco (aplicado por imersão, pulverizando/polvilhando, escovando).
Úmido solúvel em água (aplicado por imersão, pulverizando/fluindo).
Úmido suspenso em água (aplicado por imersão, pulverizando/fluindo)
 
 
Ensaios por líquidos penetrantes
		
Vantagens: 
Pode ser aplicado em uma ampla variedade de materiais.
Simples de utilizar.
Conta com uma alta sensibilidade a descontinuidades superficiais muito finas ou estreitas.
As indicações aparecem na mesma peça que está se ensaiando.
Facilmente adaptável a inspeções em linhas de produção de alto volume.
A inspeção por líquidos penetrantes é um método rápido e econômico de inspeção.
 
 
Ensaios por líquidos penetrantes
		
Limitações:
Somente pode detectar descontinuidades superficiais (abertas a superfície).
Os materiais a ser ensaiados devem ser não porosos.
As peças devem estar livres de contaminantes e recobrimento que poderiam bloquear o trânsito dos penetrantes.
 
 
Ensaios por tomografia computadorizada
		
Conceito: 
Normalmente utilizados em exames de diagnóstico médico, equipamentos de tomografia ajudam a observar o funcionamento interno de estruturas sem a necessidade de uma intervenção física.
No caso da tomografia industrial, a lógica é praticamente a mesma. Por meio de feixes de raios-X, são projetadas imagens da peça ou artefato em análise e o equipamento consegue obter imagens tridimensionais de estruturas internas.
Existem duas principais aplicações para a tomografia industrial: 
análise de defeitos e caracterização dimensional. 
 
Laboratório de tomografia industrial.
 
Ensaios por tomografia computadorizada
		
Aplicação:
Análise de defeitos
É usado em estruturas maciças que  apresentam falhas de preenchimento no interiorda peça, difíceis de serem observadas / identificadas.
A tomografia industrial atua para encontrar tanto defeitos de inclusão, quanto de vazio (poros).
Isso é fundamental em processos de fabricação específicos, tipicamente os que envolve plásticos, pois têm forte tendência a apresentar defeitos de conformidade ao longo da sua estrutura. 
A avaliação por tomografia  possibilita a identificação de ocorrência de falhas e  também o mapeamento, analisando as causas  e  possibilitando a correção dos defeitos.
 
Matriz volumétrica via tomografia computadorizada de raios-x
 
Ensaios por tomografia computadorizada
		
Aplicação:
Caracterização dimensional
No dia a dia de um processo industrial, a variação de poucos décimos de milímetros pode fazer uma grande diferença no resultado de uma peça. 
Na indústria automobilística, por exemplo, pode significar a segurança do veículo por conta do mau encaixe de peças. Por isso, algumas empresas solicitam a análise por meio de tomografia industrial para mapear suas peças e entender exatamente qual é o modelo ideal, para que ele possa ser replicado.
O instrumento faz uso de raios-X para fazer a varredura da peça e um software consegue reproduzi-la fielmente por meio de pontos e dar a noção exata de altura, espessura, diâmetro, etc.
 
Matriz volumétrica via tomografia computadorizada de raios-x
 
Ensaios por tomografia computadorizada
		
Aplicação:
Engenharia reversa
A Engenharia reversa significa entender todas as características de um produto  e mapeá-lo com o objetivo de aprimoramento ou estudo.
Isso serve para aumentar a eficiência dos produto da empresa ou  para estudar os produtos da concorrência. 
Através da tomografia industrial, é possível responder a uma simples pergunta: o que faz este produto ser tão bom que o torna diferente dos outros?
PORTANTO, a engenharia reversa é um importante aliado no desenvolvimento de produtos industriais e a tomografia industrial, um importante recurso para alcançá-la.
 
Matriz volumétrica via tomografia computadorizada de raios-x