Ensaios não destrutivos

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Ensaios não destrutivos
Prof. Julio Cesar José Rodrigues Junior
Descrição
Discussão sobre os principais ensaios não destrutivos (ENDs), suas
aplicações, limitações, vantagens e desvantagens.
Propósito
Ensaios não destrutivos (ENDs) auxiliam na detecção de defeitos de
peças acabadas, bem como no acompanhamento de algum defeito
durante a vida útil do componente.
Objetivos
Módulo 1
Ensaio dimensional e visual de soldagem
Reconhecer o ensaio dimensional e visual de soldagem.
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Módulo 2
Ensaio por líquido penetrante
Descrever o ensaio por líquido penetrante.
Módulo 3
Ultrassom e medição de espessura por
ultrassom
Empregar o ultrassom e medição de espessura por ultrassom.
Módulo 4
Ensaio radiográ�co
Descrever ensaio radiográfico.
Introdução
Assista ao vídeo introdutório e compreenda os conceitos
relacionados aos principais ensaios não destrutivos, dentre os
quais: o visual e dimensional de soldas, o por líquido penetrantes,
o de ultrassom e o radiográfico.

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1 - Ensaio dimensional e visual de soldagem
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer o ensaio dimensional e visual de
soldagem.
Vamos começar!
Ensaio dimensional e visual de
soldagem
Assista ao vídeo e compreenda os fundamentos do ensaio visual e
dimensional em soldas, os instrumentos auxiliares utilizados (lupa,
tuboscópios, gabaritos etc.) e os principais defeitos detectados no
ensaio.

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Generalidades do ensaio visual
O ensaio visual é considerado um ensaio não destrutivo (END) e,
certamente, é o mais antigo deles. É uma técnica simples que possibilita
uma gama de informações quantitativas e qualitativas. Em regra,
antecede outros ENDs (por líquidos penetrantes, por raios X etc.). É
importante destacar que o exame não é adequado para a inspeção de
descontinuidades internas como bolhas gasosas, contrações internas
etc.
Uma das principais aplicações do exame visual está
relacionada com o processo de soldagem (exame
visual em soldas - EVS), por exemplo, para controle de
qualidade. É possível detectar defeitos como falta de
penetração, penetração excessiva, mordedura na raiz
etc.
As imagens 1, 2 e 3 apresentam os defeitos de falta de fusão, falta de
penetração e mordedura em soldas entre duas peças metálicas:
Imagem 1 - Falta de fusão.
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Imagem 2 - Falta de penetração.
Imagem 3 - Mordeduras.
O exame visual é o primeiro passo para a inspeção de uma peça. Em
regra, quando nenhum defeito é encontrado no exame visual, outros
ensaios não destrutivos (ENDs) são utilizados para a verificação de
possíveis defeitos internos. Quando, na inspeção visual, defeitos
(grosseiros) são detectados, a peça é descartada como sucata.
Esquematicamente, a imagem 4 apresenta a descrição anterior.
Imagem 4 - Esquema para a inspeção visual de uma peça.
Instrumentos utilizados no exame
visual
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O olho humano apresenta, em média, maior sensibilidade quando a luz
visível utilizada possui comprimento de onda na faixa de 5.500 a
5.600 Å. A imagem 5 apresenta a curva de sensibilidade relativa do olho
humano em função do comprimento de onda da luz visível. Observe que
a sensibilidade máxima ocorre para a faixa anteriormente citada.
Imagem 5 - Curva sensibilidade relativa versus comprimento de onda.
O exame visual pode ser feito com a vista desarmada ou com o auxílio
de equipamentos ópticos, como veremos a seguir:
Lupas - Instrumento óptico que proporciona aumento de cerca de
dez vezes, permitindo a visualização de descontinuidades de até
centésimos de milímetros.
Espelhos - Instrumento óptico que auxilia na observação de locais
de difícil acesso como pequenos tubos e soldas em ângulo. Em
geral, são esféricos e côncavos.
Microscópios - São utilizados quando há a necessidade de
aumentos maiores que dez vezes.
Tuboscópios - São instrumentos que auxiliam na observação de
tubos longos de pequenos diâmetros.
Câmeras de TV em circuito fechado - São adaptadas ao tuboscópio
e particularmente úteis quando existe risco ao inspetor, como
instalações com elevado nível de radiação, temperatura elevada etc.
As imagens 6, 7 e 8 mostram alguns dos instrumentos ópticos
utilizados no exame visual em soldas. A imagem 6 apresenta uma lupa
para o auxílio do EVS. Na imagem 7, vemos a utilização do espelho no
(λ)
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exame visual de uma solda no interior de um tubo. Por fim, na imagem 8,
é apresentado um desenho esquemático de um tuboscópio, destacando
suas principais regiões.
Imagem 6 - Lupa utilizada no EVS.
Imagem 7 - Espelho utilizado no EVS.
Imagem 8 - Desenho esquemático de um tuboscópio.
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Vantagens e limitações do ensaio
visual
Como qualquer procedimento de inspeção, o exame visual apresenta
vantagens e limitações. Sobre as vantagens do ensaio visual:
Vantagem I
A primeira vantagem é que entre os ENDs, é o de maior simplicidade de
operação e de mais baixo custo operacional.
Vantagem II
Permite a identificação de descontinuidades nas soldas (trincas
superficiais, mordeduras etc.) de maneira rápida.
A inspeção visual é um END muito influenciado pelo treinamento e pela
experiência do inspetor. Ademais, depende de condições como
acuidade visual do operador e luminosidade. Apresenta, além disso, a
limitação de detecção apenas de descontinuidades superficiais e não
deve ser considerado um ensaio definitivo, ou seja, na eventualidade de
não ser detectada nenhuma descontinuidade superficial, a peça deve ser
examinada por outros ENDs (ultrassom, raios X etc.) para verificação de
descontinuidades internas.
Exame visual e dimensional em
soldas
A inspeção de soldas pela técnica visual, ou seja, o ensaio visual e
dimensional em soldas, é uma das mais antigas atividades nos setores
industriais. Com a evolução dos ENDs, o exame visual e dimensional de
soldas passou a ser normatizado. Dessa forma, a inspeção exige
definição clara e precisa de critérios de aceitação e de rejeição do
produto que está sendo inspecionado. Por isso, é importante que o
inspetor tenha treinamento frequente, com um conhecimento claro das
exigências da peça analisada.
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O objetivo do exame visual e dimensional em soldas é
a verificação de descontinuidades superficiais nas
soldas, também um importante recurso na verificação
de alterações dimensionais e do padrão de
acabamento superficial de uma solda.
Em um componente soldado com responsabilidade estrutural, a junta
deve atender a uma série de parâmetros normatizados, que incluem o
não aparecimento de algumas descontinuidades superficiais, assim
como dimensões e formas corretas conforme o definido no projeto.
Dimensões e formas da solda
O projeto de engenharia da estrutura ou do componente apresenta uma
série de informações, como a dimensão e a forma da solda, pois isso
implica, por exemplo, no seu limite de resistência mecânica. A imagem 9
apresenta perfis corretos de solda, sendo uma côncava e outra convexa,
em que e são denominados pernas e , garganta. As dimensões
de uma solda podem ser verificadas por meio de réguase gabaritos
próprios (imagem 10).
Imagem 9 - Perfis corretos de soldas - côncava (a) e convexa (b).
p1 p2 g
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Imagem 10 - Gabarito para soldas de filetes.
Os perfis incorretos de uma solda, em geral, estão associados a erros
no processo de soldagem e podem trazer várias consequências, como a
criação de concentradores de tensões e, consequentemente, aumentar a
área da tensão atuante, fugindo das especificações estruturais do
projeto. Entre outras consequências, podem ser citadas as seguintes:
aprisionamento de escórias;
modificar as dimensões da solda (projeto).
A imagem 11 apresenta uma série de situações em que o perfil da solda
é inadequado, ou seja, está em desacordo com a especificações
normativas.
Imagem 11 - Perfis inadequados para soldas.
Você verá a seguir um gabarito de soldagem utilizado no EVS para
verificar se os tamanhos da solda de filete, garganta, perna e
concavidade/convexidade estão de acordo com a norma:
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Imagem 12 - Gabarito para EVS.
Veja em seguida alguns dos instrumentos necessários para realizar o
controle visual e dimensional em soldas, tais como lupa, gabaritos de
concavidade/convexidade, paquímetros etc.:
Imagem 13 - Equipamentos para exame visual e dimensional em soldas.
Outro aspecto identificado no exame visual e dimensional em soldas é o
desalinhamento de juntas de topo. Observe na imagem 14 como as
duas peças metálicas encontram-se desalinhadas, mesmo mantendo o
paralelismo entre elas:
Imagem 14 - Desalinhamento em junta de topo, inadequado para solda.
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Instrumentos para o exame
dimensional em soldas
Para o exame dimensional em soldas utilizam-se alguns equipamentos
e gabaritos próprios. Genericamente, os instrumentos apresentam maior
grau de sofisticação que os gabaritos, sendo, portanto, de utilização
mais técnica, exigindo qualificação do inspetor que fará a avaliação. Os
principais instrumentos de medição utilizados no ensaio visual e
dimensional em soldas são:
Régua
Paquímetro
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Transferidor
Gabaritos de solda
Agora que você já os conhece, compreenda adiante a função detalhada
de cada um deles:
Régua - É uma haste metálica, acrílico ou madeira, normalmente
com precisão de milímetro (1 mm), utilizada exclusivamente para
medidas lineares (comprimento). No caso de inspeções
dimensionais em soldas, a trinca superficial pode ter seu
comprimento avaliado diretamente.
Paquímetro - Instrumento usado para medir as dimensões lineares
internas (utilizando os bicos do paquímetro), externas (utilizando as
orelhas do paquímetro) e de profundidade (utilizando a haste de
profundidade) de uma peça. Normalmente tem escalas em
milímetros e polegadas, apresentando maior precisão que a régua
(0,05 mm). Pode ser analógico ou digital.
Transferidor - Também denominado goniômetro, é o instrumento
utilizado para a medida de grandezas angulares.
Gabaritos de solda - São instrumentos com aplicabilidade em
juntas soldadas. Existem várias possibilidades de utilização,
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destacando-se as medições de juntas de topo (reforços de cordão,
profundidade de mordedura, desalinhamento de junta, abertura do
chanfro, nariz da junta e embicamento). Em juntas soldadas em
ângulo, são utilizados para a medição dos seguintes parâmetros:
garganta, perna, convexidade e concavidade (ver imagem 9).
Na imagem 15 é apresentado um cordão de solda, em uma peça
metálica, sendo inspecionado, visualmente, com o auxílio de uma lupa.
Note a descontinuidade superficial no cordão de solda e a régua, ao lado
do cordão:
Imagem 15 - Inspeção visual e dimensional em solda. Descontinuidade superficial.
As imagens 16 e 17 apresentam dois tipos de paquímetros (analógico e
digital) que podem ser utilizados na medição de uma trinca superficial
ou da geometria da solda (espessura de soldas, reforço da solda etc.):
Imagem 16 - Paquímetro analógico - inspeção dimensional em soldas.
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Imagem 17 - Paquímetro digital para inspeção dimensional em soldas.
A imagem 18 apresenta um calibre sendo utilizado na inspeção
dimensional para a medida da espessura da solda do filete:
Imagem 18 - Inspeção dimensional em soldas - medida de espessura.
A imagem 19 apresenta dois pequenos tubos soldados e o equipamento
para a inspeção visual e dimensional de soldas. O medidor apresentado
é capaz de quantificar as dimensões da solda e do defeito, como a
altura do reforço e a profundidade do rebaixo:
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Imagem 19 - Inspeção dimensional em soldas - medidor de altura do reforço da solda.
Atenção!
O EVS deve ser executado não apenas na etapa final do processo de
soldagem, mas também antes e durante a sua execução.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Os ENDs são amplamente utilizados na inspeção de componentes
mecânicos. Alguns exigem equipamentos sofisticados e
treinamento exaustivo do operador. Para a verificação de defeitos
externos e dimensões apropriadas em soldas, o exame visual é
inicialmente utilizado. A respeito do EVS, são feitas as afirmativas a
seguir.
I – O EVS é um exame qualitativo que, uma vez que nenhuma
descontinuidade superficial foi detectada, a peça pode ser
considerada aceita e colocada em uso.
II – O EVS identifica se o perfil da solda está adequado ou não. São
perfis inadequados a convexidade excessiva e a perna insuficiente.
III – O EVS é atualmente pouco utilizado devido à evolução de
outros ensaios não destrutivos, por exemplo, o ensaio por líquidos
penetrantes e por raios X.
Está correto o que consta em:
A Apenas em I
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Parabéns! A alternativa B está correta.
O EVS é um ensaio não destrutivo em que é possível a detecção de
descontinuidades superficiais e erros de dimensionamento nas
soldas. É auxiliado por instrumentos ópticos como lupa e
tuboscópio e gabarito para dimensões. É um ensaio que antecede
todos os outros ENDs. Caso seja detectada uma descontinuidade
no exame visual e dimensional, a solda será rejeitada ou retornará
para o devido acerto. Quando nenhum defeito superficial é
encontrado, há necessidade de um END que possa identificar
defeitos internos. Mesmo com a evolução dos demais ENDs, o
exame visual é ainda muito utilizado para a inspeção em soldas.
Questão 2
(Ano: 2018 Banca: Instituto Acesso Órgão: SEDUC-AM - Engenheiro
Mecânico). Das descontinuidades apresentadas a seguir, marque
aquela que só é encontrada em juntas de topo utilizando o método
de ensaio visual (ensaio não destrutivo).
B Apenas em II
C Apenas em III
D I e II
E II e III
A Desalinhamento
B Convexidade excessiva
C Deformação angular
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Parabéns! A alternativa A está correta.
Dos defeitos apresentados nas opções, apenas a letra (A) ocorre
em juntas de topo.
2 - Ensaio por líquido penetrante
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever o ensaio por líquido penetrante.
Vamos começar!
Ensaio não destrutivo por líquidopenetrante
D Concavidade excessiva
E Solda em ângulo assimétrica

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Assista ao vídeo e compreenda o ensaio não destrutivo por líquidos
penetrantes, suas principais características, aplicações e limitações.
Aspectos gerais do ensaio por
líquidos penetrantes (LP)
Na indústria, é bastante comum a utilização de ensaios não destrutivos
(END) para inspecionar um componente (em uso) e, depois, colocá-lo
novamente em funcionamento. Dessa forma, o engenheiro pode
inspecionar uma peça e, eventualmente, fazer a sua substituição antes
de uma falha. Entre os vários ensaios não destrutivos, destaca-se o
ensaio por líquidos penetrantes (LP). Observe a imagem 20.
Historicamente, Robert C. Switzer aperfeiçoa o método do óleo e giz
desenvolvendo o moderno método de END por líquidos penetrantes.
Imagem 20 - Ensaio por líquidos penetrantes.
Em linhas gerais, em um material com pequenas fissuras superficiais
(não detectadas pelo ensaio visual) um líquido colorido (em geral,
vermelho) é colocado sobre a superfície e, após certo tempo, é removido
da superfície ensaiada. Pelo fenômeno da capilaridade, o líquido dentro
do defeito superficial permanece em seu interior.
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Na sequência, um pó revelador é colocado na superfície, absorvendo o
líquido no interior das descontinuidades. Assim, é possível identificar
alguns defeitos superficiais. A imagem 21 apresenta algumas
indicações de descontinuidades superficiais que podem ser reveladas
pelo ensaio por líquidos penetrantes. Destaca-se a revelação de
microporosidades superficiais em (d).
Imagem 21 - Descontinuidades superficiais reveladas no ensaio por LP.
O ensaio por LP tem ampla utilização em diversos materiais, como
alumínio, magnésio, aços inoxidáveis austeníticos, ligas de titânio,
materiais ferromagnéticos, assim como em cerâmicas vitrificadas,
vidros e plásticos. Uma aplicação do END por LP é a identificação de
fissuras num passe da solda. Observe a imagem 22, em que uma
pequena fissura é identificada no cordão de solda.
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Imagem 22 - Descontinuidade superficial em cordão de solda revelada no ensaio por LP.
A seguir, um ponto importante para enriquecer o seu conhecimento:
Um parâmetro utilizado no ensaio por líquidos penetrantes é o
denominado coeficiente de penetração (CP), dado pela seguinte
expressão matemática:
Onde:
 - tensão superficial do líquido; e
 - viscosidade do líquido.
A interpretação para o coeficiente de penetração é que quanto
maior seu valor, maior é a velocidade de penetração do líquido na
descontinuidade superficial.
Vantagens e limitações do ensaio por
LP
O ensaio por LP apresenta uma série de vantagens, ainda que algumas
limitações. Nesse caso, outro END deverá ser utilizado para a inspeção.
São vantagens do ensaio por LP:
Coeficiente de penetração (CP) 
CP = √
γ
2. η
γ
η
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simplicidade na execução;
fácil interpretação dos resultados;
treinamento simples para o operador;
não existe limitação das dimensões e formas da peça; e
capacidade de revelar trincas finas.
Em relação às limitações do método, podem ser citadas as seguintes:
a superfície a ser inspecionada deve ter baixas porosidade e
rugosidade;
revela apenas descontinuidades abertas para a superfície;
faixa de aplicação em torno de 10°C a 52°C, de acordo com a
norma de caldeiras e vasos de pressão da Sociedade Norte-
Americana de Engenheiros Mecânicos (The American Society of
Mechanical Engineers - ASME);
capacidade da visão do operador.
Ensaio por LP
Conforme Garcia, Spim e Santos (2017), no ensaio por LP ocorre a
penetração de líquidos com propriedades físicas e químicas
particulares, por meio do fenômeno da capilaridade, em pequenas
trincas que afloram na superfície do material examinado. Depois de
estar “molhada” com o líquido, a superfície é limpa e, em seguida, um
revelador é espalhado sobre a superfície inspecionada, desvelando o
líquido aprisionado nos defeitos superficiais.
Importante destacar que o ensaio por LP é útil para
detecção de trincas superficiais em metais não
porosos. Em regra, esses defeitos não são detectados
no exame visual, e o líquido utilizado apresenta cor
vermelha.
A imagem 23 apresenta, esquematicamente, as várias etapas do ensaio
por LP, ou seja, aplicação do líquido, remoção do excesso de líquido,
aplicação do revelador e identificação do defeito superficial:
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Imagem 23 - Etapas do ensaio por líquidos penetrantes.
Etapas do ensaio por LP
O ensaio não destrutivo por líquidos penetrantes apresenta uma série de
etapas que devem ser conduzidas com técnicas e cuidados para que o
ensaio seja validado:
I - Limpeza (desengraxamento) seguida de
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secagem
Essa etapa do ensaio por LP é fundamental, cujo principal objetivo é a
desobstrução dos defeitos superficiais de tintas, camadas protetoras,
areia, graxa etc. Na etapa de limpeza da peça (ou de parte dela) para o
ensaio (LP), os seguintes processos podem ser utilizados: detergentes,
banho de decapagem, ultrassom etc. Importante ressaltar que essa
etapa deve ser inerte ao metal a ser estudado, isto é, não deve ocorrer
ação química como a corrosão. Finda a limpeza, a peça dever ser seca
(ver imagem 23).
II - Aplicação do líquido penetrante
Terminada a etapa de limpeza/secagem da peça, o líquido é aplicado
sobre a superfície da peça a ser ensaiada (imagem 23). As principais
formas de aplicação do líquido penetrante são: por imersão da peça no
líquido; e pulverização do líquido sobre a área a ser estudada ou por
meio de um pincel. Os líquidos utilizados no ensaio devem apresentar
algumas características, entre as quais:
1. alta capacidade de penetração em pequenas aberturas;
2. estabilidade em relação à evaporação (baixa volatilidade);
3. capacidade de ser aplicado em pequenas camadas;
4. não reagir quimicamente com o metal.
III - Retirada do líquido penetrante
O excesso do líquido deve ser retirado após um tempo de aplicação
(tempo de penetração). Cabe destacar que nessa etapa não ocorre a
retirada do líquido do interior dos pequenos defeitos superficiais,
conforme a imagem 24.
Imagem 24 - Retirada do excesso de LP.
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Dependendo das dimensões do defeito superficial, na etapa da retirada
do excesso do líquido penetrante, o líquido no interior do defeito pode
ser, também, retirado impossibilitando assim, a revelação do defeito.
Observe a imagem 25:
Imagem 25 - Efeito das dimensões dos defeitos no ensaio por LP.
IV - Aplicação do revelador
O revelador pode ser em pó ou líquidos com altas taxas de evaporação
(voláteis). Após a remoção do excesso de líquido penetrante, o pó
revelador é espalhado na superfície de inspeção (imagem 23). A função
é absorver o líquido penetrante do interior dos defeitos superficiais,
revelando-os.
V - Inspeção e interpretação
Após certo tempo de aplicação do pó revelador, ocorre a absorção do
líquido do interior dos defeitos, manchando o pó revelador e,
consequentemente, revelando os defeitos superficiais.
VI - Limpeza pós-ensaio
Esta última etapa consiste na remoção de todos os resíduos de
produtos utilizados no ensaio.
Observação importante
O técnico ou o engenheiro com experiência conseguem avaliar a
profundidade da trinca a partir da largura reveladano ensaio.
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Paula Leite (1920-2007), em sua obra, apresenta
estudo realizado emv idros com fissuras (artificiais) de
mesma largura, mas com profundidades distintas.
A imagem 26 apresenta um gráfico que relaciona a profundidade da
trinca com a sua largura, revelada no ensaio por líquidos penetrantes:
Imagem 26 - Gráfico profundidade versus largura de trincas superficiais.
Tipos de LP
Existem dois tipos básicos de LP com três possibilidades de remoção.
Em relação ao líquido, temos:
LP fluorescente - visível sob a ação da luz negra (luz ultravioleta -
UV);
LP com corante - visível sob a ação da luz natural.
Para cada tipo de LP, três são as possibilidades de remoção do excesso
de líquido aplicado na superfície a ser ensaiada:
remoção com água;
remoção com água depois de emulsificado o LP;
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remoção com solventes especiais.
Atenção!
Os LP com emulsificação ulterior apresentam sensibilidade maior que a
dos líquidos comuns possibilitando, assim, detecção de alguns defeitos
superficiais específicos. A partir do tipo de LP e do agente utilizado para
a remoção do excesso na superfície, são seis as técnicas para o ensaio
por LP, descritos na sequência.
LP �uorescentes removíveis com
água
Nessa técnica, ocorre a aplicação do LP (a superfície deve estar limpa),
tempo de aplicação (tempo de penetração) e posterior remoção do
excesso de líquido. A inspeção das descontinuidades é feita utilizando-
se luz negra (UV). Em linhas gerais, nessa técnica, as indicações
florescem tal que porosidades superficiais se apresentam como pontos
brilhantes e fissuras como linhas fluorescentes.
LP �uorescentes com emulsi�cação
ulterior
Essa técnica, em relação a do item anterior, apresenta as seguintes
vantagens: detecção de fissuras muito finas (maior sensibilidade) e
possibilidade de detecção de descontinuidades superficiais com pouca
profundidade, como riscos e marcas de ferramental. A técnica é
ligeiramente diferente da anterior, pois não há a remoção do LP com
água na sequência do tempo de penetração.
A remoção é precedida da operação de emulsificação do líquido. Só
então ocorre a remoção do excesso de LP com água. A imagem 27
apresenta, esquematicamente, a aplicação do emulsificador na
superfície com o LP. Após o tempo de espera, ocorre a mistura entre o
emulsificador e o LP, permitindo-se remover o excesso com água. Note
na imagem 27 que o LP no interior da descontinuidade não é
emulsificado.
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Imagem 27 - Aplicação de emulsificador.
A etapa da lavagem (remoção do líquido penetrante emulsificado) deve
ser executada com o auxílio da luz negra. A imagem 28 mostra,
esquematicamente, a correta lavagem para a técnica:
Imagem 28 - Lavagem com jato d’água inclinado.
LP �uorescentes removíveis com
solventes
A técnica é similar às duas primeiras descritas, exceto pelo fato de que
a remoção do excesso de líquido é feita por solventes, utilizados na
forma de aerossol. Dessa maneira, o equipamento para o ensaio por LP
é portátil, possibilitando, assim, que a técnica seja aplicada em
inspeções de campo. A revelação dos defeitos superficiais é feita sob a
incidência da luz negra. A imagem 29 mostra, esquematicamente, o
equipamento para a técnica. No campo, a luz negra pode ser substituída
por um pano preto, evitando a incidência da luz diurna.
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Imagem 29 - Equipamento para a técnica de LP fluorescente removíveis com solventes.
LP corantes removíveis com água
Nessa técnica, os líquidos utilizados apresentam coloração (em geral,
vermelha) e reveladores, normalmente, em pó da cor branca. Em linhas
gerais, ocorre a aplicação do líquido penetrante na superfície
previamente limpa com posterior remoção do excesso de líquido com
água e aplicação do revelador. A inspeção das descontinuidades é feita
utilizando-se luz natural. Na eventualidade de se utilizar a imersão como
técnica para espalhar o líquido na superfície da peça, deve-se atentar
para que não ocorram bolhas entre a superfície e a camada líquida.
LP corantes com emulsi�cação
ulterior
A inspeção realizada por essa técnica apresenta a particularidade da
utilização de um emulsificador antes da etapa de lavagem do excesso
do líquido. O emulsificador mistura-se com o líquido penetrante, o que
torna possível a utilização de água em sua remoção. A lavagem por
água é similar à apresentada na imagem 28. Assim como a técnica
anterior, a visualização dos defeitos superficiais revelados é realizada
sob a luz natural.
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LP removíveis com solventes
Da mesma maneira que nas duas técnicas anteriores, o LP apresenta,
em geral, cor vermelha. Seguem-se as etapas de limpeza da superfície,
a aplicação do LP, a remoção do excesso de líquido por ação de
solventes e a posterior aplicação do revelador. Uma vantagem dessa
técnica é a possibilidade de utilização para inspeções em locais sem
abundância de água.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(CESGRANRIO - 2011 - Petrobras - Engenheiro de Equipamento
Júnior - Inspeção). Uma vantagem do ensaio por líquidos
penetrantes em relação aos demais ensaios não destrutivos é que o
Parabéns! A alternativa D está correta.
O ensaio não destrutivo por líquidos penetrantes é utilizado para
detectar defeitos superficiais não revelados no exame visual. A
preparação da superfície com limpeza adequada e secagem é uma
A
ensaio permite avaliar a profundidade da
descontinuidade.
B ensaio pode detectar qualquer descontinuidade.
C método não necessita de preparação da superfície.
D
método é mais simples e de fácil interpretação dos
resultados.
E método pode ser aplicado em todos os materiais.
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etapa de fundamental importância. O método apresenta execução
bem simples, e a interpretação dos resultados é bem intuitiva, uma
vez que haverá uma coloração (vermelha, num fundo branco) para
os defeitos superficiais. Não é adequado para materiais porosos.
Questão 2
(NC-UFPR - 2017 - COPEL - Técnico Industrial de Mecânica I). As
descontinuidades presentes quando se efetua a soldagem de
metais podem afetar severamente o componente, ocasionando
falhas que podem causar a perda desse componente ou até graves
acidentes. Os ensaios não destrutivos, empregados em elementos
soldados, têm a finalidade de identificar essas descontinuidades
para que, posteriormente, ações corretivas possam ser tomadas. O
ensaio de líquido penetrante é um exemplo muito empregado em
peças soldadas e por meio dele é possível detectar as seguintes
falhas ou propriedades no metal analisado:
Parabéns! A alternativa D está correta.
O ensaio por líquidos penetrantes é aplicável para a detecção de
defeitos superficiais não identificáveis no exame visual. Entre os
defeitos possíveis, podemos citar pequenas trincas superficiais,
porosidades na superfície de um metal etc.
A Microtrincas e zona termicamente afetada.
B Trincas superficiais e tamanho do grão.
C Inclusões de escória e trincas superficiais.
D Trincas e porosidades superficiais.
E Segregações e inclusões.
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3 - Ultrassom e medição de espessura por ultrassom
Ao �nal destemódulo, você será capaz de empregar o ultrassom e medição de espessura por
ultrassom.
Vamos começar!
Ensaio não destrutivo por ultrassom e
medição de espessura por ultrassom
Assista ao vídeo e compreenda o ensaio não destrutivo por ultrassom,
os princípios básicos de funcionamento, as aplicações, as vantagens e
as desvantagens.

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Aspectos gerais do ultrassom
Os ensaios não destrutivos são utilizados para detecção de eventuais
defeitos (trincas, porosidades, inclusões no cordão de solda etc.) sem
que a peça seja inutilizada. Entre os ENDs, destaca-se o ensaio por
ultrassom.
Em linhas gerais uma onda com frequência de
ultrassom é gerada, atravessa a peça com defeito
ocorrendo a reflexão, e, ao ser interpretada, identifica o
tipo de defeito. A onda é mecânica (necessita de meio
material para a propagação).
A imagem 30 apresenta o aparato para o ensaio por ultrassom. Existem
dois métodos de ensaio por ultrassom: o da transparência e o da
reflexão. A imagem 31, de maneira esquemática, apresenta os dois
métodos:
Imagem 30 - Ensaio por ultrassom - esquema.
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Imagem 31 - Métodos do ensaio por ultrassom.
Aspectos físicos do ultrassom
O pulso de onda utilizado no ensaio por ultrassom é mecânico, ou seja,
necessita de um meio para a propagação. A velocidade da onda
mecânica depende do meio de propagação - nesse caso, a peça a ser
ensaiada. A onda apresenta várias características, entre as quais a
amplitude , a velocidade de propagação , o comprimento de
onda , frequência de vibração (f), período de vibração (T) etc. É
possível escrever as seguintes relações matemáticas:
A frequência do ultrassom é superior a 20 kHz, sendo comum para os
ensaios valores de 20 kHz a 10 MHz (atingindo-se até 25 MHz).
Tomando-se a velocidade da onda sonora (em aços) como cerca de
6.000 m/s e um transdutor de 10 MHz, é possível determinar o
(A) (v)
(λ)
v = λ ⋅ f  ou  v =
λ
T
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comprimento de onda associado e, portanto, a ordem de grandeza da
dimensão do defeito detectável:
Saiba mais
Hz - Hertz (rotações/vibrações por segundo);
kHz = 103 Hz;
MHz = 106 Hz.
Em relação à propagação das ondas mecânicas, duas são as
possibilidades.
Onda longitudinal
Vibração na direção de
propagação da onda.
Onda transversal
Vibração transversal à
propagação da onda.
A imagem 32 apresenta, esquematicamente, as duas possibilidades de
propagação das ondas mecânicas:
Imagem 32 - Propagação de ondas mecânicas longitudinal/transversal.
As ondas ultrassônicas (até 25 MHz) são geradas por transdutores
(convertem uma modalidade de energia em outra) construídos a partir
de materiais piezoelétricos (convertem energia elétrica em energia
mecânica de vibração e vice-versa). Outro aspecto físico que deve ser
considerado no ensaio por ultrassom é a impedância acústica que, em
linhas gerais, quantifica a resistência oferecida pelo meio material à
passagem de ondas sonoras. Se dois meios estão acoplados e
possuem impedâncias muito diferentes, a transmissão da onda sonora,
na interface, é diminuída.
Na prática da inspeção por ultrassom, quando o acoplamento do
cabeçote à peça metálica permite a formação de uma pequena camada
v = λ ⋅ f → 6.000 = λ ⋅ 10 ⋅ 106 → λ = 0, 6mm

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de ar entre eles, a transmissão é prejudicada. A solução utilizada é a
aplicação de líquido acoplante entre as superfícies, fazendo com que a
diferença de impedância seja reduzida. Observe, na imagem 33, o
equipamento para inspeção de tubo de aço, por teste ultrassônico, para
defeito interno.
Imagem 33 - Inspeção por ultrassom em tubo de aço.
Atenção!
Transdutores de ultrassom são constituídos de materiais piezoelétricos,
como o quartzo ou o titanato de bário. É possível, por meio de algumas
relações matemáticas, calcular o módulo de elasticidade (E) do material
inspecionado por meio de ultrassom.
Ensaio por ultrassom
O ensaio não destrutivo por ultrassom é amplamente utilizado na
inspeção de peças (ferrosas ou não ferrosas) com potenciais defeitos
internos (vazios, trinas etc.), tendo ampla aplicação na inspeção de
componentes aeronáuticos, automobilísticos, da indústria petrolífera
etc. O equipamento é formado por um osciloscópio e um transdutor
(transmissor/receptor). Observe a imagem 34, evidenciando o
transdutor sobre a superfície e o osciloscópio:
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Imagem 34 - Equipamento para inspeção por ultrassom.
A partir do transdutor, ondas mecânicas vibratórias são produzidas, e a
resposta no osciloscópio são os picos das ondas
transmitidas/refletidas que indicam a eficiência, por exemplo, da
transmissão. Regiões com alta transmissibilidade/refletividade da onda
indicam ausência de defeitos internos (na região inspecionada).
Cabe ressaltar que o contato entre o transdutor e a superfície da peça
deve ser o mais perfeito possível, sem a presença de bolhas, que
dificultam a transmissão da onda mecânica, devido à alta reflexão. A
utilização de líquidos acoplantes minimiza a reflexão. Dois são os
métodos para a inspeçãopor ultrassom:
método da transparência;
método da reflexão.
Adiante, saiba mais sobre cada um deles.
Método da transparência no ensaio
por ultrassom
Esse método utiliza vibrações ultrassônicas contínuas, oriundas do
transdutor de transmissão, que são recebidas pelo transdutor de
recepção. No trajeto da onda pelo material inspecionado, havendo
encontro com algum defeito interno, parte da energia da onda emitida é
refletida (no defeito), e somente um percentual da energia inicial chega
ao receptor. No osciloscópio, um gráfico com picos reduzidos revela a
presença dos defeitos internos.
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Imagem 35 - Método de transparência por ultrassom.
A partir da imagem 35, é possível visualizar “duas telas” do osciloscópio:
uma em que a onda emitida é integralmente recebida pelo transdutor de
recepção, ou seja, não ocorre interação da onda com nenhum defeito. O
gráfico apresenta picos de mesma intensidade. Em oposição, quando a
onda interage com o defeito interno, parte da energia é refletida, não
alcançando o transdutor de recepção. Graficamente, os picos
apresentam diferença nas alturas. De acordo com Garcia, Spim e Santos
(2017), várias são as aplicações recomendadas para o método de
transparência, dentre as quais destacam-se:
inspeção de chapas e placas metálicas;
inspeção de barras e perfis metálicos (na seção transversal);
inspeção de pequenas peças;
determinação de tamanho de defeitos.
Saiba mais
A principal aplicação do método por transparência é na inspeção de
chapas para detecção de descontinuidades planares, tipo dupla
laminação, utilizando a técnica por imersão em água. Essa técnica
utiliza-se de um transdutor de imersão à prova d’água, para examinar
uma peça que esteja submersa em água. A imersão na água garante um
acoplamento sempre homogêneo.
Método da re�exão no ensaio por
ultrassom
Também chamado de pulso-eco, esse método utiliza pulsos
ultrassônicos oriundos do transdutor (função de transmissor e
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receptor). No trajeto do pulso (pelo material inspecionado),
havendoencontro com algum defeito interno, parte da energia da onda
emitida é refletida (no defeito) e parteé transmitida.
Não havendo interação com algum defeito, a energia sofrerá reflexãona
outra superfície da peça (base). Como as distâncias percorridas serão
distintas (velocidade do pulso depende do meio), os tempos na
recepção serão distintos, e no osciloscópio serão apresentados com
picos de alturas distintas. Observe a imagem 36:
Imagem 36 - Método de reflexão por ultrassom.
De acordo com Garcia, Spim e Santos (2017), várias são as aplicações
recomendadas para o método de reflexão, entre as quais destacam-se:
inspeção de barras e perfis metálicos (na seção longitudinal);
inspeção de peças grandes (forjadas ou fundidas);
determinação da profundidade do defeito.
Observação importante
De acordo com a expressão e considerando dado material
(com velocidade de propagação da onda constante), as grandezas e 
são inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior o valor da
frequência , menor o comprimento de onda , o que possibilita a
investigação de defeitos com menores dimensões.
Qualquer um dos métodos de inspeção por ultrassom, reflexão ou
transparência apresenta como vantagem a sensibilidade na detecção de
descontinuidades internas, sem necessidade de execução elaborada.
Em relação ao ensaio não destrutivo radiográfico, não exige revelação
v = λ ⋅ f
λ f
f λ
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de um filme para obtenção dos resultados, uma vez que são lidos
diretamente no osciloscópio.
Cabeçotes utilizados no ensaio por
ultrassom
Aqui o cabeçote é responsável pela transmissão e recepção das ondas
ultrassônicas utilizadas no ensaio. Em linhas gerais, conforme afirma
Santin (2003), um cabeçote-padrão é composto pelas seguintes partes:
cristal piezelétrico (um ou mais);
bloco amortecedor;
face protetora ou bloco de retardamento;
conectores elétricos;
carcaça.
A imagem 37 apresenta um desenho esquemático de um cabeçote-
padrão e suas principais partes:
Imagem 37 - Cabeçote-padrão.
Os cabeçotes do equipamento de inspeção por ultrassom apresentam
algumas classificações. Em relação ao ângulo de emissão ou recepção
da onda ultrassônica, os transdutores podem ser: cabeçotes de
incidência normal (perpendicularmente à superfície) ou cabeçotes de
incidência angular (obliquamente à superfície). Cada um dos grupos de
cabeçotes pode apresentar um único cristal piezoelétrico (monocristal)
ou dois.
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A emissão da onda ou pulso ultrassônico pode ocorrer por acoplamento
direto do cabeçote na peça (cabeçotes de contato direto) ou por
imersão em água. A imagem 38 apresenta um cabeçote de incidência
normal utilizado no ensaio por ultrassom. Uma desvantagem é a falta de
sensibilidade para detectar defeitos subsuperficiais (próximos à
superfície de peça - zona morta).
Imagem 38 - Cabeçote de incidência normal.
A imagem 39 apresenta um esquema do cabeçote por incidência
oblíqua (ou angular). Assim como os cabeçotes por incidência normal,
apresenta limitações para detecção de defeitos próximos à superfície.
Imagem 39 - Cabeçote de incidência oblíqua.
Na imagem 40, tem-se um esboço do cabeçote de duplo cristal:
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Imagem 40 - Cabeçote duplo cristal.
Os transdutores pulso-eco (método de reflexão) não são adequados
para a detecção de descontinuidades próximas à superfície
(subsuperficiais), por exemplo, nas peças com pouca espessura. Nesse
caso, outro transdutor é utilizado, o transmissor e receptor (TR), por
duplo cristal. Nesses cabeçotes, os dois cristais (receptor e
transmissor) são elétrica e acusticamente separados, atuando de forma
independente. A imagem 41 apresenta, de forma esquemática, o
transdutor TR:
Imagem 41 - Transdutor TR - esquemático.
A partir dos conceitos apresentados, uma ampla utilização do ensaio
por ultrassom é a medição de espessuras de peças, por exemplo, de
tubos.
A ideia básica é que conhecendo-se a velocidade de
propagação das ondas ultrassônicas (no meio
considerado) e o tempo gasto entre a emissão e a
recepção do pulso é possível determinar a distância
percorrida pelo pulso e, consequentemente, a
espessura da peça.
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Os aparelhos de espessura por ultrassom operam com transdutores
duplo cristal. Conforme afirma Andreucci (2008), a técnica pode ser útil
para a medição de espessuras de chapas, tubos, taxas de corrosão em
equipamentos industriais etc. A imagem 42 mostra, esquematicamente,
a medição da espessura de um tubo:
Imagem 42 - Representação esquemática da medição de espessura por ultrassom.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(CESGRANRIO – 2014 – Petrobras – Técnico de Projetos,
Construção e Montagem Júnior – Estruturas Navais). Há um ensaio
não destrutivo usado para detectar descontinuidades em todo o
volume do material a ser analisado, tanto em metais ferrosos e não
ferrosos como em não metais. Capaz também de localizar, de
maneira precisa, descontinuidades existentes nas peças sem
utilizar processos intermediários, como, a revelação de filmes, esse
ensaio denomina-se:
A Visual
B Por raios X
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Parabéns! A alternativa C está correta.
Entre os ensaios visuais apresentados nas opções da questão,
aquele visual, o por líquidos penetrantes e o ensaio por partículas
magnéticas são adequados para a detecção de descontinuidades
superficiais. Os demais prestam-se à detecção de descontinuidades
interiores, sendo que no ensaio por raios X há a necessidade de
revelação de filme, enquanto por ultrassom não há.
Questão 2
(Petrobras: CESGRANRIO – 2008 – BR Distribuidora – Profissional
Júnior – Engenharia Mecânica). Numa inspeção de vaso de pressão
usando técnica de ensaio não destrutivo por ultrassom, utiliza-se
um líquido acoplante entre o cristal e a superfície da peça. Sua
utilização justifica-se, pois o(a)
C Por ultrassom
D Por líquido penetrante
E Por partícula magnética
A
lubrificante é necessário para eliminar o atrito do
transdutor.
B
líquido é necessário para fechar o circuito elétrico
do transdutor.
C
líquido é necessário para garantir o contato elétrico
do cristal.
D
cristal não vibra se colocado em contato direto com
a parede externa do vaso.
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Parabéns! A alternativa E está correta.
Em linhas gerais, o ensaio de ultrassom requer que o cabeçote
ultrassônico e a peça estejam intimamente unidos, a fim de se
evitar a formação de bolhas de ar e, com isso, dificultar a
transmissão do pulso ultrassônico.
4 - Ensaio radiográ�co
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever o ensaio radiográ�co.
Vamos começar!
Ensaio não destrutivo radiográ�co
Assista ao vídeo e compreenda os conceitos relacionados ao ensaio
não destrutivo radiográfico (por raios X). Serão detalhados os aspectos
E
transmissão da vibração ultrassônica não ocorre se
houver ar entre o cristal e a superfície do vaso.

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físicos dos raios X e as principais vantagens, desvantagens e aplicações
do ensaio.
Generalidades do ensaio radiográ�co
Os ensaios não destrutivos (ENDs) têm ampla utilização na indústria
para a inspeção de componentes mecânicos antes de sua utilização
inicial ou durante seu ciclo de vida, como parte do programa de
manutenção preditiva. Entre os diversos ENDs, estudaremos o ensaio
radiográfico ou por raios X, o que possibilitaa detecção de defeitos
internos da matéria tais como bolhas, trincas, microtrincas, inclusões
etc. Ademais, é capaz de identificar a variação da massa específica do
material inspecionado .
Sucintamente, um equipamento gerador de raios X é utilizado acima da
peça a ser examinada. Os raios X percorrem internamente a peça e
atingem um filme fotográfico fotossensível, colocado sob essa peça,
produzindo um esboço da imagem, apresentando tonalidades distintas
em função da intensidade da radiação que o atingiu. A imagem 43
mostra, de maneira esquemática, o aparelho gerador de raios X, a
incisão dos raios numa peça a ser examinada e o filme fotossensível
exposto, revelando a existência do vazio na peça.
(ρ = mV )
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Imagem 43 - Esquema do gerador de raios X.
A imagem 44 apresenta a absorção de raios X por uma peça com vazio
interno. O filme é revelado com diferentes tonalidades de cinza, devido à
intensidade dos raios X que chegam e sensibilizam o filme.
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Imagem 44 - Absorção dos raios X por peça com vazio interno.
A imagem 45 ilustra um aparato do exame radiográfico de soldas de
tubos de paredes espessas usando um aparelho de raios X pulsado.
Imagem 45 - Aparato de raios X para inspeção de soldas em tubos.
Natureza e propriedades dos raios X
As ondas eletromagnéticas são formadas pelos campos elétrico e
magnético variáveis e se propagam, inclusive, no vácuo. São
exemplos de ondas eletromagnéticas as ondas de TV, as ondas do
( →E)
( →B)
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espectro visível, as micro-ondas, os raios etc. Todas elas têm
velocidade máxima no vácuo de 300.000 km/s. A imagem 46 apresenta
um esboço de uma onda eletromagnética, destacando-se os campos
elétrico e magnético, que são perpendiculares entre si:
Imagem 46 - Esboço de onda eletromagnética.
Conforme afirma Andreucci (2013), em relação ao ensaio por raios X
devemos salientar algumas propriedades:
deslocam-se em linha reta;
podem atravessar materiais opacos à luz e, ao fazê-lo, são
parcialmente absorvidos por esses materiais;
podem sensibilizar películas fotográficas, formando imagens;
provocam o fenômeno da fluorescência em alguns materiais;
o comprimento de onda é da ordem de 0,01 a 10 Å
Produção dos raios X
Quando um elétron da camada de valência de um átomo é “arrancado”
de sua trajetória, ocorre a liberação de energia na forma de raios X.
Diferentemente dos materiais nucleares que emitem naturalmente a
radiação, os raios X são gerados em aparelhos que podem ser “ligados”
e “desligados”.
Os raios são gerados numa ampola de vidro,
denominada tubo de Coolidge, que possui o ânodo
(polo positivo) e o cátodo (polo negativo). É ligado em
alguns milhares de volts.
A alta diferença de potencial (d.d.p.) provoca, numa lâmpada de
filamento, uma emissão de elétrons atraídos contra uma placa de
tungstênio (ânodo). A interação com a matéria gera os raios X. A
X
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imagem 47 apresenta um esquema de um aparelho de raios X e seus
principais componentes.
Imagem 47 - Esboço de onda eletromagnética.
É possível determinar o comprimento de onda mínimo (em Å)
dos raios gerados, a partir da diferença de potencial (d.d.p.) aplicada,
de acordo com a seguinte equação.
O comprimento de onda mínimo está associado a uma maior energia
transportada pelos raios X ou, ainda, ao maior poder de penetração.
Dessa forma, para peças pouco espessas, devemos utilizar raios X com
maior comprimento de onda (menor energia) e menor comprimento de
onda (maior energia) para peças com grande espessura.
Da equação anterior, pode-se inferir que o comprimento de onda e a
d.d.p. aplicada são inversamente proporcionais, ou seja, para valores
maiores da d.d.p. o comprimento de onda é pequeno - logo, com alto
poder de penetração na matéria. Para d.d.p. de 60 kV e 120 kV, os
comprimentos de onda mínimos serão iguais a:
Ensaio radiográ�co
O ensaio industrial por raios X tem como objetivo a detecção de
descontinuidades no interior da matéria. Para sua execução, são
λminimo 
X
λmínimo  =
12 ⋅ 412
 d.d.p. 
λmínimo  =
12.412
60.000
∼ 0, 2Å/λmínimo  =
12.412
120.000
∼ 0, 1Å
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utilizados o tubo de Coolidge e um filme fotossensível. Dessa forma, o
feixe de raios X que vier a emergir da peça sensibilizará o filme,
posicionando as falhas contidas no material. Em termos matemáticos, a
intensidade emergente da peça é dada pela expressão a seguir.
 - intensidade inicial dos raios ;
 - espessura do material;
 - coeficiente de absorção (depende do material e do comprimento
de onda dos raios );
 - intensidade emergente dos raios .
A diferença de intensidade dos raios X no filme radiográfico
fotossensível auxilia na formação da imagem. Observe a imagem 48, em
que uma peça apresenta grande porosidade:
Imagem 48 - Absorção dos raios X por peça com grande porosidade.
Outra grande aplicação do ensaio radiográfico é a verificação dos
cordões de soldas em peças com relevância estrutural. A imagem 49,
por exemplo, apresenta a radiografia de um tubo metálico soldado,
indicando escória e corrosões por pites:
I = Io ⋅ e
−μ⋅x
I0 X
x
μ
X
I X
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Imagem 49 - Absorção dos raios X por peça com vazio interno.
De acordo com Garcia, Spim e Santos (2017), existem várias aplicações
do ensaio radiográfico na indústria atualmente, como veremos a seguir.
Em produtos fundidos, o ensaio por raios X permite a determinação
de defeitos como contrações, porosidades, inclusões etc.
Em produtos em que ocorreu o processo de soldagem, o ensaio
radiográfico permite avaliação do cordão da solda em relação aos
seguintes aspectos: porosidade devido a gases, aprisionamento de
escórias, falta de fusão ou penetração incompleta do metal de
adição, trincas etc.
No caso de produtos cujo processo de fabricação foi a moldagem
ou a extrusão, o ensaio permite avaliar em materiais poliméricos e
sólidos cristalinos bolhas, contrações, trincas etc.
Atenção!
Existe a técnica de microrradiografia, cujo objetivo é a inspeção de
microdefeitos ou heterogeneidades (segregações, estruturas dendríticas
etc.). As imagens 50 e 51 apresentam os resultados dos exames
radiográficos de uma peça soldada. Na primeira, o cordão de solda
apresenta porosidades e, na segunda, aprisionamento de escória
durante os vários passes da solda.
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Imagem 50 - Radiografia de cordão de solda com porosidades.
Imagem 51 - Cordão de solda com escórias aprisionadas.
Os ensaios não destrutivos denominados radiográficos e por ultrassom
são utilizados para inspeção de peças com defeitos internos. No caso
de descontinuidades volumétricas (poros e inclusões de escória em
soldas), o ensaio radiográfico é o mais indicado e, para
descontinuidades planas (trincas de solidificação, falta de fusão e
penetração na solda) o ensaio adequado é o por ultrassom.
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Radioscopia industrial
Uma variação do ensaio por raios X é a radioscopia industrial, também
considerado END. Uma fonte de raios X emite energia sobre uma peça e,
por essa técnica, a detecção da radiação X que emerge é feita em uma
tela fluorescente (tungstato de cálcio - luz azul), cujo princípio é a
emissão de luz commaior ou menor intensidade, dependendo da
intensidade dos raios X detectados.
As telas fluorescentes se baseiam no fenômeno da fluorescência.
Assim, a radioscopia industrial pode, resumidamente, ser apresentada
como uma técnica para inspeção de defeitos internos em materiais a
partir da radiação de raios X que atravessam a peça, atingindo uma tela
fluorescente, onde se forma a imagem. Observe na imagem 52 a fonte
de raios X e a tela fluorescente.
Imagem 52 - Radioscopia Industrial.
A radioscopia é particularmente aplicável quando deseja-se inspecionar
peças pequenas e com pequenas espessuras, sendo a técnica de
radioscopia um ensaio rápido e de baixo custo. De acordo com
Andreucci (2013):
 I
Não é possível se inspecionar peças de grande
espessura ou de alto número atômico, pois nesse
caso a intensidade dos raios X não seria
fi i t t lt d i i
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Vale a pena ressaltar que fluorescência é o fenômeno pelo qual uma
substância emite luz quando exposta a radiações do tipo ultravioleta ou
raios X. As radiações absorvidas (fora do espectro visível) transformam-
se em luz visível, ou seja, com um comprimento de onda maior que o da
radiação incidente. Uma vez cessada a causa (a absorção dos raios X,
por exemplo), o efeito de fluorescência desaparece. A cor emitida é
característica do material.
Formação da imagem no ensaio por
raios X
A fim de que ocorra o perfeito entendimento da imagem formada no
filme radiográfico e as variáveis envolvidas, serão estudadas
propriedades de óptica geométrica, tais como propagação retilínea,
independência dos raios etc. Cabe ressaltar que os raios X, assim como
suficientemente alta para produzir uma imagem
clara sobre a tela fluorescente.
 II
Devido às características próprias das telas
fluorescentes e à baixa distância foco tela usada, a
qualidade de imagem na radioscopia não é tão boa
quanto a da radiografia.
 III
A radioscopia, com imagem visualizada
diretamente na tela fluorescente, não permite a
localização precisa na peça das áreas que contêm
descontinuidades inaceitáveis.
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a luz visível, são ondas eletromagnéticas que, no vácuo, viajam com
.
Fundamentos da óptica geométrica
Para o entendimento da formação da imagem por raios X será utilizada
uma analogia com a luz visível. Inicialmente, duas fontes de luz são
possíveis: a pontual ou puntiforme. Ou seja, cujas dimensões são
desprezíveis ante os objetos que estão sendo “iluminados” ou a fonte
extensa, cujas dimensões apresentam a mesma ordem de grandeza dos
objetos envolvidos. A seguir, veremos alguns conceitos (referentes à luz
no espectro visível) que serão apresentados como analogia para o
entendimento dos raios X:
Em linhas gerais, o caminho percorrido pela onda
eletromagnética independe da presença de outros. Quando há a
interseção, o fenômeno da interferência ocorre localmente, mas,
ao final, cada raio segue seu caminho. A imagem 53 apresenta o
princípio descrito para a onda eletromagnética, no espectro
visível.
Imagem 53 - Princípio da independência.
Desconsiderando a presença de grandes massas próximas ao
caminho da radiação, aceita-se que se propaga retilineamente. A
imagem 54 apresenta um experimento que evidencia a trajetória
retilínea da luz: uma fonte de luz e dois objetos opacos com
pequeno furo em cada um. Só é possível que o observador
v = 3.108m/s
Princípio da independência dos raios de luz 
Princípio da propagação retilínea da luz 
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perceba o raio luminoso se a fonte e os dois furos estiverem
alinhados.
Imagem 54 - Propagação retilínea da luz.
Suponha o seguinte arranjo experimental: uma fonte de luz
puntiforme, um disco opaco (não permite a transmissão da luz) e
um anteparo (parede), dispostos como na imagem 55.
Imagem 55 - Formação apenas da sombra.
A região com a forma de um tronco de cone circular não apresenta raios
de luz, sendo chamada de sombra. O disco no anteparo é a região
projetada. O aparato seguinte (imagem 56) é similar ao primeiro,
possuindo um disco opaco e uma parede. A diferença é que, nesse
experimento, a fonte é extensa, ou seja, suas dimensões não são
desprezíveis ante os demais objetos. Por essa razão, uma nova região é
verificada: a penumbra, onde parcialmente os raios incidentes estão
presentes. Assim como no experimento anterior, a sombra e a sombra
projetada continuam a existir.
Penumbra e sombra 
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Imagem 56 - Formação apenas da sombra.
Penumbra e sombra no ensaio por
raios X
Na formação de raios X, a partir da lâmpada incandescente, os elétrons
chocam-se com o alvo de tungstênio. Essa interação com a matéria
gera os raios X. Para efeitos de analogia, essa é a fonte luminosa
(pontual ou extensa). Utilizando um objeto de chumbo (absorvedor dos
raios X). A sombra é a “imagem” no filme fotográfico. Observe a imagem
57:
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Imagem 57 - Formação da “imagem” por raios X com fonte puntiforme.
A imagem 58 apresenta uma fonte extensa, um objeto de chumbo.
Nesse caso, no filme aparece a penumbra em torno da sombra, fazendo
com que a imagem perca a nitidez.
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Imagem 58 - Formação da “imagem” por raios X a partir de fonte extensa.
Dessa forma, para evitar a formação de penumbra (o que influencia a
nitidez) e a distorção da imagem, os seguintes cuidados devem ser
tomados no exame de inspeção por raios X:
o foco deverá ser pequeno, o mais próximo possível de um ponto;
o tubo gerador de raios X deve ser posicionado o mais afastado
possível do objeto (para diminuir a penumbra);
o filme radiográfico deve estar o mais próximo possível do objeto;
deve-se garantir a perpendicularidade (ou o valor mais próximo)
entre os raios X e o filme radiográfico (evitar distorção da imagem).
Saiba mais
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Existe a possibilidade de ensaio (gamagrafia) por raios gama 
gerados, a partir de isótopos radioativos (irídio-192, selênio-75 e cobalto-
60 etc.). É uma radiografia obtida por meio de raios gama. Apresenta
comprimento de ondas menor que o dos raios X, na faixa de 0,01 a 0,05
Å, portanto, com maior poder de penetração na matéria. Ademais, a
fonte é menor que a de raios X, com custo menor e possibilidade de
avaliação de peças com mais espessas.
(γ)
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(INB – Prova: FUNDEP, Gestão de Concursos – 2018 – Soldador
Oxigás – adaptada) Descontinuidades são defeitos detectados por
ensaios não destrutivos após soldagem. Assinale a alternativa que
representa o ensaio mais indicado para detectar uma
descontinuidade volumétrica.
Parabéns! A alternativa A está correta.
Os cinco ensaios apresentados nas opções de resposta são não
destrutivos. O exame visual é adequado para defeitos superficiais
cuja resolução da vista humana seja suficiente para a identificação.
O ensaio de líquidos penetrantes é aplicável quando os defeitos são
superficiais. O ensaio de correntes parasitas identifica defeitos
superficiais, sendo limitado a materiais que conduzem eletricidade.
Os ensaios radiográficos e por ultrassom são adequados para
A Radiográfico
B Correntes parasitas
C Ultrassom
D Líquidopenetrante
E Exame visual
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detecção de defeitos internos, sendo o radiográfico mais indicado
para descontinuidades volumétricas e o ultrassom para uma
descontinuidade plana.
Questão 2
Sobre o ensaio não destrutivo denominado ensaio radiográfico, são
feitas as afirmativas a seguir.
I – Quanto maior a energia dos raios X, maior seu comprimento de
onda e maior a penetração da radiação.
II – O comprimento de onda mínimo e a diferença de potencial
aplicada ao equipamento gerador de raios X são grandezas
diretamente proporcionais.
III – Os raios X têm comprimento de onda na ordem de 10-12 a 10-9
m.
Está correto o que consta na alternativa:
Parabéns! A alternativa C está correta.
Quanto maior a energia dos raios , maior o poder de penetração
na matéria. Raios com pequeno comprimento de onda
apresentam alto poder de penetração. A expressão matemática
entre o comprimento de onda mínimo e a diferença de
potencial (d.d.p.) é dada por , ou seja, são
grandezas inversamente proporcionais. Os raios têm
A Apenas I
B Apenas II
C Apenas III
D I e II
E II e III
X
X
(λmínimo )
λmínimo  =
12.412
d.d.p. 
X
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comprimento de onda na ordem de 0,01 a 10 Å. Como 
, tem-se, portanto, que a faixa do comprimento de onda é
 a .
Considerações �nais
Neste conteúdo foram abordados os principais ensaios não destrutivos
(ENDs) utilizados para a detecção de defeitos e descontinuidades em
peças acabadas. Inicialmente, foi abordado o ensaio visual e
dimensional em soldas, tipicamente utilizado para a detecção de
defeitos superficiais e incorreções dimensionais. Foram apresentados e
descritos os principais instrumentos utilizados no ensaio: lupa,
tuboscópio, paquímetro, transferidor, gabaritos, etc. Em seguida, foi
abordado o ensaio por líquidos penetrantes. Foram feitas também
descrições das principais etapas do ensaio, aplicações
(descontinuidades superficiais) e limitações (não adequado para
materiais com porosidade superficial elevada).
Na sequência, o ensaio por ultrassom foi estudado, bem como o
transdutor utilizado na geração das ondas mecânicas. Apresentaram-se
as características das ondas mecânicas, a faixa de variação das ondas
ultrassônicas, os objetivos do ensaio e suas limitações. Por fim, o
ensaio não destrutivo por raios X foi abordado. Inicialmente, fez-se um
breve estudo sobre a geração dos raios X.
Em seguida, foi explicada a relação entre comprimento de onda dos
raios X, diferença de potencial (d.d.p.) aplicada na fonte e o poder de
penetração dos raios X na matéria. As principais aplicações do ensaio
foram apresentadas. Nitidez e distorção da imagem no filme
radiográfico foram destacadas, em particular, como atenuar o fenômeno
da penumbra. Diferenças entre os ensaios com fonte de raios X e raios
gama foram apresentadas.
Podcast
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10−10m
10−12 10−9m
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Inspeção (ABENDI) e saiba mais sobre o tema.
Referências
ANDREUCCI, R. Ensaio por ultrassom. São Paulo: Abende, jul. 2008.
ANDREUCCI, R. Radiologia industrial. São Paulo: Abende, nov. 2013.
GARCIA, A.; SPIM, J. A.; SANTOS, C. A. dos. Ensaios dos materiais. 2. ed.
Rio de Janeiro: LTC, 2017.
LEITE, P. G. P. Ensaios não destrutivos. São Paulo: ABM, 1984.
MODENESI, P. J. Descontinuidades e inspeção em juntas soldadas. Belo
Horizonte: UFMG, 2001.
SANTIN, J. L. Ultrassom: técnica e aplicação. 2. ed. Curitiba, PR: Artes
Gráficas e Editora Unificado, 2003.
VILLAS-BÔAS, N.; DOCA, R. H.; BISCOULA, G. J. Tópicos de física. 19. ed.
São Paulo: Saraiva, 2012. v. 2.
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