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12 Partículas Magnéticas O ensaio não destrutivo por meio de Partículas Magnéticas tem larga aplicação industrial. É utilizado para à detecção de descontinuidades superficiais ou próximas à superfície (subsuperficiais), em materiais ferromagnéticos. A grande utilização do Ensaio por Partículas Magnéticas se deve ao fato de que, pela facilidade de aplicação e pela grande sensibilidade na detecção de descontinuidades, dispensa uma preparação sofisticada na superfície a inspecionar. É um ensaio freqüentemente utilizado em equipamentos que requerem elevado grau de confiança, como por exemplo nas esferas de armazenamento de gás liquefeito de petróleo. O aumento da confiabilidade deste ensaio está associado diretamente a diferentes técnicas de magnetização que podem ser utilizadas, conforme veremos a seguir. Histórico do Ensaio Em torno de 1920 foi observado e desenvolvido um método de detecção de descontinuidades superficiais, para materiais ferromagnéticos, baseado no seguinte fato: quando se produz um campo magnético homogêneo, em materiais ferromagnéticos, este percorre o material na forma de linhas de fluxo magnético que são distorcidas ou desviadas de seu caminho quando se deparam com descontinuidades. Nestes locais surgem pólos magnéticos que atraem limalhas de ferro. Oito anos após esta observação, A.V. Forest realizou os primeiros experimentos utilizando limalhas de ferro coloridas com a finalidade de melhorar a visualização do executante do ensaio, possibilitando uma melhor detecção de descontinuidades na peça em inspeção. Durante a Segunda Guerra Mundial, houve grande necessidade de uso do ensaio e com isso, surgiram novas técnicas de inspeção que aumentaram a sua sensibilidade. 13 Vantagens do método 1. É um método de muita confiança para encontrar as trincas superficiais e sub-superficiais, em especial trincas rasas; 2. Os operadores podem aprender o método facilmente, sem a necessidade de um treinamento de longa duração. 3. É um método portátil; 4. É um método de baixo custo; 5. Possui maior sensibilidade que o líquido penetrante. 6. Há poucas limitações devido ao tamanho ou à forma da peça que está sendo ensaiada; 7. Detecta as descontinuidades preenchidas com metal de enchimento (solda); 8. Trabalha bem em camadas finas de pintura, ou em outros materiais não metálicos; 9. Método adaptável para a automatização; Desvantagens do método 1. Trabalha somente em materiais ferromagnéticos; 2. Não detecta descontinuidades internas, abaixo da camada sub-superficial; 3. A desmagnetização é freqüentemente necessária, quando trabalhamos com corrente contínua; 4. Deve ser feita uma preparação e limpeza da superfície, para que não apresente um problema no que diz respeito há aplicação de força magnetizante para produzir um campo no sentido apropriado. 5. É necessária a limpeza final das peças; 6. O ensaio não gera um registro permanente do resultado do exame. 7. O manuseio individual das peças para a magnetização é geralmente necessário, uma desvantagem particularmente com um grande número peças pequenas. 14 ELETRICIDADE Corrente Elétrica, Tensão e Resistência A corrente elétrica cuja unidade é o ampère, símbolo "A" pode ser entendida como sendo o movimento resultante do fluxo de elétrons que percorre um condutor ou circuito elétrico. Notem que só teremos o fluxo, isto é, a corrente elétrica, quando houver no circuito um consumidor, como por exemplo, uma lâmpada ou uma resistência. Tensão A tensão, também conhecida como diferença de potencial (ddp) ou simplesmente voltagem, cujo símbolo é "V", indica a diferença de potencial existente entre dois pontos do circuito. Tomando como exemplo o mesmo circuito anterior, verificamos que o voltímetro V1 indicará a voltagem do circuito, representando o valor da diferença de potencial existente entre os pontos de medida e que, praticamente, será igual à voltagem da fonte de energia. O voltímetro V2, por sua vez, só indicará um valor de tensão quando o circuito for fechado através da chave "Ch". No primeiro caso, dizemos que a medição foi feita em circuito aberto, e no segundo, com o circuito fechado ou carregado. Resistência A resistência elétrica pode ser entendida como a dificuldade que os materiais oferecem à passagem da corrente elétrica. A resistência recebe o nome de ohm cujo símbolo é . A resistência elétrica é a responsável pelas perdas de um circuito e pelo seu conseqüente aquecimento. No circuito exemplificado anteriormente, o consumidor R tem uma resistência própria e será nele que a energia elétrica circulará através dos fios, fazendo o seu trabalho. Se R for uma lâmpada, ao ligarmos a chave teremos o aparecimento de luz. É claro que os condutores também oferecem uma resistência à passagem da corrente, porém, a consideraremos para efeitos práticos, como desprezível. Desta forma, só ocorrerá resistência na lâmpada. Esta é a razão pela qual parte da energia é transferida sob forma de luz e parte é transformada em calor, aquecendo a lâmpada e o ar ao seu redor. V1 e V2 E A R i Ch Voltímetro Fonte de energia Amperímetro Resistência Corrente elétrica Chave 15 A relação entre as grandezas é expressa pela Lei de Ohm onde a corrente é proporcional à tensão e inversamente à resistência. Esta relação é expressa pela fórmula: Corrente Alternada A energia comercial fornecida pelas concessionárias de energia é na forma de corrente alternada, abreviadamente CA ou do inglês AC (Alternating Current). A forma de onda da corrente alternada é na maioria das vezes uma senóide. Assim, quando dizemos que um equipamento elétrico é em 220 V AC/CA 60 Hz, significa que foi projetado para operar em circuito com uma diferença de potencial de 220 volts, em corrente alternada e com um número de ciclos por segundo, na ordem de 60 hertz. A diferença entre seu valor máximo e mínimo é conhecida como amplitude. Corrente Alternada Retificada de Meia Onda Através de um dispositivo retificador podemos fazer com que a corrente alternada passe a ter apenas meio ciclo e, neste caso, teremos o termo "Corrente Retificada de Meia Onda". Neste caso o semi-ciclo negativo foi eliminado. A representação gráfica é a seguinte: E R= --- I E = tensão R = resistência I = corrente 16 Corrente Alternada Retificada de Onda Completa É semelhante ao caso anterior só que o circuito retificador é de onda completa e faz com que o semi-ciclo negativo passe a ter o mesmo sentido do semi-ciclo positivo. A representação gráfica é a seguinte: Corrente Contínua Já a corrente contínua, abreviadamente CC ou DC (Direct Current), é obtida através de geradores de corrente contínua ou por uma reação química como a que ocorre nas pilhas secas ou baterias. Não ocorre a inversão do sentido e o valor da corrente é constante ao longo do tempo. Sua representação gráfica é a seguinte: 17 Magnetismo Todos nós conhecemos os ímãs e dizemos que um material ferromagnético nas proximidades de um ímã é por este atraído. O magnetismo é o fenômeno de atração que existe entre esses materiais. Notem que, por vezes, o fenômeno pode ser de repulsão. Temos os ímãs naturais conhecidos como "pedras ímãs" e os artificiais, sendo estes últimos os mais comuns. Pólos Magnéticos Quando colocamos um material ferromagnético próximo de um ímã, em forma de barra, verificamos que o poder de atração se manifesta principalmente através das extremidades da barra. Desta forma, observamos que, as propriedades magnéticas da barra não são iguais em qualquer ponto pois ocorrecorrente alternada. c) ( ) Uma corrente contínua d) ( ) Uma corrente alternada 09) As peças de ferro ou aço que tem a propriedade de atrair outras peças de materiais ferromagnéticos são denominadas? a) ( ) Magnetos b)( ) Diamagnéticas c) ( ) Paramagnéticas d) ( ) Antimagnéticas 10) Um material possui força coercitiva se é capaz de atrair outros materiais da mesma natureza quando energizado por corrente elétrica. a) ( ) Verdadeira b) ( ) Falso 11) O campo magnético residual numa peça de material magnetizável após a remoção da força de magnetização é denominado de saturação magnética. a) ( ) Verdadeira b) ( ) Falsa 12) A intensidade de um campo magnético é conhecida por? a) ( ) Polaridade magnética c) ( ) Densidadede fluxo b) ( ) Força coercitiva d) ( ) Ferromagnética 13) Uma barra cilíndrica de aço é magnetizada de modo que se forme um pólo em cada extremidade. O fluxo magnético percorre o interior da barra dirigindo-se do pólo sul ao pólo norte e fecha o circuito magnético dirigindo-se do pólo norte ao pólo sul pelo ar que circunda a barra. Esse tipo de magnetização é denominado? a) ( ) Circular b) ( ) Longitudinalc) c) ( ) Transverso d) ( ) Contínuo 14) O Gauss é a unidade de medida da intensidade do campo magnético e está relacionado com: a) ( ) Corrente b) ( ) Linhas c) ( ) Densidade de fluxo d) ( ) Campo resíduo 15) Quando uma peça é magnetizada longitudinalmente, todas as falhas serão detectadas, não interessando a direção que possuam. a) ( ) Falsab) ( ) Verdadeira 16) O uso de corrente alternada proporciona maior eficiência do que o uso de corrente contínua na localização de defeitos sub-superficiais. a) ( ) Verdadeiro b) ( ) Falso 17) Qual a maneira mais simples para verificar se uma peça é magnetizável? a) ( ) Aplicando partículas magnéticas na peça b) ( ) Verificando se uma peça de metal similar é atraída pela peça em questão c) ( ) Verificando se a peça é atraída por um imã d) ( ) Usando um medidor de campo magnético 18) Qual o campo magnético residual é mais difícil de eliminar? a) ( ) Circunferencial c) ( ) Tripolar b) ( ) Longitudinal d) ( ) Pulsante 19) Um metal que é de difícil magnetização possui alta permeabilidade. a) ( ) Falsa b) ( ) Verdadeira 20) A densidade de fluxo magnético é máxima: a) ( ) Logo após a interrupção da corrente elétrica b) ( ) Quando a amperagem atinge o maior valor c) ( ) Durante a magnetização d) ( ) Com 220 volts 21) As linha de força do campo magnético sempre formam um circuito fechado. a) ( ) Falsa b) ( ) Verdadeira 22) Em qualquer indicação obtida num exame com PM sempre existe um pólo norte e um pólo sul. a) ( ) Falsa b) ( ) Verdadeira 23) A corrente de magnetização deve ter a menor voltagem possível. a) ( ) Falsa b) ( ) Verdadeira 24) Quando uma corrente elétrica circula num condutor de cobre: a) ( ) Formam-se pólos magnéticos no condutor b) ( ) Formam-se linhas de força paralelas ao eixo do condutor c) ( ) Forma-se um campo magnético emtorno do condutor d) ( ) Formam-se pólos magnéticos no material 25) Se uma barra magnética é curvada de modo a assumir forma de anel e suas extremidades forem soldadas entre si: a) ( ) Ficará desmagnetizada b) ( ) Sua polaridade desaparecerá c) ( )Haverá apenas um pólo no centro do anel d) ( ) Os pólos mudarão de posição 26) A passagem da corrente elétrica num condutor reto: a) ( ) Faz com que se desenvolva um campo magnético longitudinal junto ao condutor b) ( ) Determina a formação de pólos c) ( ) Forma um campo magnético circular se a corrente for alternada e longitudinal se a corrente for contínua d) ( ) Faz com se desenvolva um campo magnético circular em torno do condutor 27) A passagem de corrente elétrica num condutor que dá uma volta numa peça fazcom que se desenvolva um campo magnético na peça se: a) ( ) A peça estiver trincada b) ( ) A corrente for muito alta c) ( ) A peça for de material ferromagnético d) ( ) A peça for de seção circular 28) Qual o tipo de corrente detectará com maior eficiência a presença de trincas abertas para a superfície? a) ( ) Corrente contínua –meia onda c) ( ) Corrente alternada b) ( ) Corrente contínua d) ( ) Pulsos de corrente 29) Uma corrente elétrica que reverte periodicamente sua polaridade ou sentido é: a) ( ) Uma corrente contínua pulsiva c) ( ) Uma corrente alternada b) ( ) Uma corrente contínua d)( ) Uma corrente alternada pulsante 30) Uma barra cilíndrica de aço é magnetizada de forma que o fluxo magnético complete seu circuito sem sair do material da barra. Este tipo de magnetização é denominado? a) ( ) Circular b) ( ) Transverso c) ( ) Contínuod) d) ( ) Longitudinal GABARITO – PROVA 1 1. b 2. b 3. b 4. a 5. b 6. c 7. a 8. c 9. a 10. b 11. b 12. c 13. b 14. c 15. a 16. b 17. c 18. b 19. a 20. b 21. b 22. b 23. b 24. c 25. b 26. d 27. c 28. c 29. c 30. a Instruções • Leia com atenção antes de responder e marque suas respostas neste caderno. • Cada questão tem uma única resposta correta. Faça um X na opção que você escolher como certa. • Questões em branco ou com mais de uma marcação não serão consideradas. • Nas salas de provas, é proibido o uso de qualquer espécie de aparelho eletrônico de comunicação (telefone celular e/ou pager e outros equipamentos do gênero). Questões 01) A curva que mostra a relação que existe entre a força magnetizante e a intensidade do campo magnético num certo material é conhecida por ? a) ( ) Curva de histerese c) ( ) Curva de sino b) ( ) Linhas de força d) ( ) Curva francesa 02) Quando uma peça é magnetizada por uma bobina, o campo magnético induzido é: a) ( ) Circular b) ( ) Residual c) ( ) Retilíneo d) ( ) Longitudinal 03) Porque é necessário saber o número de espiras de uma bobina? a) ( ) Para calcular a força magnetizante b) ( ) Para calcular o peso da bobina c) ( ) Para determinar a voltagem da corrente alternada que deve ser utilizada d) ( ) Não é necessário saber o número de espiras 04) Quando a amperagem usada para magnetizar uma peça em exame é excessivamente alta, o campo magnético produzido possuirá intensidade muito maior do que a necessária para saturar a peça. Assim, uma quantidade considerável do fluxo magnético, em locais onde a peça apresenta descontinuidades, irá mascarar as indicações. a) ( ) Falsa. b) ( ) Verdadeira 05) A intensidade do campo magnético é determinada: a) ( ) Pela voltagem da corrente de magnetização b) ( ) Pelo tempo de circulação da corrente c) ( ) Pela amperagem da corrente de magnetização d) ( ) Pela espessura da peça magnetizada 06) O vazamento do campo magnético num determinado local de uma peça faz com que as partículas magnéticas sejam coletadas e mantidas neste local. Ao agrupamento de partículas observadas numa peça em exame, dá-se o nome de: a) ( ) Indicação b) ( ) Descontinuidades c) ( ) Defeito d) ( ) Campo de fuga 07) Se uma barra magnética é curvada de modo a assumir forma circular, estando suas extremidades encostadas uma na outra: a) ( ) Sua polaridade desaparecerá b) ( ) Sua magnetização aumentará c) ( ) Haverá apenas um pólo no centro do circuito. d) ( ) Ainda assim haverá um pólo sul e um pólo norte 08) Quando o campo magnético de uma peça de material ferromagnético atingir um certo valor que não cresce mais, por mais que se aumente a forçamagnetizante, diz-se que a peça está? a) ( ) Magnetizada b) ( ) Saturada c) ( ) Coercitiva d) ( ) Desmagnetizada 09) Ficarão magnetizadas todas as peças que estiverem a menos de meio metro de distância do local onde é feito exame com PM em outras peças. a) ( ) Verdadeira b) ( ) Falsa 10) O aquecimento de uma peça de material ferromagnético a 800º C fará com que ela se magnetize. a) ( ) Verdadeira b) ( ) Falsa 11) Qual dos seguintes são materiais ferromagnéticos? a) ( ) Alumínio, ferro, cobre b) ( ) Ferro, cobre, níquel c) ( ) Cobre, alumínio, prata d) ( ) Ferro, cobalto, níquel 12) Uma diferença importante entre Corrente Alternada e Corrente Contínua para o teste com partículas magnéticas é: a) ( ) O efeito skin causado pela Corrente Contínua aumenta a mobilidade das partículas magnéticas b) ( ) Os campos magnéticos resultantes da Corrente Alternada são mais difíceis de desmagnetizar c) ( ) Os campos magnéticos causados por Corrente Contínua tem maior penetração d)( ) Os campos magnéticos causados por Corrente Alternada são mais fortes 13) Qual dos seguintesproduz um campo magnético circular? a) ( ) Bobina b) ( )Eletrodos c) ( ) Yoke d) ( ) Todas as opções anteriores 14) Um campo de fuga é mais forte quando uma descontinuidade interrompe as linhas de fluxo magnético em um ângulo de: a) ( ) Zero grau b) ( ) 45 graus c ( ) 90 graus d) ( ) 180 graus 15) O melhor método de indução de um campo circular de um tubo é por um: a) ( ) Condutor Central b) ( ) Yoke c) ( ) Bobina d) ( ) Técnica de Eletrodos 16) densidade do fluxo magnético é maior: a) ( ) Na superfície externa de um tubo não ferromagnético magnetizado com um condutor central b) ( ) Na superfície interna de um tubo não ferromagnético magnetizado com um condutor central c) ( ) Na superfície externa de um tubo ferromagnético magnetizado com um condutor central d) ( ) Na superfície interna de um tubo ferromagnético magnetizado com um condutor central 17) Ao utilizar a técnica dos eletrodos, aberturas de arco podem ser causadas por qual das seguintes opções? a) ( ) Pontas de contato sujas b) ( ) Pressão inadequada c) ( ) Corrente de magnetização muito alta d) ( ) Todas as alternativas acima 18) A fonte mais comum de corrente contínua para o teste com partículas magnéticas é: a) ( ) Geradores de motor c) ( ) Acumuladores b) ( )Gerador de corrented) d ( ) Nenhuma das opções anteriores 19) campos gerados com corrente alternada em materiais ferromagnéticos são mais eficazes para a localização de: a) ( ) Todas as descontinuidades b) ( )Trincas de superfície c) ( ) Descontinuidades subsuperficiais d) ( ) Porosidades internas 20) Qual das seguintes é uma vantagem do método de ensaio por via seca? a) ( ) Boa sensibilidade para descontinuidades subsuperficiais b) ( ) Mais rápido do que o ensaio com via úmida para ensaio de pequenas peças c) ( ) É aplicada facilmente em um sistema automatizado d) ( ) Fácil cobertura de superfícies de peças de formato irregular 21) Quando a magnetização longitudinal de uma peça for obtida por meio de uma bobina, como é determinada a amperagem necessária? a) ( )Pela amperagem lida no amperímetro b) ( ) E/R igual a L c) ( )Amperes multiplicado pelo número de espiras da bobina d) ( ) Número de espiras da bobina multiplicadas pela largura da peça 22)Exame em uma peça é realizado executando-se três operações sucessivas, que são: magnetização, aplicação de partículas magnéticas e inspeção propriamente dita. O método empregado nesse caso é denominado: a) ( )Método residual b) ( ) Método contínuo c) ( ) Método seco d) ( ) Método úmido 23) O exame em uma peça é realizado executando-se simultaneamente as operações de magnetização, aplicação das partículas magnéticas e inspeção propriamente dita. O método empregado nesse caso é denominado: a) ( ) Método úmido b) ( )Método contínuo c) ( ) Método residual d) ( ) Método seco 24) Indique o método de magnetização de maior sensibilidade: a) ( ) Residual b) ( )Contínuo 25) Quais as características essenciais das partículas usadas no exame com PM? a) ( ) Finamente divididas, ferromagnéticas, com alta permeabilidade, baixa força coercitiva e alta retentividade b) ( )Finamente divididas, ferromagnéticas, com alta permeabilidade e baixa retentividade c) ( ) Pequenas aparas de metal paramagnéticos de baixa densidade e baixa resistência elétrica d) ( ) Pequenas aparas de metal paramagnéticos de alta resistência elétrica e de baixo coeficiente de atrito com o material da peça em exame 26) O exame por meio de partículas magnéticas em suspensão num líquido, é denominado: a) ( ) Método da emulsão em óleo b) ( ) Método da suspensão em óleo c) ( ) Método do mergulho d) ( )Exame por via úmida 27) O que é magnetismo residual? a) ( ) É o tipo de magnetismo característico dos materiais diamagnéticos b) ( )É o magnetismo que permanece num círculo magnético depois da remoção da força magnetizante c) ( ) É o magnetismo que a peça apresenta nas vizinhanças dos defeitos e que permite a sua detecção d) ( ) É o magnetismo que permanece na peça durante a magnetização 28) Qual o casoem que pode ser usada a magnetização de peças pelo método residual? a) ( ) Peças muito tensionadas b) ( ) Peças com formato irregular c) ( ) Peças de material de baixa penetratividade d) ( )Para avaliar as indicações encontradas no exame de peças pelo método contínuo 29) Quando estiver sendo feito exame por via úmida com processo contínuo, o fluxo da suspensão que banha a peça, proveniente de uma mangueira, deve ser interrompido: a) ( ) Imediatamente após a aplicação da corrente b) ( ) Imediatamente antes da aplicação da corrente c) ( ) Enquanto a corrente estiver circulando d) ( ) 30 segundos após a aplicação da corrente 30) O exame por via úmida com magnetização residual pode ser aplicado em qualquer peça de aço. a) ( )Falsa b) ( ) Verdadeira GABARITO – PROVA 2 1. a 2. d 3. a 4. b 5. c 6. a 7. d 8. b 9. b 10. b 11. d 12. c 13. b 14. c 15. a 16. d 17. d 18. b 19.b 20. a 21. c 22. a 23. b 24. b 25. b 26. d 27. b 28. d 29. c 30. a Instruções • Leia com atenção antes de responder e marque suas respostas neste caderno. • Cada questão tem uma única resposta correta. Faça um X na opção que você escolher como certa. • Questões em branco ou com mais de uma marcação não serão consideradas. • Nas salas de provas, é proibido o uso de qualquer espécie de aparelho eletrônico de comunicação (telefone celular e/ou pager e outros equipamentos do gênero). 1 - De acordo com o ASME Sec. V Art.7, a temperatura máxima de aplicação das partículas magnéticas via úmida é de: a) 300 C b) 57,2 C. c) de acordo com o flash point do veículo d) N.D.A 2 - A operação de desmagnetização , deve ocorrer em: a) peças submetidas a inspeção por partículas magnéticas antes de sofreram tratamento térmico. b) todas as peças que sofreram inspeção por partículas magnéticas. c) peças submetidas ao ensaio por partículas magnéticas , que serão instaladas próximo a instrumentos, que podem sofrerdesvios ou interferência sob campos magnéticos. d) todas as alternativas são verdadeiras. 3 - Quais dos veículos abaixo é o mais indicado para ser usado na inspeção por partículas magnéticas via úmida pela técnica de eletrodos ? a) querosene b) óleo c) água + antioxidante d) N.D.A 4 - Em geral para a inspeção de soldas planas pela técnica de eletrodos , a avaliação da intensidade da corrente é feita baseada: a) na espessura da chapa b) no tipo de material c) na distância entre os pontos decontato. d) alternativas (a) e (c) são corretas 5 - A inspeção por partículas magnéticas é aplicável em materiais: a) paramagnéticos b) diamagnéticos c) inoxidáveis austeníticos d) ferromagnéticos 6 - Qual das seguintes alternativas é uma vantagem do ensaio por partículas magnéticas ? a) não necessita de preparação da superfície. b)as indicações se produzem diretamente sobre as superfícies, podendo detectar descontinuidades superficiais e subsuperficiais. c) pode ser aplicado em qualquer material , desde que seja condutor. d) não requer procedimentos especiais após o ensaio realizado. 7 - De acordo com o ASME Sec.V Art.7 , a inspeção de uma junta soldada deve: a) ser inspecionada duas vezes numa mesma região, com a direção do campo do primeiro ensaio, perpendicular ao segundo ensaio. b) sofrer tratamento térmico antes do ensaio c) ser utilizada somente partículas magnéticas via úmida d) as alternativas (a) e (c) são corretas 8 - No ensaio por partículas magnéticas a escrita magnética é uma indicação : a) relevante e reprovável. b) não relevante , associado a materiais com características de alta retentividade. c) que somente aparece quando aplicada a técnica dos eletrodos. d) não há este tipo de indicação 9 - A técnica de inspeção por partículas magnéticas que ao ser aplicada produz faíscas capaz de deixar marcas na superfície do metal é denominada: a) técnica do yoke b) técnica da bobina c) técnica dos eletrodos 10 - Quando aplicamos um campo magnético externo variável numa peça ferromagnética, esta se magnetiza, até oponto de saturação. Ao desligarmos o campo magnético externo, o que ocorre com a peça ? a) a peça perde o magnetismo b) a peça perde o magnetismo, porém permanece aquecida c) a saturação magnética permanece inalterada d) o magnetismo da peça reduz no mesmo sentido, porém um resíduo magnético sempre permanece na peça. 11 - Qual das seguintes descontinuidades são típicas para a detecção por partículas magnéticas ? a) trincas ou falta de fusão superficiais , em soldas ferromagnéticas. b) bolhas internas de gás em fundidos ferromagnéticos c) gotas frias d) porosidade, inclusões e trincas em materiais ferromagnéticos 12 - Em geral , os aparelhos Yokes eletromagnéticos são utilizados na inspeção : a) em peças cilíndricas b) em peças acabadas , onde o contato elétrico não é permitido c) em equipamentos com risco de incêndio ou explosão d) as alternativas (b) e (c) são corretas. 13 - De acordo com o ASME Sec. V Art.7 , a corrente de magnetização a ser utilizada com o Yoke deverá ser: a) contínua b) alternada retificada de onda completa c) alternada d) trifásica 14 - Os tipos de pós magnéticos utilizados no ensaio por partículas magnéticas são: a) pós aplicados por via seca b) pós aplicados por via úmida c) pós fluorescentes d) todas as alternativas são corretas. 15 - No método de inspeção por partículas magnéticas via úmida , os parâmetros que devem ser verificados antes do início do ensaio são: a) se a superfície da peça está adequadamente preparada e foi umedecida com o veículo. b) se a concentração do pó magnético no veículo , está de acordo com o especificado. c) se a temperatura da peça está abaixo de 200 C d) se existe contaminação do pó magnético com materiais não magnéticos. 16 - Uma vantagem do ensaio por partículas magnéticas sobre os líquidos penetrantes é que: a) O líquido penetrante só detecta descontinuidades abertas para as superfícies e as partículas magnéticas detecta aquelas subsuperficiais. b) O ensaio por partículas magnéticas não necessita de preparação de superfície. c) O ensaio por partículas magnéticas pode detectar descontinuidades internas em geral. d) O ensaio por partículas magnéticas não requer limpeza pós ensaio. 17 - Os veículos que podem ser usados para a aplicação dos pós magnéticos são a) água b) querosene c) óleo d) todas as alternativas são corretas 18 - A condição superficial de uma peça ser ensaiada por partículas magnéticas , é importante pois: a) a mobilidade das partículas sobre a superfície pode ser dificultada b) a presença de carepas ou sujeira pode mascarar os resultados. c) a presença de graxa ou óleo pode impedir a mobilidade das partículas magnéticas. d) todas as alternativas são corretas. 19 - Em geral para a detecção de descontinuidades superficiais na inspeção por partículas magnéticas, o tipo decorrente elétrica magnetizante recomendada é: a) alternada b) contínua c) retificada de meia onda d) trifásica retificada 20 - As etapas no processo de inspeção contínua por partículas magnéticas são: a) aplicação do pó magnético; magnetização ;remoção do excesso de pó ; observação das indicações. b) preparação da superfície; aplicação do pó magnético ; magnetização ; remoção do excesso de pó observação das indicações. c) preparação da superfície ; magnetização ; observação das indicações dd) preparação da superfície ; magnetização; aplicação do pó magnético; remoção do excesso de pó magnético ; observaçãodas indicações. GABARITO – PROVA 3 1 - De acordo com o ASME Sec. V Art.7, a temperatura máxima de aplicação das partículas magnéticas via úmida é de:Resposta: Letra B 2 - A operação de desmagnetização , deve ocorrer em:Resposta: Letra C 3 - Quais dos veículos abaixo é o mais indicado para ser usado na inspeção por partículas magnéticas via úmida pela técnica de eletrodos ?Resposta: Letra C 4 - Em geral para a inspeção de soldas planas pela técnica de eletrodos , a avaliação da intensidade da corrente é feita baseada: Resposta: Letra D 5 - A inspeção por partículas magnéticas é aplicável em materiais:Resposta: Letra D 6 - Qual das seguintes alternativas é uma vantagem do ensaio por partículas magnéticas ?Resposta: Letra B 7 - De acordo com o ASME Sec.V Art.7 , a inspeção de uma junta soldada deve:Resposta: Letra A 8 - No ensaio por partículas magnéticas a escrita magnética é uma indicação :Resposta: Letra B 9 - A técnica de inspeção por partículas magnéticas que ao ser aplicada produz faíscas capaz de deixar marcas na superfíciedo metal é denominada:Resposta: Letra C 10 - Quando aplicamos um campo magnético externo variável numa peça ferromagnética, esta se magnetiza, até o ponto desaturação. Ao desligarmos o campo magnético externo, o que ocorre com a peça ?Resposta: Letra D 11 - Qual das seguintes descontinuidades são típicas para a detecção por partículas magnéticas ?Resposta: Letra A 12 - Em geral , os aparelhos Yokes eletromagnéticos são utilizados na inspeção :Resposta: Letra D 13 - De acordo com o ASME Sec. V Art.7 , a corrente de magnetização a ser utilizada com o Yoke deverá ser: Resposta: Letra C 14 - Os tipos de pós magnéticos utilizados no ensaio por partículas magnéticas são: Resposta: Letra D 15 - No método de inspeção por partículas magnéticas via úmida , os parâmetros que devem ser verificados antes do início doensaio são:Resposta: Letra B 16 - Uma vantagem do ensaio por partículas magnéticas sobre os líquidos penetrantes é que:Resposta: Letra A 17 - Os veículos que podem ser usados para a aplicação dos pós magnéticos são Resposta: Letra D 18 - A condição superficial de uma peça ser ensaiada por partículas magnéticas , é importante pois:Resposta: Letra D 119 - Em geral para a detecção de descontinuidades superficiais na inspeção por partículas magnéticas, o tipo de corrente elétrica magnetizante recomendada é: Resposta: Letra A 220 - As etapas no processo de inspeção contínua por partículas magnéticas são: Resposta: Letra D De acordo com o ASME Sec. V Art.7 , a corrente de magnetização a ser utilizada com o Yoke deverá ser: contínua alternada retificada de onda completa alternada trifásica Em geral para a detecção de descontinuidades superficiais na inspeção por partículas magnéticas, o tipo de corrente elétrica magnetizante recomendada é: alternada contínua retificada de meia onda trifásica retificada Os sistemas existentes para magnetização da peça para o ensaio por partículas magnéticas são: bobina ; eletrodos eletrodos ; bobina e Yoke eletrodos ; bobina ; condutor central e Yoke eletrodos ; bobina ; condutor central ; placas paralelas; Yoke ; ponteiras. Um dos problemas em se magnetizar uma peça através do uso dos eletrodos é que: existe uma dificuldade em se aplicar o pó magnético os pontos de contato podem danificar a superfície da peça é difícil a preparação da superfície nesta técnica o campo magnético produzido é insuficiente Dos materiais abaixo, quais os que não podem ser inspecionados por partículas magnéticas ? aços inoxidáveis austeníticos aços carbono aços fundidos as alternativas (b) e (c) são correta As indicações observadas no ensaio por partículas magnéticas, são causadas quando as partículas ferromagnéticas se aglomeram , no seguinte caso: na existência de um desvio das linhas de campo magnético, na região da descontinuidade superficial ou subsuperficial. na existência de uma descontinuidade superficial. na existência de descontinuidades abertas para a superfície. todas as alternativas são corretas. Um aparelho muito utilizado para magnetização que é baseado num eletroimã , denomina-se : eletrodos Yoke bobina magnetrômetro A condição superficial de uma peça ser ensaiada por partículas magnéticas , é importante pois: a mobilidade das partículas sobre a superfície pode ser dificultada a presença de carepas ou sujeira pode mascarar os resultados. a presença de graxa ou óleo pode impedir a mobilidade das partículas magnéticas. todas as alternativas são corretas. As etapas no processo de inspeção contínua por partículas magnéticas são:. aplicação do pó magnético;magnetização ;remoção do excesso de pó ; observação das indicações. preparação da superfície; aplicação do pó magnético ; magnetização ; remoção do excesso de pó observação das indicações. preparação da superfície ; magnetização ; observação das indicações preparação da superfície ; magnetização; aplicação do pó magnético; remoção do excesso de pó magnético ; observação das indicações. De acordo com o Código ASME Sec.V Art.7 , qual a corrente de magnetização necessária para inspecionar por partículas magnéticas , usando a técnica dos eletrodos, numa junta soldada de topo com espessura de 38 mm ? 200 a 250 A , com 25 mm de espaçamento dos eletrodos 200 a 250 A , com 50 mm de espaçamento dos eletrodos 90 a 110 A , com 25 mm de espaçamento dos eletrodos 100 a 125 A , com 50 mm de espaçamento dos eletrodos Qual das seguintes alternativas é uma vantagem do ensaio por partículas magnéticas ? não necessita de preparação da superfície. as indicações se produzem diretamente sobre as superfícies, podendo detectar descontinuidades superficiais e sub-superficiais. pode ser aplicado em qualquer material , desde que seja condutor. não requer procedimentos especiais após o ensaio realizado. Os tipos de pós magnéticos utilizados no ensaio por partículas magnéticas são: pós aplicados por via seca pós aplicados por via úmida pós fluorescentes todas as alternativas são corretas. O padrão oitavado da norma ASME Sec.V , possui a finalidade de: indicar quantitativamente o valor do campo magnético. verificar até que profundidade o campo magnético é eficaz. verificar a direção do campo magnético aplicado. indicar a presença de campo magnético. Qual dos métodos abaixo corresponde ao de maior sensibilidade para a detecção de descontinuidades por partículas magnéticas ? via seca , com pó magnético visível com luz natural. via úmida , com pó magnético visível com luz negra. via úmida , com pó magnético visível com luz natural. via seca , com pó magnético visível com luz negra. Quanto aos requisitos de calibração de equipamento de acordo com ASME Sec.V Art.7, temos que: os equipamentos contendo amperímetros não necessitam de calibração os equipamentos contendo amperímetros necessitam calibração pelo menos 1 vez por ano. os equipamentos contendo amperímetros podem ser calibrados por qualquer padrão conhecido os equipamentos contendo amperímetros devem ser calibrados 2 vezes ao ano O aparelho de magnetização Yoke , de acordo com ASME Sec.V Art. 7deve ser calibrado através da elevação de carga e com registro documentado na freqüência de: 4,5 kg com C.A , uma vez por ano 18 kg com C.C , uma vez por ano 4,5 kg com C.C , a cada uso as alternativas (a) e (b) são corretas. Na técnica de ensaio por partículas magnéticas , denominada residual , é caracterizada por: as operações de magnetização e aplicação do pó magnético é feita seqüencialmente , sem interrupção da magnetização. as operações de magnetização e aplicação do pó magnético é feita separadamente , com interrupção da magnetização. somente é aplicável em materiais com alta retentividade as alternativas (b) e (c) são corretas Em geral para a inspeção de soldas planas pela técnica de eletrodos , a avaliação da intensidade da corrente é feita baseada: na espessura da chapa no tipo de material na distância entre os pontos de contato. alternativas (a) e (c) são corretas De acordo com o Código ASME Sec. V SE-709 , a concentração das partículas via úmida visíveis com luz branca , a serem usadas com água , deve ser de: de 1,2 a 2,4 ml de 0,1 a 0,4 ml de 1,5 a 3,0 ml de 2,0 a 5,0 ml Qual das afirmações abaixo é verdadeira ? O ensaio por partículas magnéticas só é aplicável em materiais ferromagnéticos. Os materiais ditos diamagnéticos não são atraídos pelo imã. A permeabilidade magnética não é constante para um determinado material. todas as alternativas são verdadeiras. LISTA DE EXERCÍCIOS – PROVA ESPECÍFICA Como de ser a verificação da concentração de partículas magnéticas? Deve ser feita conforme ASMT E-712 e para isso deve ser utilizado um tubo tipo pipeta, método de teste ASTM E, com haste de 2,0ml e divisões de 0,10ml, para partículas fluorescentes, haste de 2,5ml e divisões de 0,5ml, para partículas coloridas sob luz vi Deve ser feita pelo método de teste ASTM D 96, com haste de 3,0ml e divisões de 0,1ml, para partículas fluorescentes, haste de 2,5ml e divisões de 0,5ml, para partículas coloridas sob luz visível. Deve ser feita conforme ASMT E-709 e para isso deve ser utilizado um tubo centrífugo tipo pera, método de teste ASTM D 96, com haste de 1,0ml e divisões de 0,05ml, para partículas fluorescentes, haste de 1,5ml e divisões de 0,1ml, para partículas colorida. Deve ser feito pelo método de uso de instrumentação em vidro e balança de precisão de 0.01g, para a vidraçaria precisão de 0,01ml, utilizando uma pipeta tradicional. Qual a recomendação para marcação das descontinuidades reprovadas encontradas no ensaio? As descontinuidades reprovadas devem ser demarcadas única e exclusivamente no croqui do relatório padrão. As descontinuidades reprovadas devem ser demarcadas sobre a peça com a utilização de tinta a base de água dessa forma a marcação não poderá ser apagada facilmente para execução do reparo no local correto. As descontinuidades reprovadas devem ser demarcadas sobre a peça com a utilização de giz de cera ou marcador esferográfico industrial, para facilitar a execução do reparo no local correto. As descontinuidades reprovadas devem ser demarcadas sobre a peça apenas se o técnico de inspeção tiver dúvidas quanto a necessidade do reparo. Para parede externa do tubo - posicionamento longitudinal qual a distância entre o ponta “a” para aplicação do ensaio em tubos de 2”favoravelmente na mobilidade das partículas magnéticas e deve ocasionar diminuição da sensibilidade do ensaio. Quando utilizada, a tinta de contraste não deve influir favoravelmente na mobilidade das partículas magnéticas e deve ocasionar aumento da sensibilidade do ensaio. Quando utilizada, a tinta de contraste deve influir desfavoravelmente na mobilidade das partículas magnéticas e não deve ocasionar aumento da sensibilidade do ensaio. Quando utilizada, a tinta de contraste não deve influir desfavoravelmente na mobilidade das partículas magnéticas e não deve ocasionar diminuição da sensibilidade do ensaio. Quais são os critérios de aceitação do ensaio? Os critérios de aceitação devem estar de acordo com a norma ASME VIII ad I. Os critérios de aceitação devem estar de acordo com a norma ASME V e DIN 2006. Os critérios de aceitação devem estar de acordo com as normas ASME e DIN. Os critérios de aceitação devem estar de acordo com a norma de projeto e/ou fabricação do equipamento Qual deve ser a distância entre os polos para inspeção em chapas e juntas soldadas entre chapas? 90 mm 120 mm 164 mm 204 mm Qual deve ser a temperatura da peça e da suspensão para via Seca: Superfície: 100°C ; Suspenção: Não se aplica. Superfície: 120°C ; Suspenção: 80°C Superfície: Não se aplica ; Suspenção: 100°C. Superfície: 80°C ; Suspenção: 120°C Qual a espessura da película permitida com a utilização de tinta de contraste? 5 μm 15 μm 20 μm 25 μm Quando os resíduos das partículas magnéticas, ou até mesmo da tinta de contraste vierem a interferir prejudicialmente no processo de fabricação das peças/equipamentos como estes devem ser removidos? Devem ser removidos pela aplicação de solventes. Devem ser removidos pela aplicação de jatos de água a 100 KPa. Devem ser removidos pela aplicação de jatos de ar a baixa pressão Devem ser removidos pela aplicação de descontaminantes a base de água. Quais os matérias que de acordo com o procedimento CEBRACI-018 poderão ser ensaiados pela técnica Partícula Magnética – YOKE? Aço inoxidável duplex e super duplex. Aços inoxidáveis ferríticos, martensíticos e austeníticos, aços-liga e baixa liga. Aços carbono e aços baixa liga. Aços carbono, aços inoxidáveis ferríticos, níquel e ligas de níquel, titânio, bronze e ligas de bronze, alumínio e ligas de alumíniouma concentração nas suas extremidades. Estes pontos, onde se manifesta a atração com maior intensidade, damos o nome de pólos magnéticos. Se dispusermos de duas barras imantadas e colocarmos uma próxima da outra, deixando uma fixa e a outra livre, verificaremos que ocorrerá uma força de atração entre as barras de modo a fazer com que se unam. No entanto, se separarmos as barras, girando a móvel de 180º e aproximando-as novamente, verificaremos que ao invés de ocorrer atração haverá uma força de repulsão. O que nos leva a concluir que temos duas espécies de pólos: um que promove atração e o outro que promove repulsão. Conseqüentemente, numa mesma barra os pólos não são iguais. É por isso que se diz que pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem. 18 Ímãs Permanentes e Temporários As pedras ímã são ímãs naturais permanentes. Também podemos criar ímãs permanentes de forma artificial. Um pedaço de ferro comum, tido como ferro doce não é um imã permanente e só permanece imantado durante o período em que estiver sujeito à ação de forças magnetizantes. Por exemplo, ao aproximarmos um ímã de um punhado de pregos, verificamos que cada prego comporta-se como um pequeno ímã, fazendo com que ocorra a atração entre eles. Permeabilidade Magnética A permeabilidade magnética é definida como sendo a facilidade com que um material pode ser magnetizado. É representada pela letra "". É um número adimensional, isto é, não possui grandeza, pois é uma relação entre duas grandezas iguais. A permeabilidade é a relação entre a condutividade magnética de um material e a condutividade magnética do ar. Classificação dos Materiais: 19 PARAMAGNÉTICOS ( = 1) São materiais levemente atraídos por um ímã. Como por exemplo, podemos citar: platina, alumínio, cromo, estanho e potássio. DIAMAGNÉTICOS ( 1) São materiais levemente repelidos por um ímã. Como por exemplo, podemos citar: prata, chumbo, cobre e mercúrio. FERROMAGNÉTICOS ( 1) São assim definidos os materiais fortemente atraídos por um ímã. Como por exemplo, podemos citar: ferro, níquel, cobalto e quase todos os tipos de aço. Materiais Ferromagnéticos Os materiais ferromagnéticos mais comuns são o ferro, o níquel e o cobalto. Industrialmente, não são utilizados no estado puro e sim sob a forma de ligas. Estas ligas apresentam grande diversidade de propriedades, o que determina o seu emprego na indústria. Tais propriedades dependem, também, dos tratamentos térmicos a que são submetidas. De um modo geral, para as ligas ferromagnéticas, o material mais importante e mais empregado é o ferro. É o constituinte essencial de todos os núcleos dos circuitos magnéticos (sob forma de ligas de ferro-silício) e de todas as suas partes estruturais sob forma de aço fundido ou laminado. Campo Magnético É definido como sendo a região do espaço em torno de um condutor percorrido por uma corrente elétrica ou em torno de um ímã. O campo magnético é formado pelo conjunto de linhas de fluxo magnético, também denominado de linhas de força, cujo número e forma dependem da fonte geradora. 20 Linhas de Fluxo Magnético São as linhas que formam o campo descrito anteriormente. As linhas de fluxo formam uma curva na qual cada ponto é tangente à direção que tomaria uma agulha imantada, caso fosse localizada nesse ponto.As linhas de força não se cruzam e buscam o caminho de menor resistência. Convencionou-se que as linhas de força no interior de um ímã têm direção e sentido que vão do pólo sul para o pólo norte e, externamente ao imã, a direção e o sentido das linhas de força são do pólo norte para o sul, de modo que o circuito magnético fique fechado. As linhas estão mais concentradas nos pólos do ímã; isso explica a razão de ocorrer um maior acúmulo de partículas nestas regiões. Quanto mais próximas estiverem as linhas de fluxo magnético, maior será a intensidade do campo. Origem da Dispersão do Fluxo Magnético Associada à Descontinuidade 21 Campo Magnético ao Redor de um Condutor Para se saber o sentido do campo magnético ao redor de um condutor, basta segurarmos este condutor com a mão direita, de modo que o dedo polegar aponte no sentido em que ocorre o fluxo da corrente. Os demais dedos estarão indicando o sentido das linhas de força ao redor do condutor. Este conceito é conhecido como Regra da Mão Direita. As Figuras abaixo demonstra o que ocorre quando temos dois condutores próximos entre si. As correntes tem sentidos opostos: os condutores se repelem. As correntes tem mesmo sentido: os condutores se atraem. "Quando o polegar de sua mão direita aponta ao longo do fio no sentido da corrente elétrica os outros dedos envolvem o condutor no sentido do campo magnético ". 22 Efeito Skin Os campos magnéticos que variam com o tempo induzem correntes elétricas nos condutores. Esta é a base conceitual utilizada na geração de energia elétrica. Numa massa sujeita à variação de fluxo geram-se forças eletromotrizes que produzem, dentro da própria massa metálica condutora, correntes muito intensas chamadas de correntes parasitas. Como todas as correntes, as correntes parasitas formam um campo magnético na direção oposta ao campo aplicado. Como resultado, o campo magnético devido à corrente alternada diminui à medida que a distância dentro do material aumenta em relação à superfície. Dentro do material o campo alternado é quase que totalmente cancelado pelo efeito da corrente parasita. Portanto, em materiais condutores, a corrente alternada, o campo elétrico e o campo magnético, são praticamente confinados numa fina película superficial do condutor. Esse efeito é denominado de Efeito SKIN. Densidade de Fluxo Também conhecida como Indução magnética. O número de linhas de fluxo magnético que atravessam perpendicularmente uma dada secção é chamada de densidade de fluxo. Símbolo: B Unidade (SI): tesla (T) Força de Magnetização A força de magnetização é também conhecida como "força magnetizante" ou "intensidade de campo". É a força que estabelece um fluxo magnético. Símbolo: H Unidade (SI): A/m ou A/cm (geralmente é utilizado o A/cm por ser A/m um valor muito pequeno). Relutância Magnética É a resistência que apresenta um material a ser magnetizado. Os materiais de difícil magnetização apresentam grande relutância. 23 Retentividade Magnética É definida como sendo a habilidade que possui um material de reter uma parte do campo magnético após a interrupção da força magnetizante. Magnetismo Remanente É assim denominado o magnetismo que resta no material após a remoção da força magnetizante. Símbolo: Br Força Coersiva É a força de magnetização reversa requerida para remover o magnetismo residual de um material. Símbolo: Hc Permeabilidade Magnética É a facilidade com que um campo ou fluxo magnético pode ser estabelecido num circuito magnético. Símbolo: = = permeabilidade magnética absoluta em Henry / metro. Para materiais ferromagnéticos a permeabilidade varia consideravelmente de acordo com o valor da força de magnetização (H). Por conveniência nós utilizamos a permeabilidade relativa r. onde r = (adimensional) Saturação É o estágio no qual qualquer incremento na força de magnetização(H) aplicada a uma peça não produz nenhum aumento na densidade de fluxo (B). H B 0 24 Curva B-H A relação existente entre a intensidade de campo (H) e a densidade de fluxo (B) para um material ferromagnético é observada através desta curva.Verificaremos que, se aumentarmos a intensidade de campo (H), a densidade de fluxo (B) também cresce, porém não proporcionalmente. No início, para cada valor crescente de (H), o gradiente é pequeno e, depois cresce de forma praticamente proporcional para, finalmente se encurvar para a direita. Finalmente, verificamos que, para conseguir um pequeno aumento na densidade de fluxo é necessário um grande aumento na força magnetizante. A permeabilidade magnética () cresce com o valor da força de magnetização (H) até um certo limite para em seguida decrescer. Notem que não é constante e depende: - do valor de H e de B; - da composição química do material; - da temperatura; - do tratamento térmico. Da mesma forma, B não é diretamente proporcional a H. Na Figura a seguir, é feita uma correlação dos gráficos anteriores. O ponto de inflexão da Curva B-H determina a permeabilidade máxima do material, ou seja, o início do seu processo de saturação. Curva de Histerese Histerese vem do grego "hystéresis" e significa atraso. É um fenômeno que acontece nos materiais ferromagnéticos ao serem magnetizados e, de acordo com a solicitação crescente ou decrescente, ocorrerá um certo atraso em relação a sua resposta. 25 Sensores Usados para Detectar Dispersão de Fluxo Os sensores mais empregados para detectar a perturbação causada pelo campo de fuga associado a descontinuidades são os seguintes: Medidores de campo magnético tangencial utilizando o Efeito Hall: Métodos Magnetométricos. 26 Sensores com Princípio de Efeito Hall São sensores que empregam um elemento apto a converter a perturbação no fluxo em tensão e devem ser usados a baixa velocidade de varredura. O Efeito Hall baseia-se no fato de que cargas elétricas em um condutor são defletidas na presença de um campo magnético. Como resultado, o Efeito Hall produz uma diferença de potencial E (em volts) que é proporcional ao produto da corrente I (em ampères) pela intensidade de campo magnético H (em gauss), expressos pela equação: Onde R é o coeficiente Hall (em V.cm/A.Gs) e t é a espessura do elemento Hall (em centímetros). Sensibilidade da Visão A sensibilidade do olho depende do comprimento da luz incidente; ela é máxima para comprimentos de onda de aproximadamente 5,60 x 10-7metros (560 nanômetros), isto é, o sistema visual é mais sensível na parte central do espectro visível e se torna menos sensível na direção das extremidades. Isso significa que, para serem percebidas, as cores azuis ou vermelhas devem ser bem mais intensas do que as amarelas ou verdes. É por essa razão que os penetrantes fluorescentes trabalham nessa faixa (560 nm). A figura abaixo mostra a sensibilidade relativa da visão para um suposto observador padrão, para diferentes comprimentos de onda, para certo nível de iluminação. t H x I x R = E 27 Espectro Eletromagnético Radiação Visível É assim conhecida a faixa do Espectro Eletromagnético capaz de ser detectada pelo olho humano. As ondas eletromagnéticas podem ser identificadas pelo valor de seu comprimento de ondas ou de sua freqüência 28 Iluminação Existem dois tipos de Iluminação que são utilizados no ensaio por partículas magnéticas: - Iluminação com Luz Branca (Natural) - Iluminação com Luz Ultravioleta (Luz Negra) Tipo de Iluminação Aparelho de Medição Unidade Branca Luxímetro Lux Ultravioleta Radiômetro µW/cm² Fonte de Luz Ultravioleta A fonte de luz negra ou ultravioleta utilizada no ensaio por Partículas Magnéticas Fluorescentes é obtida pela filtragem da radiação emitida por uma lâmpada vapor de mercúrio. (figura ao lado). 29 A figura abaixo apresenta o detalhe de uma lâmpada a vapor de mercúrio. Instruções de Operação e Precauções de Segurança Em condições normais de trabalho não existem efeitos nocivos conhecidos para as fontes UV-A (luz negra), desde que simples instruções de segurança e de operação sejam observadas. As precauções e instruções nessas notas são gerais. Para uma orientação completa, os dados dos fabricantes de cada lâmpada em particular devem ser seguidos. Fonte de Luz Ultravioleta Como o espectro emitido por essas lâmpadas é composto por radiação ultravioleta e visível, utiliza-se um filtro adequado de modo que permita a passagem de radiação entre 300 e 400 nm, conforme ilustrado na figura ao lado, cuja maior porcentagem de radiação transmitida se concentra em 365 nm. 30 Precauções de Segurança no Uso de Lâmpada de Vapor de Mercúrio UV-A (luz negra) Evite olhar diretamente para a lâmpada. A lâmpada não deve ser usada sem o filtro adequadamente fixado. Não use a lâmpada com o filtro quebrado ou trincado. Evite o contato direto com o invólucro da lâmpada, pois este se torna quente com o uso. Mantenha os cabos longe de líquidos, para evitar contaminação ou curto circuito. Assegure-se que os pontos de aterramento sejam mantidos no circuito da lâmpada. Instruções de Operação no Uso da Lâmpada de Vapor de Mercúrio UV-A (luz negra) - Aguarde um período de 5 minutos para aquecimento após ligar a lâmpada e antes de iniciar a inspeção. - Se a lâmpada for desligada e imediatamente ligada, aguarde no mínimo 20 minutos antes de recomeçar a inspeção. A lâmpada não vai reacender até que a temperatura se reduza. - Evite ligar e desligar repetidamente a lâmpada pois isto reduz sua vida útil. - Ajuste o ângulo da lâmpada com respectivo corpo de prova, para evitar reflexos que reduzem a eficiência da inspeção. - Limpe o filtro da lâmpada regularmente com um pano limpo e umedecido em solução suave de água e detergente. - Verifique a potência de emissão da luz regularmente. O que são Partículas Magnéticas As partículas magnéticas, na sua forma mais geral, são pequenas porções finamente divididas de material ferromagnético. São classificadas comumente de acordo com a sua coloração ou com o veículo que as transporta sobre a peça ensaiada. Quanto à visibilidade, podem ser coloridas sob luz normal ou fluorescentes. Partículas alongadas e laminadas desenvolvem polaridade intensa em suas extremidades, alinhando-se rapidamente. São propícias para a aplicação a seco, uma vez que não são movimentadas pelos veículos líquidos. As partículas ovaladas e globulares possuem menor capacidade de formação de pólos magnéticos. Porém, em suspensão, adquirem mobilidade de forma a atingir facilmente as regiões de campo de fuga nos quais são retidas. 31 Forma de Aplicação das Partículas Magnéticas na Região em Ensaio A aplicação das partículas magnéticas pode ser na forma de pó, pastas ou suspensão em líquidos. Em todos os casos, as partículas devem constituir um pó ferromagnético de dimensões, tamanho, forma, densidade e cor adequada ao ensaio. Denomina-se de via ou veículo, o meio no qual a partícula está sendo aplicada. Podemos considerá-lo em dois grupos: VIA SECA VIA ÚMIDA Seqüência Básica da Execução do Ensaio 1) LIMPEZA E /OU PREPARAÇÃO 2) MAGNETIZAÇÃO 3) APLICAÇÃO DA SUSPENSÃO 4) AVALIAÇÃO DAS INDICAÇÕES 5) LIMPEZA 6) DESMAGNETIZAÇÃO 32 Preparação daSuperfície de Ensaio De acordo com a seqüência de execução, o ensaio começa com a limpeza e/ou preparação da superfície. O método de preparação da superfície depende do tipo, tamanho e quantidade de peças a serem inspecionadas. Os métodos de limpeza normalmente utilizados são: O jato de areia ou granalha, a escova de aço, panos umedecidos em solventes ou secos. O objetivo é retirar da superfície da peça toda a sujeira, oxidação, carepas, respingos ou inclusões superficiais que prejudiquem o ensaio com a formação de campos de fuga falsos ou que contaminem o banho, isto, caso a execução seja através de um equipamento estacionário. Preparação das Partículas As partículas por via seca úmida requerem a preparação da suspensão ou banho e podem estar na forma de pó ou pasta. Já as partículas por via seca não necessitam de nenhuma preparação e são retiradas diretamente das embalagens para os aplicadores de pó. A preparação da suspensão por via úmida é muito importante para garantir a homogeneização do banho e a dispersão das partículas na região inspecionada após sua aplicação. Os fabricantes indicam, nas próprias embalagens, os valores de concentração a serem utilizados. Assim, recomenda a quantidade em gramas de partículas que deve ser adicionada a um litro de veículo para se obter à concentração adequada para a suspensão. Algumas partículas são utilizadas tanto em querosene quanto em água; apenas requerendo, para o uso em água, a adição de uma substância acondicionadora (condicionador/distensor). 33 Métodos e Técnicas de Magnetização Magnetização Longitudinal É assim denominado o método de magnetização que produz um campo magnético longitudinal à peça. Neste método, o campo magnético tem suas linhas de força passando longitudinalmente pela peça e fechando o circuito através do ar. Portanto, é o método recomendado para a detecção de descontinuidades transversais ao comprimento da peça. A magnetização longitudinal é obtida por indução de campo. Magnetização Circular Neste método, que pode ser tanto por indução de campo como por passagem de corrente, as linhas de força que formam o campo magnético circulam através da peça em circuito fechado, não fazendo uma "ponte" através do ar. Este tipo de magnetização é usado para detecção de descontinuidades longitudinais à direção de aplicação da corrente ou transversais à direção de aplicação do campo magnético. 34 Magnetização Multidirecional Também conhecida como combinada ou vetorial. É um método em que simultaneamente são aplicados na peça dois campos magnéticos: um pelo método longitudinal e o outro pelo método circular. A combinação das duas técnicas produz um vetor rotativo, e permite observar, de uma só vez, as descontinuidades em diversas orientações. VANTAGENS - Na inspeção de componentes seriados, onde se reduz substancialmente o tempo de inspeção; - Economia de partículas magnéticas; - Cada peça ou componente é manuseado apenas uma vez; - Menor possibilidade de erro por parte do inspetor, pois observa-se, ao mesmo tempo, tanto as descontinuidades longitudinais quanto as transversais. DESVANTAGENS - Seu emprego é restrito a peças de geometria simples; - A detectabilidade de defeitos é menor do que quando os campos são aplicados seqüencialmente; - Não é fácil equilibrar os dois campos magneticamente, pois a intensidade do campo circular é medida em ampères e a do campo longitudinal em ampères-espiras; - Não é possível utilizar a corrente contínua para os dois campos; - Não é possível efetuar a inspeção pelo método residual. Método do Ensaio Verifica-se, inicialmente, pela curva de histerese as características magnéticas do material a ser ensaiado. Dentre essas características, a retentividade magnética é de grande importância. A diferença existente na retentividade do magnetismo, de um material em relação a outro, permite se utilizar dois métodos de ensaio na inspeção por meio de partículas magnéticas: - Método do campo contínuo; - Método do campo residual. Método do Campo Contínuo É o método de ensaio utilizado principalmente nos materiais de baixa retentividade. A aplicação do pó magnético, a remoção do seu excesso e a inspeção para a verificação da presença de descontinuidades são realizadas simultaneamente com a aplicação da força magnetizante, ou seja, todas essas operações são realizadas de maneira seqüencial e contínua, sem que haja interrupção da força de magnetização. É 35 importante ressaltar que a aplicação do pó magnético na região a inspecionar deve ser realizada de forma homogênea. Como no ensaio só interessa o pó acumulado nos campos de fuga das descontinuidades, todo o excesso é removido por um sopro de ar. Método do Campo Residual Neste método de ensaio, que só pode ser empregado nos materiais de alta retentividade, as operações de aplicação do pó magnético, remoção do excesso e a inspeção para a verificação da presença de descontinuidades são realizadas em etapas sucessivas após a remoção da força magnetizante. Assim, nessa técnica, o pó se acumulará nas descontinuidades devido ao campo de fuga proveniente do magnetismo residual do material. Descrição das Técnicas de Magnetização Aplicáveis no Ensaio por Meio de Partículas Magnéticas. Magnetização por Passagem de Corrente Elétrica pela Peça: É a técnica de magnetização, em que a corrente circula pela peça, onde temos as técnicas dos eletrodos e do contato direto. 36 Técnica dos Eletrodos É a técnica de magnetização pela utilização de eletrodos, também conhecidas como pontas que quando apoiadas na superfície da peça, permitem a passagem de corrente elétrica pela peça. O campo magnético criado é circular. Esta técnica é geralmente aplicada em peças brutas fundidas, em soldas, nas indústrias de siderurgia, caldeiraria e outros. Técnica de Inspeção por Eletrodos A técnica dos eletrodos induz um campo magnético que é dependente da distância entre os eletrodos e a corrente elétrica que circula por eles. Em geral estes valores são tabelados e disponíveis nas normas técnicas de inspeção aplicáveis ao produto ensaiado. Como referência, podemos citar que para o Código ASME Sec. V Art.7, os valores de corrente elétrica a ser aplicada na peça devem estar entre os valores seguintes: Limitação da Corrente Elétrica na Técnica de Eletrodos Espessura da peça Corrente Elétrica aplicada por polegada de espaçamento entre os Eletrodos ¾ pol Mínimo de 100 até 125 A/pol. Fonte: Código ASME Sec. V Art. 7 37 O espaçamento entre os eletrodos não deve ultrapassar a 8 polegadas. Espaçamentos menores podem ser utilizados para acomodar limitações geométricas na área que está sendo examinada, porém espaçamentos menores que 3 polegadas devem ser evitadas. Os pólos de contato dos eletrodos devem estar limpos. Exemplo de aplicação: Uma junta soldada com espessura do metal base de 15 mm, deverá ser inspecionada por partículas magnéticas pela técnica dos eletrodos. Se o operador for utilizar 150 mm de espaçamento, qual deverá ser o valor da corrente elétrica a ser aplicada? Solução: Pela tabela, aplica-se a regra seguinte: de 90 a 110 Ampéres / polegadas de espaçamento ou 3,54 a 4,33 Ampéres / mm de espaçamento. Portanto: 150 mm de espaçamento x 3,54 = 531,0 A (corrente elétrica mínima) 150 mm de espaçamento x 4,33 = 649,5 A (corrente elétrica máxima) A técnica de eletrodos frequentemente produz faíscas nos pontos de contato dos eletrodos com a peça, o que impede a utilização desta técnica em ambientes onde existem gases explosivos ou ainda quando a peça a ser examinada está na sua fase final usinada, não admitindo qualquer dano nas suas superfícies. Uso da técnica de eletrodos parainspeção de uma solda de conexão Aparelho típico para magnetização por passagem de corrente elétrica denominada técnica de eletrodos. Estes equipamentos são portáteis, permitindo atingir até 1500 Ampéres utilizando corrente contínua ou alternada. Cuidados devem ser tomados quanto ao meio ambiente de operação destes equipamentos pois estes produzem faíscas elétricas que podem causar explosões na presença de gases ou produtos inflamáveis. 38 A Técnica de Contato Direto Também conhecida como magnetização por placas ou cabeçotes de contato. Devido sua aplicação maior ser através de máquinas estacionárias, é definida como sendo a técnica de magnetização pela passagem de corrente elétrica de extremidade a extremidade da peça. O campo magnético formado é circular. Esta técnica se difere da técnica por eletrodos descrita, pois é aplicável em sistemas de inspeção automáticos ou semiautomáticos, para inspecionar barras, eixos, parafusos, principalmente nas indústrias automobilísticas ou em fabricas de produtos seriados de pequeno porte. Polos de contato PEÇA + - Corrente Elétrica Campo Magnético Circular Nesta técnica, corrente elétrica contínua ou alternada poderão ser utilizadas, sendo recomendado pelo Código ASME Sec. V Art.7 uma limitação de 300 até 800 Ampéres/ pol. de diâmetro externo quando a geometria for redonda. Outras limitações de corrente elétrica podem ser requeridas, dependendo da norma ou especificação aplicável na inspeção. Para peças outras que não redondas, a corrente elétrica pode ser determinada pelo diâmetro maior da peça na seção perpendicular ao fluxo da corrente elétrica. Se o nível de corrente elétrica não pode ser obtido por limitações técnicas dos equipamentos utilizados, então deve ser empregado o padrão indicativo de campo magnético para certificação de que a máxima corrente elétrica aplicada é satisfatória. 39 Exemplo de Aplicação: Uma barra com diâmetro externo maior de 10 pol. (254 mm) deverá ser inspecionado por partículas magnéticas pela técnica de contato direto. Qual deverá ser a corrente elétrica a ser aplicada? Solução: De acordo com o recomendado pelo ASME Sec. V Art. 7, a limitação deverá ser de 300 a 800 Ampéres por polegada de diâmetro da peça. Assim teremos: 300 A x 10 pol. de diâmetro da barra = 3000 Ampéres (corrente elétrica mínima) ; 800 A x 10 pol. de diâmetro da barra = 8000 Ampéres (corrente elétrica máxima). Fotos mostrando a técnica de magnetização circular por contato direto. Na foto esquerda o técnico pulveriza o pó magnético seco num eixo magnetizado por passagem de corrente elétrica. Na foto direita o técnico posiciona uma barra para a técnica de contato direto. Técnicas de Magnetização por Indução de Campo Magnético A Técnica da Bobina: Nessa técnica a peça é colocada no interior de uma bobina ou solenóide, ocorrendo um campo longitudinal na peça. A bobina ou solenóide é formada por um enrolamento de fios condutores da corrente elétrica alternada ou contínua, que originam o campo magnético de intensidade que dependerá da corrente elétrica que passa pela bobina e o número de voltas que o enrolamento da bobina foi formado (amperes- volta). 40 Para peças onde a razão L/D, onde L é o comprimento da peça sendo no máximo 18 polegadas e D o seu diâmetro, for maior ou igual a 4, a intensidade do campo pode ser calculada através da fórmula: Amperes-volta = 35000 / (L/D) + 2 (+ 10%) (Fonte: ASME Sec.V Art.7) NOTA: Para peças não cilíndricas, D deve ser a máxima seção transversal da peça. Ensaio de um virabrequim pela técnica da bobina Exemplo de Aplicação: Seja um eixo com comprimento de 10 pol. e 2 pol. de diâmetro, qual a corrente de magnetização necessária se for usada uma bobina enrolada no eixo com 5 voltas? Solução: A relação neste caso é de: L/D = 5, portanto aplicando a fórmula teremos: Amperes-Volta = 35000 / 5 + 2 = 5000 Sendo a bobina formada por 5 voltas, então a corrente necessária será 5000 amperes-volta / 5 voltas = 1000 Ampéres + ou - 10% Para peças onde a razão L/D for menor que 4 mas não menor que 2, a intensidade do campo pode ser determinada através da fórmula: Amperes-Volta = 45000 / (L/D) (+ ou - 10%) (Fonte: ASME Sec. V Art. 7) Para peças grandes, a intensidade de magnetização deve estar entre 1200 amperes-volta e 4500 amperes- volta. A utilização de padrões indicativos de campo pode estabelecer a corrente elétrica mais indicada. 41 Foto mostrando a técnica de magnetização longitudinal de um eixo, por bobinas. A Técnica do Ioque ou Yoke É a técnica de magnetização pela indução em campo magnético, gerado por um eletroímã, em forma de "U" invertido, que é apoiado na peça a ser examinado. Pelo eletroímã circula a corrente elétrica alternada ou contínua. É gerado na peça um campo magnético paralelo à linha imaginária que une as duas pernas do Yoke. Técnica de inspeção por Yoke eletromagnético. Os yokes produzem campos magnéticos longitudinais, podendo ser de pernas fixas ou de pernas articuláveis, conhecidos como yokes de pernas articuladas. Os de pernas articuláveis são mais eficientes por permitirem uma série de posições de trabalho com garantia de um bom acoplamento dos pólos magnéticos. 42 A sua vantagem está em não aquecer os pontos de contato, já que a técnica usa corrente elétrica magnetizante que flui pelo enrolamento da bobina do yoke, e não pela peça. O Yoke é um circuito magnético constituído de um núcleo magnético de pequena relutância, com uma bobina de N espiras na parte superior e dois pólos magnéticos que, apoiados sobre uma peça a ser ensaiada, formam um circuito magnético fechado. O núcleo é constituído de lâminas de ferro silício, isoladas eletricamente entre si e de elevada permeabilidade magnética. A recomendação básica de algumas normas para calibração deste equipamento é que o campo magnético formado na região de interesse definida como área útil esteja entre os valores de 17 a 65 A/cm. Para simplificar e permitir a comprovação periódica da intensidade do campo magnético durante os trabalhos de campo é estabelecido nas normas, que a verificação da força de magnetização do yoke pode ser comprovada através de sua capacidade mínima de levantamento de massa calibrada equivalente a 4,5 kg (10 lb) de aço, no máximo espaçamento entre os pólos a ser utilizado em corrente alternada e de 18,1 kg ( 40 lb) em corrente elétrica contínua ( fonte: ASME Sec. V Art.7) . Estes limites apresentados para o teste de levantamento de peso podem ser alterados dependendo da especificação ou norma aplicável. Por exemplo, a norma ASTM E-709 estabelece outros limites, assim como a norma Petrobras N-1598 requer o levantamento de peso de 5,5 kg. 43 A Técnica do Condutor Central A técnica do condutor central é caracterizada pela passagem de um fio condutor ou conjunto de cabos condutores pelo centro da peça a inspecionar. A passagem da corrente elétrica através do condutor permitirá induzir um campo magnético circular na superfície interna e/ou externa da peça Assim sendo, a peça a ser inspecionada por este processo, deve ter geometria circular, tais como: flanges, anéis, porcas e outras. Quando grandes diâmetros de peças devam ser inspecionados, o condutor pode ser posicionado perto da superfície interna da peça, deslocado do centro.Neste caso, as superfícies devem ser inspecionadas em incrementos, e a intensidade do campo magnético verificado com auxílio do padrão indicativo do campo para saber qual a extensão do arco da circunferência a ser considerada. Em geral, a corrente elétrica de magnetização é determinada da mesma forma como descrita na técnica de contato direto, considerando que apenas um condutor passe internamente à peça. O campo magnético irá aumentar na proporção que o número de cabos condutores centrais passem internamente à peça. Como exemplo podemos citar, que se 6000 Ampéres são necessários para ensaiar uma peça usando um simples condutor central, então 3000 Ampéres serão requeridos para ensaiar a mesma peça usando 2 condutores centrais, ou 1200 Ampéres se usados 5 condutores centrais. O uso do padrão indicativo de campo é sempre um requisito recomendado para certificação da intensidade do campo magnético gerado. Desmagnetização Verificamos que alguns materiais, devido às suas propriedades magnéticas, são capazes de reter parte do magnetismo após a interrupção da força magnetizante. Conforme a aplicação subseqüente destes materiais, o magnetismo residual ou remanente poderá criar problemas, sendo necessária a desmagnetização da peça. 44 Interferência na Usinagem Uma peça com magnetismo residual poderá interferir nos processos futuros de usinagem, pois o magnetismo da peça induzirá a magnetização das ferramentas de corte e afetará o acabamento da peça. A retenção de limalhas e partículas contribuirá para a perda do fio de corte da ferramenta. Interferência na Soldagem A interferência em operações de soldagem se faz sentir com a deflexão do arco elétrico, desviando-o da região de soldagem. Esta interferência é conhecida como sopro magnético e poderá prejudicar em muito o rendimento e a qualidade da solda. Interferência com Instrumentos O magnetismo residual interfere com instrumentos sensíveis de medição ou navegação, colocando em risco a operação dos equipamentos, uma vez que as leituras obtidas não correspondem à realidade. Há registros de acidentes aéreos por interferências de campos magnéticos de trens de pouso nos instrumentos de navegação da aeronave. A desmagnetização é dispensável quando: - os materiais possuem baixa retentividade; - as peças forem submetidas a tratamento térmico; - as peças forem novamente magnetizadas. Notem que as peças de aço magnetizadas, ao atingir a temperatura de 750oC, chamado "Ponto Curie", perdem a magnetização. Princípios da Desmagnetização Observando uma curva de histerese típica de um material ferromagnético depois que uma força de magnetização inicial é aplicada e então removida, nota-se que é praticamente impossível terminar o ensaio com uma densidade de fluxo zero. Mesmo se uma força coerciva negativa for aplicada, ela apenas vai manter a densidade de fluxo zero enquanto estiver sendo aplicada. A Figura mostra que o segredo da desmagnetização é aplicar uma força magnetizante decrescente e com polaridade alternada, de modo que a curva de histerese se reduza até que todos os parâmetros atinjam zero. 45 Métodos de Desmagnetização Existem vários métodos para se conseguir a desmagnetização; são eles: - remoção do Interior da bobina; - bobina operando com corrente alternada decrescente; - bobina operando com corrente contínua revertendo a polaridade; - eletroimã operando com corrente contínua revertendo a polaridade; - yoke eletromagnético operando com corrente alternada. Remoção do Interior da Bobina - A peça é passada pelo interior de uma bobina , com seu eixo axial alinhado com a direção leste-oeste da bobina. A bobina deve estar operando com corrente alternada. - A peça deve ser removida até uma distância de no mínimo 1,5m antes da corrente ser desligada. - Alguns equipamentos apresentam desmagnetizadores constituídos de bobinas multiespiras que trabalham conectadas diretamente na rede elétrica. Em outros casos, uma bobina feita à mão com cabos e operando em uma máquina portátil pode ser empregada em serviço de campo. Se a peça não puder ser passada através da bobina, a bobina pode ser passada sobre a peça para atingir o mesmo resultado. Equipamentos e Acessórios Os equipamentos usados para inspeção por meio de partículas magnéticas podem ser divididos de acordo com o seu tamanho e aplicação. A força de magnetização pode ser fornecida de várias formas, desde um pequeno Yoke eletromagnético até uma sofisticada instalação fixa, utilizando altos valores de corrente retificada e amperímetros calibrados. Quando a eletricidade é passada pela peça, de maneira a magnetizá-la, é geralmente transformada por uma fonte para baixa tensão e alta corrente. Dessa forma não há perigo de choque elétrico. 46 No entanto, se a corrente for aplicada mais do que alguns segundos, as peças tendem a ficar aquecidas devido à resistência elétrica. Equipamentos Portáteis - Imãs Permanentes - Yoke Eletromagnético - Eletrodos - Bobina Flexível - Cabo Flexível - Cabos com Garras Ímãs Permanentes Os ímãs Permanentes produzem um campo magnético longitudinal entre seus pólos. Modelos recentes com a forma de ferradura, pernas ajustáveis e terminais de contato intercambiáveis, permitem sua utilização em peças de geometria variada. A melhor detecção ocorre para as descontinuidades que cruzem perpendicularmente a linha que une os dois pólos. Porém, a tendência atual, devido à sua baixa detectabilidade, é não indicar o uso de ímãs permanentes. Em função disto, as normas PETROBRAS e muitas normas internacionais que tratam do assunto proíbem o uso destes equipamentos. 47 VANTAGENS DESVANTAGENS Não requer energia elétrica Só produz campo contínuo Fixa-se naturalmente a superfícies verticais Baixa detectabilidade Se desgasta com o uso Não apresenta problemas de contato elétrico Difícil de ser tirado da peça Barato Sem controle da intensidade de campo Não causa danos, por aquecimento, à peça ensaiada Partículas magnéticas são atraídas aos pólos Leve Necessidade de área de contato das pernas. Pode necessitar de recarga Yoke Eletromagnético Os Yokes são feitos de lâminas de ferro silício para reduzir as perdas devido a correntes induzidas (efeito pelicular) quando energizadas por corrente alternada. 48 VANTAGENS DESVANTAGENS Pode operar em corrente alternada, contínua ou retificada Requer alimentação elétrica Apresenta possibilidade de controle da intensidade de campo magnético Só produz campo longitudinal Trabalha ligado diretamente à rede elétrica Trabalha exclusivamente com tensão da rede Pode ser ligado e desligado permitindo fácil remoção Pólos atraem partículas magnéticas Não causa danos a peça Precisa haver boa área de contato para os pólos. Leve Pode ser usado para desmagnetizar, operando com corrente alternada Eletrodos A Técnica dos Eletrodos induz um campo magnético circular pela passagem de uma alta corrente na peça inspecionada. O alto valor da corrente pode causar abertura de arco entre os eletrodos e a superfície da peça. Os pontos de contato devem ser cuidadosamente limpos e o material dos eletrodos deve ser escolhido de forma a evitar a contaminação da peça. 49 VANTAGENS DESVANTAGENS Possibilidade de controle da intensidade de campo Perigo de abertura de arco Pode trabalhar com campos alternados ou contínuos Perigo de aquecimento Permite o uso em espaços confinados Requer uso de transformador pesado Trabalha com baixa voltagem Possibilidade de contaminação da peça pelo eletrodo Não possui pólos para atrair as partículas magnéticas Necessita de bom contato elétrico Possibilita o controle da corrente Requer normalmente duas pessoas para operação Bobina FlexívelNesta técnica o cabo que conduz a corrente é enrolado em volta da peça a ser inspecionada. É um método de magnetização longitudinal e vai indicar as descontinuidades paralelas à direção do cabo. Se possível, as espiras devem ser espaçadas para permitir a inspeção entre elas. Existem disponíveis bobinas articuladas, pré-fabricadas, que permitem a rápida colocação e remoção da peça. 50 VANTAGENS DESVANTAGENS Fácil de operar Dificuldade de manter as espiras separadas Não há perigo de aquecimento Limitação da região a inspecionar Pode operar com corrente alternada ou retificada Necessita às vezes de altas correntes A força magnetizante é o produto da corrente pelo número de espiras Corrente regulável Cabo Flexível Trabalhando com o mesmo princípio básico, de que a corrente cria um campo magnético em volta do condutor, o cabo flexível é um meio bastante usado para inspecionar componentes soldados, grandes fundidos e forjados. O cabo deve ser assentado sobre a peça, de preferência paralelamente à superfície da solda, objetivando a detecção de descontinuidades no fluxo de campo, adjacentemente ao cabo. 51 VANTAGENS DESVANTAGENS Aplicação simples Pode requerer cabos longos Permite controle da intensidade do campo Pode empregar altos valores de corrente Pode abranger grandes áreas Às vezes torna-se difícil manter os cabos na posição correta Cabos com Garras Quando a Técnica dos Eletrodos não for adequada, devido ao aquecimento ocorrido ou quando a peça for muito grande ou desajeitada, é ainda possível inspeciona-la pela passagem de corrente. Uma alternativa consiste na utilização de garras especiais tipo crocodilo com malha de cobre nas pontas. Outra possibilidade é o uso de imãs permanentes para fixar os cabos na peça, de forma que as mãos do inspetor fiquem livres para aplicar as partículas magnéticas. Equipamentos Tipo Bancada (Estacionários) Equipamentos de Bancada são instalações fixas para inspecionar peças fabricadas em série. Podem variar de tamanho e potência: desde pequenos equipamentos utilizando alguns ampères na inspeção de pequenas peças até grandes máquinas capazes de fornecer 20.000 A. Na verdade, uma máquina de bancada contém os equipamentos elétricos da unidade móvel, adicionando-se características de operação e manuseio que tornem o ensaio mais rápido e eficiente. Entre as características normalmente encontradas numa máquina de bancada podemos citar: - Cabeçotes ajustáveis manualmente, eletricamente ou por ar comprimido (a); - Reservatórios de partículas magnéticas com agitação mecânica (b); - Recirculação da suspensão de partículas magnéticas, do reservatório ao bico de aplicação (c); - Possibilidade de uso de corrente contínua ou alternada (d); - Cabeçotes de contato revestidos de cobre com grande área de contato (e); - Solenoides nos cabeçotes e/ou bobina rígida para magnetização longitudinal (f); - Amperímetros calibrados (g); - Controle de corrente (h); 52 - pedais E botões para efetuar os controles (i); - Lâmpada ultravioleta; - Luz branca; - Timeres, para ajustar o ciclo de operação. Contato Direto Nesta técnica a peça é fixada firmemente entre os cabeçotes de contato que possuem uma superfície macia e condutora, tal como uma malha de cobre. Uma energia de baixa tensão e alta corrente é passada pela peça criando um campo magnético circular em sua volta. Este método favorece a detecção de descontinuidades na direção longitudinal dos cabeçotes de contato, até um limite de 45 graus para cada lado. Condutor Central Nesta técnica a magnetização é conseguida pela passagem de corrente através de uma barra isolada de um condutor não magnético de alumínio, cobre ou latão, que é posicionado em um furo ou abertura da peça. Peças vazadas, tais como, tubos e anéis são normalmente inspecionados por esta técnica. Na prática um grande número de pequenas peças, tais como anéis, pode ser inspecionado simultaneamente, desde que não se toquem. 53 Bobina Rígida A peça é colocada no interior de uma bobina com seu eixo longitudinal numa direção a 90 graus das espiras da bobina. Bobinas de 4 a 8 espiras são geralmente usadas e a peça é colocada, sempre que possível, apoiada na bobina. Padrões Um padrão utilizado para um controle periódico de campos magnéticos circulares é o disco recomendado pela norma MIL I-6868, cujo esboço está representado na Figura abaixo Padrão Ketos ou Anel de Ketos Padrão de Verificação da Eficiência do Ensaio Este padrão, além de indicar a direção das linhas de fluxo magnético, também nos fornece uma relação quantitativa do valor do campo magnético. 54 Indicador de campo Magnético (moeda sensora) PADRÃO REDONDA PADRÃO OCTOGONAL 55 Avaliação do Nível de Iluminação Estando atendidas as condições de limpeza, magnetização e de aplicação de partículas ou suspensão, de acordo com os requisitos das normas, torna-se necessário a observação e a avaliação das indicações. Esta é a etapa mais importante e subjetiva do ensaio, pois depende exclusivamente da capacidade de visualização e de interpretação do Inspetor. Por isso torna-se necessário que todos os requisitos anteriores tenham sido cumpridos conforme estabelecido nos procedimentos de ensaio ou conforme determinam as normas aplicáveis. Devemos ressaltar, conforme já mencionado anteriormente, que o nível de iluminamento é fundamental e seus requisitos são os seguintes: Luz Visível ou Normal O nível de iluminação mínimo recomendado é de 1000 lux, sem a presença de reflexos ou brilhos incômodos; Luz Negra ou Ultravioleta O grau de escurecimento do local de ensaio deve ser o equivalente a 20 lux e a lâmpada ultravioleta deve, após o aquecimento por um período de 5 minutos, emitir luz ultravioleta com intensidade mínima de 1000 W/cm2. A avaliação é feita com a lâmpada a 380 mm (15") da superfície da peça e com um instrumento sensível à luz ultravioleta. O espectro da luz ultravioleta deve ser equivalente ao comprimento de onda de 330 a 390 nm, para evitar danos físicos ao inspetor. Terminologia de PM Esta terminologia é de acordo com a Norma Brasileira ABNT NBR 7552 – edição 2004. Angstrom (Å): Unidade de comprimento que pode ser usada para expressar o comprimento de onda de radiação eletromagnética, neste caso a luz. Um Angstrom é igual a 0,1 nanômetro (1 nm = 10-9 m). Bloco Comparador: Bloco que contém descontinuidades intencionalmente provocadas, com o objetivo de comparar diferentes tipos de materiais penetrantes quanto ao seu desempenho. 56 Contaminantes: Qualquer substância estranha presente na superfície de ensaio ou nos materiais penetrantes que afete adversamente o desempenho do ensaio ou prejudique o material que está sendo inspecionado. Contraste: Diferença na visibilidade (brilho ou coloração) entre uma indicação e o fundo. Família: Série completa de materiais de um mesmo fabricante requeridos para o desempenho de um ensaio. Filtro de luz negra: Filtro que transmite luz negra enquanto absorve outros comprimentos de onda. Fluorescência: Emissão de radiação visível por uma substância como o resultado da absorção de radiação de luz negra. Interpretação: Avaliação de uma indicação. Limpeza: Remoção de material da superfície por meio químico, eletroquímico ou mecânico. Luz Negra: Radiação eletromagnética no espectro ultravioleta com comprimento de onda entre 320nm a 400nm (3200 A a 4000 A). Luz Ultravioleta: Radiação eletromagnética com comprimento de onda entre 200nm a 400nm (2000 A a 4000 A). Lux: Unidade de medida, do SI, para iluminância. Equivalente a lumens por metro quadradoe abreviado como lx. Um lux é igual a 0,1 fc (footcandle). Luz Visível: Radiação eletromagnética na faixa de comprimento de onda de 400nm a 700nm (4000 A a 7000 A) Solvente: Líquido capaz de dissolver ou eliminar elementos estranhos e não aderidos na superfície que é examinada (óleo, graxa, sujeiras e outros). Tempo de Drenagem: Tempo durante o qual o excesso de penetrante ou emulsificador escoa da peça. Veículo: Líquido, aquoso ou não aquoso, no qual são dissolvidas ou suspensas outras substâncias ou produtos. 57 AUTOR Fabrício Campana Senra Inspetor da qualidade com mais de 25 anos de experiência pedagógica e de campo, dentre as instituições que lecionou, podemos citar: SENAI/RJ, CETRE/BA, FRAEND/RJ-PE, FRATEC/RJ, ITC BRAZIL/RJ-RS, TREINAEND/RJ. Cursos de Especialização Inspetor de Equipamentos – INMETRO Portaria 349; Inspetor de ACFM – Medição por Corrente Alternada N2; Inspetor de END - Partículas Magnéticas N2; Inspetor de END - Líquido Penetrante N2; Inspetor de END - Ultrassom N2; Inspetor de END - Medição de Espessura; Inspetor de END - Ensaio Visual; Inspetor de END – Estanqueidade; Inspetor de END - Teste por Pontos; Inspetor de Solda - IS-N1; Inspetor de Dutos Terrestres; Inspetor Dimensional de Caldeiraria e Tubulação – CD-N2-CL; Técnico em Mecânica Industrial - CRT/RJ; NR 13 – Caldeiras, Vasos de Pressão e Tubulações. BIBLIOGRAFIA 1. Líquido Penetrante 5ª edição – Luiz Eduardo da Silva. 2. Partícula Magnética 3ª edição – Joaquim José Moreira dos Santos. 3. Ultrassom técnicas e aplicação 2ª edição – Jorge Luiz Santin. 4. Ensaio Visual 3ª edição – César Poppen Martin. 5. Ensaio por Líquido Penetrante - edição Abr./2011 – Ricardo Andreucci. 6. Ensaio por Partícula Magnética - edição Jan./2009 – Ricardo Andreucci. 7. Ensaio por Ultrassom – edição Jul./2011 – Ricardo Andreucci. 8. A Radiologia Industrial – edição Mar./2010 – Ricardo Andreucci. 9. Ilustrações: 9.1 Livros e apostilas de Ensaios Não Destrutivos (END). 9.2 Internet: Imagens Google e Metal-Chek. Instruções • Leia com atenção antes de responder e marque suas respostas neste caderno. • Cada questão tem uma única resposta correta. Faça um X na opção que você escolher como certa. • Questões em branco ou com mais de uma marcação não serão consideradas. • Nas salas de provas, é proibido o uso de qualquer espécie de aparelho eletrônico de comunicação (telefone celular e/ou pager e outros equipamentos do gênero). Questões Prova Especifica 1 - Com relação a iluminação adequada para realização do ensaio como está deve ser? a) O ensaio deve ser conduzido com iluminação adequada, para assegurar que não haja perda de sensibilidade. A intensidade máxima de luz na superfície em exame deve ser de 1500 lux para o ensaio com partículas visíveis à luz branca, oque equivale à iluminação de uma lâmpada de 200 W a 35 cm de distância da superfície. b) O ensaio deve ser conduzido com iluminação adequada, para assegurar que não haja perda de sensibilidade. A intensidade mínima de luz na superfície em exame deve ser de 1500 lux para o ensaio com partículas visíveis à luz branca, oque equivale à iluminação de uma lâmpada de 200 W a 35 cm de distância da superfície. Esta luminosidade deve ser demonstrada uma vez para o tipo de equipamento de iluminação utilizado, documentada e arquivada. c) O ensaio deve ser conduzido com iluminação adequada, para assegurar que não haja perda de sensibilidade. A intensidade mínima no local de execução do exame deve ser de 1500 lux para o ensaio com partículas visíveis à luz branca, oque equivale à iluminação de uma lâmpada de 200 W a 35 cm de distância da superfície. Esta luminosidade deve ser demonstrada uma vez para o tipo de equipamento de iluminação utilizado, documentada e arquivada. d) O ensaio deve ser conduzido com iluminação adequada, para assegurar que não haja perda de sensibilidade. A intensidade mínima de luz na superfície em exame deve ser de 1000 lux para o ensaio com partículas visíveis à luz branca, oque equivale à iluminação de uma lâmpada de 100 W a 25 cm de distância da superfície. Esta luminosidade deve ser demonstrada uma vez para o tipo de equipamento de iluminação utilizado, documentada e arquivada. 2 - Quais os matérias que de acordo com o procedimento CEBRACI-018 poderão ser ensaiados pela técnica Partícula Magnética – YOKE? a) Aço inoxidável duplex e super duplex. b) Aços inoxidáveis ferríticos, martensíticos e austeníticos, aços-liga e baixa liga. c) Aços carbono e aços baixa liga. d) Aços carbono, aços inoxidáveis ferríticos, níquel e ligas de níquel, titânio, bronze e ligas de bronze, alumínio e ligas de alumínio. 3 - Quais são os critérios de aceitação do ensaio? a) Os critérios de aceitação devem estar de acordo com a norma ASME VIII ad I. b) Os critérios de aceitação devem estar de acordo com a norma ASME V e DIN 2006. c) Os critérios de aceitação devem estar de acordo com as normas ASME e DIN. d) Os critérios de aceitação devem estar de acordo com a norma de projeto e/ou fabricação do equipamento. 4 - Para Soldas de topo em Tubos - Posicionamento Longitudinal à Solda a inspeção poderá ser realizada somente por um lado do cordão, para as situações definidas em função da máxima largura de acabamento do cordão de solda, dessa forma para tubos Ø > 6” qual seria essa largura? a) 10 mm b) 25 mm c) 35 mm d) 50 mm 5 - Como deve ser decantada a suspenção? a) Devem ser decantados 100ml da suspensão e depois de decorrido 30 (trinta) minutos a concentração deve estar na faixade 1,2 a 2,0ml para partículas coloridas sob luz visível e de 0,1 a 0,4ml para partículas fluorescentes. b) Devem ser decantados 50ml da suspensão e depois de decorrido 40 (quarenta) minutos a concentração deve estar na faixa de 2,2 a 3,0ml para partículas coloridas sob luz visível e de 0,5 a 0,9ml para partículas fluorescentes. c) Devem ser decantados 500ml da suspensão e depois de decorrido 50 (cinqueta) minutos a concentração deve estar na faixa de 1,6 a 2,6ml para partículas coloridas sob luz visível e de 0,2 a 0,8ml para partículas fluorescentes. d) Devem ser decantados 1l da suspensão e depois de decorrido 60 (sessenta) minutos a concentração deve estar na faixa de 1,4 a 2,2ml para partículas coloridas sob luz visível e de 0,2 a 0,6ml para partículas fluorescentes. 6 - Qual deve ser a temperatura da peça e da suspensão para via Seca a) Superfície: 100°C ; Suspenção: Não se aplica. b) Superfície: 120°C ; Suspenção: 80°C c) Superfície: Não se aplica ; Suspenção: 100°C. d) Superfície: 80°C ; Suspenção: 120°C 7 - Qual a espessura da película permitida com a utilização de tinta de contraste? a) 5 μm b) 15 μm c) 20 μm d) 25 μm 8 - Como deve ser a condição superficial? a) A superfície da peça a ser ensaiada e uma área adjacente de no mínimo 55mm poderá ter o mínimo de irregularidades que não venham a interferir ou prejudicar a resolução ou sensibilidade do ensaio. b) A superfície da peça a ser ensaiada e uma área adjacente de no mínimo 35mm deverá estar livre de irregularidades que possam interferir ou prejudicar a resolução ou sensibilidade do ensaio, podendo conter o mínimo possível de graxa, óleo, carepas, tintas, exceto a de contraste, etc. Para o ensaio por via seca a superfície deverá estar úmida. c) Para o ensaio por via seca a superfície deverá estar seca ou com até 10% de umidade, A superfície da peça a ser ensaiada e uma área adjacente de no mínimo 20mm deverá estar livre de irregularidades que possam interferir ou prejudicar a resolução ou sensibilidade do ensaio. d) A superfície da peça a ser ensaiada e uma área adjacente de no mínimo 25mm deverá estar livre de irregularidades que possam interferir ou prejudicar a resolução ou sensibilidade do ensaio, tais como graxa, óleo, carepas, tintas, exceto a de contraste, etc. Para o ensaio por via seca a superfície deverá estar seca. 9 - No aspecto de Segurança qual(is) afirmações podemser consideradas verdadeiras: a) I e II b) I e III c) II e III d) Todas as afirmações 10 - Como deve ser feio a remoção do excesso de partícula no ensaio via seca? a) A remoção do excesso de partículas no ensaio via seca deve ser efetuada por meio de um sopro de ar de baixa intensidade, que preserve as indicações das descontinuidades, não sendo permitido o uso de ar comprimido para esta finalidade. b) A remoção do excesso de partículas no ensaio via seca deve ser efetuada por meio de lavagem com água a baixa pressão de modo que preserve as indicações das descontinuidades. c) A remoção do excesso de partículas no ensaio via seca deve ser efetuada por meio de um sopro de ar de baixa com alta vazão, de modo que preserve as indicações das descontinuidades, podendo o uso de ar comprimido para esta finalidade. d) A remoção do excesso de partículas no ensaio via seca deve ser efetuada por meio de um sopro de ar de baixa intensidade ou outro meio volatel de modo que preserve as indicações das descontinuidades, sendo permitido o uso de ar comprimido para esta finalidade. 11 - Para parede externa do tubo - posicionamento longitudinal qual a distância entre o ponta “a” para aplicação do ensaio em tubos de 2” 6” qual seria essa largura ? Resposta: Letra B 5 - Como deve ser decantada a suspensão ? Resposta: Letra A 6 - Qual deve ser a temperatura da peça e da suspensão para via Seca Resposta: Letra A 7 - Qual a espessura da película permitida com a utilização de tinta de contraste ? Resposta: Letra D 8 - Como deve ser a condição superficial ?Resposta: Letra D 9 - No aspecto de Segurança qual(is) afirmações podem ser consideradas verdadeiras: Resposta: Letra D 10 - Como deve ser feio a remoção do excesso de partícula no ensaio via seca ? Resposta: Letra A 11 - Para parede externa do tubo - posicionamento longitudinal qual a distância entre o ponta “a” para aplicação do ensaio em tubos de 2”