Ensaio de Ultrassom

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DISCIPLINA: ENSAIOS DE MATERIAIS
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Prof. Dr. Hélio Cardoso Martim
helio.martim@ifal.edu.br
INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS - IFAL
CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA
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Ondas
- As ondas podem ser classificadas em mecânicas, que precisam de um 
meio material para se propagar. 
- Ex. o som de uma corda de violão que se propaga através do ar. 
- As ondas podem ser eletromagnéticas que não precisam de um meio 
para se propagar.
- Ex. raio X e ondas de rádio.
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Ondas
- Transversais: as partículas vibram em direção perpendicular à direção de 
propagação da onda. 
- Longitudinais: as partículas vibram na mesma direção da propagação da 
onda. 
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Ondas
- A velocidade de propagação das ondas sonoras nos materiais depende 
do meio condutor e do sentido de vibração (ondas transversais e 
longitudinais).
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Ultrassom
- O som se origina da vibração de um material, podendo ser agudo ou 
grave com frequências muito baixas, de 20 Hz (infrassom) ou com 
frequências muito altas, acima de 20 kHz (ultrassom).
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Ultrassom
- A forma mais comum de produzir ultrassom é através de cristais 
piezelétricos. 
- Os cristais piezelétricos são materiais que têm capacidade de converter 
pressão mecânica em tensão elétrica e vice-versa. São usados nos 
transdutores para converter um tipo de energia em outra. Neste caso 
converte a energia elétrica de excitação em mecânica de vibração 
com a mesma frequência da elétrica.
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Transdutores
- Reto ou normal: emitem e/ou recebem o ultrassom perpendicularmente à 
sua superfície.
- Angular: emitem e/ou recebem o ultrassom obliquamente à sua 
superfície.
- Duplo cristal: o mesmo transdutor possui um cristal para recepção e outro 
para emissão do ultrassom.
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Ensaio por ultrassom
- O princípio básico de funcionamento consiste na emissão de uma onde 
mecânica por um transdutor (a), a partir do momento em que esta onda 
é emitida o aparelho começa a contar o tempo. 
- Ao incidir na descontinuidade ocorre uma reflexão da onda que retorna 
ao transdutor (b), e gera um sinal elétrico, que é processado e mostrado 
na tela do aparelho de análise (d).
- A posição do eco é proporcional ao caminho percorrido pelo som até a 
descontinuidade da peça.
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Ensaio por ultrassom
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Acoplantes
- Como o ultrassom deve passar do transdutor para a peça com o mínimo 
de interferência, há necessidade de colocar um elemento acoplante que 
faça esta ligação, evitando o mau contato.
- Este acoplante pode ser óleo, água, glicerina, graxa etc
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Acoplantes
- Ensaio por contato direto: o acoplante é colocado em pequena 
quantidade entre a peça e o cabeçote, formando uma película.
- Ensaio por imersão: a peça e o cabeçote são mergulhados num líquido, 
geralmente água, obtendo-se um acoplamento perfeito.
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Equipamento
- No ensaio de ultrassom interessa medir a intensidade do sinal elétrico de 
retorno recebido pelo transdutor, e o tempo transcorrido entre a emissão 
do pulso e o retorno do eco.
- O equipamento que realiza tais medidas no ensaio por ultrassom é um 
tipo de osciloscópio. Os sinais elétricos recebidos do transdutor são 
tratados eletronicamente no aparelho e mostrados numa.
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Equipamento
- Na tela, a vertical refere-se a intensidade do sinal elétrico de saída do 
eco e de retorno e, a horizontal, o intervalo entre a emissão e a recepção 
do pulso.
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Ensaio por ultrassom - Inspeção
- 1. Método pulso-eco:
- Utiliza um único transdutor acoplado a um dos lados do material.
- É possível verificar a dimensão, a localização e a profundidade da 
descontinuidade na peça.
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Ensaio por ultrassom - Inspeção
- 2. Método da transparência:
- Um transdutor que emite e outro que recebe o sinal sonoro, acoplados 
perfeitamente e alinhados em lados opostos da peça. Serve para 
identificar a presença da falha e é indicada para peças de menor 
dimensão com acesso pelos dois lados.
- Não havendo descontinuidades no material, o receptor recebe 
aproximadamente 100% do sinal emitido. Havendo descontinuidades, o 
receptor recebe uma porcentagem inferior ao sinal emitido.
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Ensaio por ultrassom - Inspeção
- 2. Método da transparência:
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Vantagens e Desvantagens 
- Boa sensibilidade na detecção de descontinuidades internas. Para isso 
não requer planos especiais de segurança e/ou quaisquer acessórios 
para a sua execução. ▲
- Os resultados podem ser obtidos apenas pela análise dos dados 
mostrados na tela do equipamento. ▲
- Esse método exige forte investimento em treinamento do responsável 
pela realização da análise, a fim de que ele interprete de forma eficiente 
os resultados. ▼
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Até a próxima!
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