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C6pia impressa pelo Sistema CENWIN -e TUBOS DE AC0 - DETECCAO DE DESCONTINUIDADES POR CORRENTES PARASITAS (EDDY-CURRENT), COM SATURACAO MAGNETICA MBtodo de ensaio 01.014 NBR 8860 MAl0/1985 SUMARIO 1 Objetivo 2 Norma complementar 3 DefinicBes 4 Aparelhagem 5 Execuck do ensaio 6 Resultados ANEXO A - Tamanho tfpico das descontinuidades actificiais ANEXO B - Informac6es adicionais 1 OBJETIVO 1.1 Esta Norma prescreve o metodo eletromagnetieo lpor correntes parasitas corn sa- turasao magnetica para detecsao de descontinuidades do tipo corrosao por pite, va- zios, inclusoes, trincas ou varia@es dimensldnais bruscas, em tubos de ago. 1.2 Esta Norma se aplica a tubos corn diametro externo de 6,35 a 254,O mm. Por acordo pt-kio entre produtor e compraaor, pode ser aplicada a tubos corn diametro externo de outras dimensGes. 1.3 Esta Norma se apl ica a ensaio pop correntes parasitas que empreguem bobinas envolventes embora bobinas fixas ou rotativas possam ser utilizadas, visando o aumento da sensibilidade de detec$o de descontinuidades em tubos de maior di$me - tro. 2 NORMA COMPLEMENTAR Na apl ica$ao desta Norma 6 necessario consultar: NBR 8859 - Correntes parasi tas (Eddy-current) - Terminologia 3 DEFINICOES OS termos tecnicos utilizados nesta Norma estao definidos na NBR 8859. Origem: ABNT 1:22.09-608/85 CB-1 - Cornit Brasileiro de Mineracgo e Metalurgia CE-I:2299 - Comissb de Estudo de Produtos Tubulares de A& Norma-base: ASTM E 369/77 SISTEMA NACIOPJA~L DE ABNT - ASSOCIA~AO BRASILEIRA ’ METROLOGIA, NOfWblALlZA~AO DE NORMAS Tecru1cAs E QUALIDADE INbCtSTRIAl 0 ?b~: aco.tubo.correntes parasites. I . NBR 3 NDRMA BRASILEIRA REGISTRADA CW: 669.14462:629.179.142 Todos os diteitos resewados 16 phinas C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 2 NB R 8860/l 985 4 APARELHAGEM 4.1 ApareZhagem eZetr&ica A aparelhagem eletr%ica deve ser adequada para energizar as bobinas ou cabesotes corn corrente alternada de uma freqijcncla selecionada e para detectar, por meio da bobina de teste, as varia@es da resposta eletromagnetica. 0 equipamento pode in- cluir circuitos apropriados de processamento de sinal, tais coma discriminadores de fase, circuitos de filtragem, etc., necessaries. apenas para uma determi nada a- pl icaGZ0, conforme Figura 1. fR = A0 Er fld -I 7 II IJ -TUEIO EM TRANWORMACOR ENSAIO r 4 FIGURA 1 - Diagrama em bloco de equipamento automhtico de ensaio por correntes parasitas corn saturador 4.2 Bobina envo hen te A bobina envolvente consiste em uma oumais bobinas eletricas que envolvem o tubo que esta sendo ensai ado, conforme Fi gura 2. 4.3 Conjunto cabegote 0 conjunto cabeCote (ver Figura 3-(a)) normalmente contem uma bobina de excita$o e bobinas de teste conforme Figura 3-(b), embora em alguns cases as bobinas de excitaGa”0 e teste sejam uma so. 4.4 Sis tema de saturaGao magngtica 0 sistema de saturaSao magnetica deve consistir em urn metodo adequado de aplica- @o de urn forte campo magnetico na regiao do tubo adjacente ao conjunto de bobina de teste ou cabe$ote, de forma a transformar esta regia”o em Go-magnetica, duran- te a realiza$ao do ensaio. Sistemas tipicos empregam tanto ima”s permanentes,,quan- to eletromagneticos. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 8860/1985 3 FIGURA 2 - Bobina envolvente Nota: 0 efeito resultante da rela@o entre a area da sesao reta do tuba em en- saio e a area da sec$o reta do enrolamento primsrio 6 uma considerasao im- portante, uma vez que as variasoes neste conjunto podem afetar significati - vamente 0 ensaio. TUB0 MOVENDO-SE LENTAMENTE ATRA- VI% DA BOBINA. FIGURA 3-(a) - Exemplo de inSpe@o rotativa em helice C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 4 NBR 8860/1985 in CABECOTE ESTAClONhlIO CORRENTES PARASITA T = BOBINAS DE TESTE E = BOBINAS DE EXCITAGAO TRAJETdRlA HELICOIDAL / ARRANJOS ALTERNATIVOS NO CABEGOTE FIGURA 3-(b) - InspeQo por cabegote estacionkio 4.5 Mecanismo de movimenta@o do tubo 0 movimento do tubo atraves da bobina ou sob o cabegote deve ser feito em veloci- dade uniforme, corn urn minim0 de vibra@es no tubo, bobina e cabeGote, e sem excen- tricidades. 5 EXECUCAO DO ENSAIO 5.1 Principio do me'todo Basei a-se no comportamento nao-magnet i,co dos tubos , pela aplicaG:o de urn forte cam - po magnetic0 na regia”o adjacente a bobina de teste. 5.2 Requisitos gerais Por acordo previo entre produtor e comprador,devem ser estabelecidos para a acei - taGa” do material OS seguintes requisitos: a) fases de fabrica$o em que o material deve ser examinado; b) tipo, metodo de fabrica$o, dimensoes, localizasao e nknero das desconti- nuidades artificiais a serem feitas no tubo-padrio de calibragao; c) metodos de verificaGao das dimensoes e toler2ncias admissiveis nas descon- tinuidades artificiais; d) tamanho e t i po do tubo; e) extensao de material a ensa.iar. No caso.de tubo corn costura, em toda a ex- tens50 da solda; f) forma de passagem dos tubos corn indica@es a serem observadas pelo -proda- tor; C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 886011985 5 g) interval0 de tempo,maximo entre as verifica@es de calibras mento; h) qualificaSao e certificaS$o do operador, se exigidas; i) metodos para determinasao da extensao do efeito das extremi 5.3 Tubo-pad&o 0 padrao utilizado no ajuste de sensibilidade do aparelho Go deve continuidades interferentes e deve ter composigao quimica nominal, iio do equipa- dades. apresentar des tratamento ter - mica e dimensijes iguais aos dos tubos.a serem ensaiados. 0 comprimento deste tu- bo-padrio deve ser tal que permi‘ta o espaGamento entre as descontinuidades artifi - ciais, a fim de proporcionar.uma resolusao do sinal satisfatoria e ser isento de varia@Tes dimensionais prejudiciais. As descontinuidades artificiais introduzidas no tubo devem ser de urn ou maisdos tipos mostrados na Figura 4 e Anexo A. .- A-A ” - a) Entalhe long itudinal, us nado na superficie externa, interna ou em ambas b) Entalhe transversal, usinado na superficie externa, interna ou em ambas c) Furo broqueado (radialmente) FIGURA 4 - Tipos de descontinuidades artificiais 5.3.1 EntaZhe OS entalhes longitudinais, transversais ou ambospodem ser produzidos por eletroe - rosao, usinagem ou outros meios. OS entalhes longitudinais padronizados sa”o t OS normalmente uti 1 izados quando o ensaio 6 efetuado Segundo a tecnica de cabeGote rotativo. A orienta$ao, dimensoes (iargura, comprimento e profundidade) e confi - guraGao dos entalhes afetam a resposta do s’istema de correntes parasitas. A pro- fundidade do entalhe 6 normalmente especificada coma uma porcentagem da espessu _ ra da parede do tubo a ser ensaiado (.ver Anexo A). OS entalhes podem ser fei tos na superf icie externa, interna ow em ambas do tubo-padrSo. Quando estes sao fei tos na superficie externa, proporcionam respostas do sistema de ensaio a desconti nuidades originadas da superficie externa e, quando feitos na superficie interna, proporcionam respostas a descontinuidades originadas da superficie interna. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 6 NBR 8660/1985 5.3.2 Furos Furos passantes broqueados sa”o normalmente empregados. 0 broqueamento deve ser feito corn cuidado para r-60 haver distorgao do tubo ou do furo. 5.3.2.1 A configurasao, orienta@o e dimensoes (diametro dos furos e largura,com - primento e profundidade dos entalhes) das descontinuidades artificiais a serem u- tilizadas no estabelecimento dos limites de aceitaGa”o devem ser objet0 de acordo entre produtor e comprador. 5.4 Ajuste e padroniza&io dasensibiZCdude da aparelhagem 5.4.1 Selecionar a aparelhagem, examinando a freqkcia, a configuragZo da bobi- na ou cabe$ote, ou de ambos, o sistema de saturaGa”o magnetica, a discrimina$o de fase e outros circuitos, bem coma a velocidade de ensaio. 5.4.2 Fabricar tubos-padroes em conformidade corn o acordado entre produtor e camp ra do r . 5.4.3 Ajustar o campo magnetic0 do sistema de saturac;a”o para obten$o de urn ade - quado nivel de magnetizaqao do tubo, adotando o seguinte procedimento: a) ajustar a sensibilidade do sistema de correntes parasitas de tal forma we, sem a aplica$o do campo de magnetiza$ao externo, a inspeGao do tu - bo-padrao de calibrasao resulte em excessive ruido, caracterizado par repetidos alarmes do instrument0 ao longo do comprimento do tubo; b) em repetidas passagens do tubo-padrao de calibra$ao, aumentar a corren- te de magnetiza@o ou o campo magnetic0 ate nao se observar nenhuma re- duGso do ruido do tubo quando do aumento do campo magnetic0 (ver Figu- t-a 5). Deve-se salientar que, as vezes, ha uma falsa indicagao de satu- rasao que pode resultar na aceitaG;o de urn falso nivel de saturagao. 5.4.4 Calibrar o aparelho para a obten@o da melhor reI.agao sinal/ruido, ajustai do-o para a minima sensibilidade necessaria a detec$a”o segura das descontinuida- des artificiais do tubo-padrao de calibragao. lsto deve ser feito em condi$oes idkticas aquelas empregad.as em produgzo (tal coma a velocidade do ensaio), wr causa das interfersncias que tais condi@es podem provocar. 5.4.5 Durante a operagao prevista em 5.4.4 ou em operagso separada, girar o tu- bo-padrio em incrementos de 90 ou 12QO para determinar a 1ocalizaSao do centro e- letrico da bobina de teste. Ajustar a posi$a”o do tubo em relagao a bobina pa ra obter respostas aproximadamente iguais as descontinuidades artificiais, qualquer que seja a sua posiga”0 ci rcunferencial. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 886011985 7 8 -- ca Magnotiroq~o FIGURA 5 - Grafico identificando o nivel de falsa satura@To 5.4.5.1 Determinar o centro eletrico da bobina a fim de criar urn fluxo no rma 1 circunferencial da bobina ao tubo, partindo-se de folgas uniformes. Ajustar a po- si$o relativa entre a bobina e o material em ensaio, de forma que sejam obt idos sinais uniformes do tubo-padrao corn furos ou entalhes, independentemente da sua posisa”o em relasao a bobina de teste. Este ajuste e facilmente obtido quando se opera corn urn cabesote ao longo de uma linha., tal coma o corda” de solda. 5.4.5.2 Estabelecer o centro elgtri’co do cabecote rotativo ajustando o aparelho para obter sinais uniformes dos entalhes ou furos de calibragao, quando posicio- nado a 0, 90, 180 e 270°. Este ajuste e normalmente acompanhado de uma verifica- gSo de folga uniforme entre o cabegote e a circunfer&cia’do tubo. 5.4.6 A extensao do efeito de extremidade e determinada empregando-se urn tubo-pa- dra”o especial. contend0 uma sirie de entalhes ou furos semelhantes em uma ou ambas as extremidades, conforme Figura 6. Para furos broqueados que podem ser usados na determina$ao da extensao do efeito de extremidade, a distsncia tipica da extremi- dade do tubo ate o primeiro furo e entre OS furos e de 6,5 mm. FIGURA 6 - .Localiza@o de descohinuidades artificiais C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 8 NBR 8860/l 985 5.4.6.1 A determinasao da extensao da regiao sob efei’to de extremidade deve ser feita somente uma vez para cada dismetro, parede, veloci’dade, conf i’gura$ao da bo- bina e freqi&cia de ensaio e nso necessi‘ta ser repetida ,para cada operasa” de inspega”o ou para verif icacoes periodi:cas de cal ib,raCao. Para aval iar o efei to de extremidade quando entalhes ou furos sao feitos nas proximidades de uma extremida - de, passar duas vezes o tubo atraves do si,stema de ensaio. Na primeira vez,passar o tubo corn as descontinuidades artificiais na extremidade de entrada e, na segun - da, pas&-lo corn as descontinuidades artifi’ciais na extremidade de saida. Quando OS entalhes ou furos se localizam na extremidade de entrada, enta”o a regiso sob efeito de extremidade ou regizo de inspec$o inadequada se estende da extremidade do tubo ao ponto onde o primei’ro furo ou entalhe 6 detectado corn resposta unifor- me. Quando OS furos ou entalhes se 1ocalCzam na extremidade de saida do tubo, du- rante a passagem pelo sistema de ensaio, entao a regiao sob efeito de extremidade se estende do ponto em que o tiltimo furo ou entalhe 6 detectado corn resposta uni- forme ate a extremidade do tubo. Nesta analise, uti 1 izar urn registrador graf ice. 5.5 T&n&as para o ensaio de correntes parasitas em tubos 0 ensaio 6 levado a efeito empregando-se uma das tecnicas gerais mostradas na Fi- gura 7. 5.5.1 A tecnica da bobina envolvente, que & adequada 5 investigacao completa de toda a circunfe&cia do tubo, emprega uma ou mais bobinas de excitagao e teste que envolvem o tubo, atraves das quais o tubo passa, quando ensaiado (ver Figu- ra 8). Alguns equipamentos empregam uma ou mais bobinas corn funcoes conjugadas de excita$a”o e detec$o. A corrente alternada passa atraves da bobina de excitacao,a qua1 em funcao de sua proximidade induz correntes parasitas no tubo, enquanto a bobina de teste detecta o flux0 eletromagnetico resultante destas correntes para- sitas. A presensa de descontinuidades no tubo altera o fluxo normal das correntes paras i tas (eddy-current), e esta alteracao 6 detectada pela bobina de teste. 5.5.2 A tecnica do cabecote de teste emprega urn cabecote corn uma ou mais bobinas de teste que se localizam’muito pr6ximas da superficie do tubo a ser examinado. Uma vez que o cabegote 6 geralmente pequeno e na”o envolve o tubo, a irea inspecio nada e limitada 2s vizinhangas do cabegote. Esta tknica 5 freqiientemente us ada para inspegao de tubos soldados, nos quais somente a solda e examinada, mediante inspegao ao longo da zona de solda. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 886011985 9 u. Eoblna envolvsnte. b. Cabecote fix0 -apenan exame longitudinal da solda, c. Cabeqofe tipo rofativo _ exame em trojetdria cm ecpiral. FIGURA 7 - Tknicas da bobina envdvente e cahote tipo panqueca para ensaio de correntes parasitas em tubos C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 10 NBR 886011986 INDICADOR -7-Y. Srmplrfrcado) Dsscorttincidode __I-__ Diro$o do movimonto INDICADOR Dir@@0 do movimento FIGURA 8 - Bobinas diferenciais 5.5.3 A permeabilidade magnetica dos materiais ferromagn&ticos limita de forma acentuada a profundidade de penetraga”o das correntes parasitas induzidas. Alem disso, as varia@es de permeabilidade, inerentes a.tubos ferromagneticos, causam freqcentemente resultados anormais nos ensaios. A solu@o pratica para este pro- blema envolve a aplicaga”o de urn campo magnetico externo na regiao da bobina de teste ou cabegote. Esta tecnica conhecida coma satura$ao magnetica e aplicada a urn material magnetico, tal coma urn tubo de aso, para suprimir as caracteristicas de permeabilidade magnetica, histerese, etc., de tal forma que o material ,ensaia do se torne efetivamente nao-magn6tico. Quando atingida esta saturaSao, o siste- ma de correntes parasitas permite medir e detectar a resistividade elgtrica e as variagoes geometricas (incluindo defeitos), independentemente das conseqientes variagoes das propriedades magngticas. 5.5.4 Varia$es na resposta eletromagtGtica, em funga”o da Dresenga de desconti-. nuidades, sao detectadas pela bob-ins de teste e amplificadas, de forma a apresen - tarem-se em dispositivos de 5udio ou video, ou em ambos. Estas.varia$es acionam dispositivos mecZnicos de marcasao.ou dispositivo de registrode sinaloua combL - naGa des tes . Sinais podem ser causados pot- descontinuidades nas superficies ex- terna ou interna ou por descontinuidades subsuperficiais se a freqiikcia das co’ rentes parasi tas proporcionar suf iciente profundidade de penetraGa”o (.ver(Anexo 6). C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 886011986 11 0 metodo de correntes parasitas e sensivel a‘variagoes metalurgicas que ocorrem coma resultado do processo; portanto, nem todas as indica@es recebidas implicam tubos defeituosos. 5.6 Procedimento Deve ser cumprido o seguinte procedimento: a) cal ibrar o sistema no ini‘cio e no fim de cada produg e no comego de ca - da turno, usando o tubo-padrgo de cal ibraG;o; b) passar OS tubos.a serem ensaiados atraves da bobina de teste ou passar o cabesote corn a aparelhagem ajustada de acordo corn 5.4. 6 RESULTADOS 6.1 Mediante solicitasao, o fornecedor deve submeter ao comprador urn relatorio de inspecao incluindo as seguintes informa@es: a) identificagao do material; b) identificasao do equipamento de inspesa”o e acessorios (bobina de teste, cabegote, etc.); c) veloci dade de i nspecao e f reqiienci a de ensaio; d) descricao do tubo-padrao e seus furos broqueados ou entalhes; e) certificado de inspe$o dos tubos aprovados. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 12 NBR 8880/1985 C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 8860/1985 13 ANEXO A - TAMANHOS TfPlCOS DAS DESCONTINUIDADES ARTIFICIAIS A- 1 ENTALHES LONGITUDINAIS A profundidade do entalhe longitudinal e usualmente especificada coma uma percen- tagem da espessura nominal da parede, e valores de 10, l2,5 ou 20% sao tipicos. A largura de entalhes longitudinai’s ‘6 uma relevante variavel nos ensaios de corren- tes parasitas e deve ser especificada. 0 comprimento do entalhe e usualmente espe - cificado, fixando-se uma dimensa”o maxima, e valores de 6,5, 13 e 25 mm sao tipi- cos. A-2 ENTALHES TRANSVERSAIS A profundidade de entalhe transversal e medida no ponto mais profundo, sendo u- sualmente especificada coma uma percentagem da espessura nominal da parede, e va- lores de 10, 12,5 e 20% sao tipicos. A largura do entalhe transversal e uma rele- vante variavel nos ensaios de correntes parasitas e deve ser a e minima obtenivel na pratica inferior a 1,6 mm. A-3 FUROS Quando sao empregados furos para cal ibra$o, eles sao usualmente broqueados, pas- sando at raves de toda a parede do tubo. 0 dismetro destes furos pode ser especifi - cado coma uma percentagem da espessura de parede ou podem ser escolhidos tamanhos arbitrarios baseados em fatores que envolvam as condicoes de servi$o ou outro cri - terio apropriado. Diametros de fur-o’s tipicos situam-se na faixa de 20 a 50% da espessura nominal da parede, embora urn diametro de furo de 1,6 mm seja especifica - do para emprego em todos OS tamanhos de tubos corn urn amplo uso industrial. E recg mend&e1 incluir furos corn diametros maiores e menores do que o tamanho de ref e- rgncia usado no ajuste do nivel de rejeieao, uma vez que estes furos proporcionam urn meio pratico de verifica$ao de que a resposta do equipamento e adequada ou nao. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 14 NBR 8860/l 985 C6pia impressa pelo Sistema CENWIN NBR 8860/1985 15 ANEXO B - INFORMA@ES ADICIONAIS B-l Uma vez que a densidade das correntes parasitas diminui exponencialmente, 5 medida que a distancia da superficie externa aumenta, a resposta 5 descontinuida de mais profunda diminui. Correspondentemente, a orientaSa”o da descontinuidade tambern afeta a resposta do sistema e deve ser levada em consideraGao quando do estabelecimento da sensibilidade de inspe$ao, conforme mostra a Figura 9. Densidade de * Profundidade de penetragbo FIGURA 9 - Densidade de corrente x profundidade de penetra&o B-2 Na preparasao de urn tubo-padrao de cal ibraGS para tubos corn costura, as descontinuidades artificiais devem ser colocadas na zona de solda e no metal-ba - se, quando se espera resposta diferente da solda e do metal-base. 0 aparelho 6, en Go, ajustado para obter uma 6tima rela$o sinal/wido. Inspecionando-se a - penas a zona de solda, as descontinui’dades artificiais devem ser colocadas somen - te nesta regia”0. B-3 A freqijencia de ensaio e o tipo de aparelho empregado devem ser considera- dos quando da escolha da velocidade do ensaio.. Certos tipos de equipamentos sao eficientes somente numa dada faixa de velocidade. Portanto, a velocidade de ins _ peGa” deve cair dentro desta faixa. B-4 Descontinuidades, tais coma arranhoes ou falhas longitudinais de solda que sejam continues e uni.formes ao longo do comprimento do tubo, podem nso ser detectadas corn bobinas envolventes circunferenciais ou cabesotes, por i ns peGa ao longo do tubo. B-5 As respostas obtidas de descontinuidades naturais podem ser significativa- mente diferentes das obtidas de descontinuidades artificiais, tais coma: furos broqueados ou entalhes usinados. Por esta razao,deve ser fei to urn trabalho clue vise estabelecer o nivel de ajuste necessario a detec$o de descontinuidades na- turais -que possam afetar a util iza$o final do produto. C6pia impressa pelo Sistema CENWIN “Documentos de patentes referentes ao objet0 desta Norma podem ser encontrados no Banco de Patentes do Institu- to National de Propriedade Industrial - INPI, sob a ClassificqZo lnternacional de Patentes Int CQ? G 01 N 27/82 e/au outras classifica&s a serem indicadas pelo Centro de Documenta$o e lnforma$io Tecnol6gica daquele lnstituto por solicita#o dos interessados. ” I’ A Associa@o Brasileira de Normas TBcnicas - ABNT e o lnstituto National de Metrologia, Normaliza@io e Qualidade Industrial - INMETRO ngo assumem qualquer responsabilidade por direitos de propriedade industrial porventura existentes e em vigor, relativos 5 mathia normalizada, no todo ou em parte. ” IMPRESSA NA ABNT - RIO DE JANEIRO
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