NBR 08860 1995 Tubos de Aço Detecção de Descontinuidades

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-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$ao desta Norma 6 necessario consultar: 
NBR 8859 - Correntes parasi tas (Eddy-current) - Terminologia 
3 DEFINICOES 
OS termos tecnicos utilizados nesta Norma estao definidos na NBR 8859. 
Origem: ABNT 1:22.09-608/85 
CB-1 - Cornit Brasileiro de Mineracgo e Metalurgia 
CE-I:2299 - Comissb de Estudo de Produtos Tubulares de A& 
Norma-base: ASTM E 369/77 
SISTEMA NACIOPJA~L DE ABNT - ASSOCIA~AO BRASILEIRA ’ 
METROLOGIA, NOfWblALlZA~AO DE NORMAS Tecru1cAs 
E QUALIDADE INbCtSTRIAl 0 
?b~: aco.tubo.correntes parasites. 
I 
. NBR 3 NDRMA BRASILEIRA REGISTRADA 
CW: 669.14462:629.179.142 Todos os diteitos resewados 16 phinas 
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2 NB R 8860/l 985 
4 APARELHAGEM 
4.1 ApareZhagem eZetr&ica 
A aparelhagem eletr%ica deve ser adequada para energizar as bobinas ou cabesotes 
corn corrente alternada de uma freqijcncla selecionada e para detectar, por meio da 
bobina de teste, as varia@es da resposta eletromagnetica. 0 equipamento pode in- 
cluir circuitos apropriados de processamento de sinal, tais coma discriminadores 
de fase, circuitos de filtragem, etc., necessaries. apenas para uma determi nada a- 
pl icaGZ0, conforme Figura 1. 
fR = 
A0 
Er 
fld 
-I 
7 
II IJ -TUEIO EM TRANWORMACOR ENSAIO 
r 4 
FIGURA 1 - Diagrama em bloco de equipamento automhtico de 
ensaio por correntes parasitas corn saturador 
4.2 Bobina envo hen te 
A bobina envolvente consiste em uma oumais bobinas eletricas que envolvem o tubo 
que esta sendo ensai ado, conforme Fi gura 2. 
4.3 Conjunto cabegote 
0 conjunto cabeCote (ver Figura 3-(a)) normalmente contem uma bobina de excita$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. 
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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$o reta do enrolamento primsrio 6 uma considerasao im- 
portante, uma vez que as variasoes neste conjunto podem afetar significati - 
vamente 0 ensaio. 
TUB0 MOVENDO-SE 
LENTAMENTE ATRA- 
VI% DA BOBINA. 
FIGURA 3-(a) - Exemplo de inSpe@o rotativa em helice 
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4 NBR 8860/1985 in 
CABECOTE ESTAClONhlIO 
CORRENTES PARASITA 
T = BOBINAS DE TESTE 
E = BOBINAS DE EXCITAGAO 
TRAJETdRlA HELICOIDAL / 
ARRANJOS ALTERNATIVOS 
NO CABEGOTE 
FIGURA 3-(b) - InspeQo por cabegote estacionkio 
4.5 Mecanismo de movimenta@o do tubo 
0 movimento do tubo atraves da bobina ou sob o cabegote deve ser feito em veloci- 
dade uniforme, corn urn minim0 de vibra@es no tubo, bobina e cabeGote, e sem excen- 
tricidades. 
5 EXECUCAO DO ENSAIO 
5.1 Principio do me'todo 
Basei a-se no comportamento nao-magnet i,co dos tubos , pela aplicaG:o de urn forte cam - 
po magnetic0 na regia”o adjacente a bobina de teste. 
5.2 Requisitos gerais 
Por acordo previo entre produtor e comprador,devem ser estabelecidos para a acei - 
taGa” do material OS seguintes requisitos: 
a) fases de fabrica$o em que o material deve ser examinado; 
b) tipo, metodo de fabrica$o, dimensoes, localizasao e nknero das desconti- 
nuidades artificiais a serem feitas no tubo-padrio de calibragao; 
c) metodos de verificaGao das dimensoes e toler2ncias admissiveis nas descon- 
tinuidades artificiais; 
d) tamanho e t i po do tubo; 
e) extensao de material a ensa.iar. No caso.de tubo corn costura, em toda a ex- 
tens50 da solda; 
f) forma de passagem dos tubos corn indica@es a serem observadas pelo -proda- 
tor; 
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NBR 886011985 5 
g) interval0 de tempo,maximo entre as verifica@es de calibras 
mento; 
h) qualificaSao e certificaS$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$ao, dimensoes (iargura, comprimento e profundidade) e confi - 
guraGao dos entalhes afetam a resposta do s’istema de correntes parasitas. A pro- 
fundidade do entalhe 6 normalmente especificada coma uma porcentagem da espessu _ 
ra da parede do tubo a ser ensaiado (.ver Anexo A). OS entalhes podem ser fei tos 
na superf icie externa, interna ow em ambas do tubo-padrSo. Quando estes sao fei 
tos na superficie externa, proporcionam respostas do sistema de ensaio a desconti 
nuidades originadas da superficie externa e, quando feitos na superficie interna, 
proporcionam respostas a descontinuidades originadas da superficie interna. 
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6 NBR 8660/1985 
5.3.2 Furos 
Furos passantes broqueados sa”o normalmente empregados. 0 broqueamento deve ser 
feito corn cuidado para r-60 haver distorgao do tubo ou do furo. 
5.3.2.1 A configurasao, orienta@o e dimensoes (diametro dos furos e largura,com - 
primento e profundidade dos entalhes) das descontinuidades artificiais a serem u- 
tilizadas no estabelecimento dos limites de aceitaGa”o devem ser objet0 de acordo 
entre produtor e comprador. 
5.4 Ajuste e padroniza&io dasensibiZCdude da aparelhagem 
5.4.1 Selecionar a aparelhagem, examinando a freqkcia, a configuragZo da bobi- 
na ou cabe$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. 
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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 
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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. 
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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 
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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). 
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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$o dos tubos aprovados. 
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12 NBR 8880/1985 
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NBR 8860/1985 13 
ANEXO A - TAMANHOS TfPlCOS DAS DESCONTINUIDADES ARTIFICIAIS 
A- 1 ENTALHES LONGITUDINAIS 
A profundidade do entalhe longitudinal e usualmente especificada coma uma percen- 
tagem da espessura nominal da parede, e valores de 10, l2,5 ou 20% sao tipicos. A 
largura de entalhes longitudinai’s ‘6 uma relevante variavel nos ensaios de corren- 
tes parasitas e deve ser especificada. 0 comprimento do entalhe e usualmente espe - 
cificado, fixando-se uma dimensa”o maxima, e valores de 6,5, 13 e 25 mm sao tipi- 
cos. 
A-2 ENTALHES TRANSVERSAIS 
A profundidade de entalhe transversal e medida no ponto mais profundo, sendo u- 
sualmente especificada coma uma percentagem da espessura nominal da parede, e va- 
lores de 10, 12,5 e 20% sao tipicos. A largura do entalhe transversal e uma rele- 
vante variavel nos ensaios de correntes parasitas e deve ser a e minima obtenivel 
na pratica inferior a 1,6 mm. 
A-3 FUROS 
Quando sao empregados furos para cal ibra$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. 
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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. 
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“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