Ultrassom

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FACULDADE ESTÁCIO DE SERGIPE
ENGENHARIA MECÂNICA
Ensaios Mecânicos
“ENSAIO NÃO-DESTRUTIVO ULTRASSOM”
ARACAJU – SE
ENSAIO NÃO-DESTRUTIVO ULTRASSOM
Pesquisa de ensaios Mecânicos em Engenharia Mecânica da Faculdade Estácio de Sá, como requisito parcial para obtenção de nota na Av2.
Orientador: Prof. Dr. Silvio Leonardo Valença 
Alunos: Danillo de Oliveira, Felipe Oliveira e Saulo Souza.
ARACAJU- SE
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Os métodos de inspeção por ensaios não destrutivos são utilizados nos diversos ramos da indústria, tais como siderúrgica, automobilística, naval, nuclear, petrolífera, têxtil, aeroespacial, de geração de energia. Os Ensaios Não Destrutivos (END) são empregados em diversas etapas de produção, na manutenção, inspeção de equipamentos, e apresentam como objetivo garantir o controle de qualidade e a segurança. Os métodos de END mais comuns são: inspeção visual, líquido penetrante, partículas magnéticas, raio-X, termográfica, correntes parasitas, análise de vibração, estanqueidade e ultrassom.
Dentre os métodos supracitados, o ultrassom permite analisar amostras ou equipamentos sem gerar dano. Faz-se necessário, para uma análise segura e confiável, um operador treinado e qualificado com conhecimento acerca dos limites técnicos especiais de teste e seleção do equipamento adequado. Além disso, é importante ressaltar que os equipamentos sejam calibrados periodicamente para garantia de resultados satisfatórios.
DESCRIÇÃO DO APARELHO
A nova geração de aparelhos de ultrassom UT/Mate fornece a indústria automobilística um meio fácil e confiável de inspecionar e avaliar soldas a ponto durante a produção. Desenvolvido em cooperação com a indústria automobilística e operando no ambiente Windows XP, o aparelho utiliza um software especifico para inspeção de soldas a ponto.
Pontos de destaque
Múltiplos monitores para medições de amplitude de picos e tempo. 
• Sistema operacional Windows XP, com operação multitarefa, trabalhos em rede e diagnose remotas por modem. 
• Menus e caixas de diálogo amigáveis para uma operação livre de erros. 
• Visualização simultânea de ecogramas de referencia de um ponto de solda aprovado, para comparação com os pontos de solda a serem controlados. 
• Transdutores com freqüências de ate 25 MHz.
Monitoração da medição
Indicação visual da perpendicularidade e da centralização do transdutor no ponto de solda, para medições mais rápidas e mais confiáveis.
Transdutores
Uma família de transdutores com elevada sensibilidade e feixe ultra sônico otimizado para peças com diferente geometria e espessuras. Pacote opcional de TRF (Transformadas Rápidas de Fourier) para caracterização do transdutor.
Ajuste e armazenamento
A capacidade de armazenamento virtualmente ilimitada do disco rígido do netbook possibilita salvar parâmetros diferentes de materiais e de soldas. Carregamento instantâneo de ajustes. Caixas de diálogo intuitivas para a entrada de dados da peça, de informações do operador e de parâmetros para a avaliação e classificação das soldas a ponto.
Técnica de inspeção
Decisão automática GO/NOGO (Passa/Não Passa) com congelamento automático do ecograma tipo A-Scan. Os parâmetros associados com cada ponto de solda (espessura, número de ecos múltiplos, atenuação) são medidos e armazenados em linha.
Relatório de inspeção
Relatórios de inspeção on-line listando a seqüência de teste, a decisão da inspeção e o defeito diagnosticado, assim como, dados estatísticos da peça / grupo de pecas / modelo de carro durante um certo período de tempo.
Avaliação e classificação
Classificação opcional de defeitos (exemplo: ponto colado, ponto com defeito (porosidade), sem solda, ponto pequeno, etc.) de acordo com os parâmetros pré- ajustados e especificados para o tipo de peça e as condições da solda.
Controle Remoto
Unidade de controle remoto para operação de algumas funções, tais como, ganho, congelamento e armazenamento do sinal, tomada de decisão GO/NOGO.
Controle de acesso ao sistema
Níveis de segurança programáveis para ter acesso autorizado ao sistema.
OBJETIVO
Detectar descontinuidades internas existentes nos materiais em diferentes tipos ou formas. São geradas por porosidade, escória, inclusões, dobras de laminação e micro trincas em materiais laminados;
Garantir a qualidade e diminuir o grau de incerteza;
Detecção e caracterização de descontinuidades internas e superficiais em diversos materiais e juntas soldadas; 
Medição de Espessura de paredes; 
Controle de corrosão e desgastes; 
PRINCÍPIOS FÍSICOS
Os princípios físicos que regem o ensaio por ultra- -som são a dispersão, a absorção, a atenuação sônica e a divergência do feixe sônico.
INTERFACE DE INCIDÊNCIA:
As ondas sônicas percorrem meios diferentes até penetrar no material a ser inspecionada e durante esse caminho somente parte dessa onda e absorvida pelo material a ser inspecionado. A impedância acústica está associada a razão entre a pressão sônica e a velocidade da partícula.
Essas propriedades acústicas dos metais e ligas são influenciadas por variações na estrutura e condições metalúrgicas. Conseqüentemente, para uma determinada peça, as propriedades podem ser diferentes dos valores:
PROPAGAÇÃO DA ONDA :
No comportamento dos ângulos, mesmo quando a incidência for obliqua, os fenômenos de conversão de modo (mudança do tipo de oscilação ou tipo de onda) e refração (mudança na direção de propagação da onda transmitida) devem ser considerados, conforme mostra a figura ao lado
Dentro os parâmetros que caracterizam uma onda, a velocidade varia conforme o modo como elas se propagam e dos parâmetros constitutivos do material. A velocidade de propagação de uma onda é relacionada com o meio que ela é propagada, ou seja, varia conforme o material. Em cada modo de propagação a velocidade de fase relaciona-se com a frequência e o comprimento de onda conforme mostrado na equação 1.
𝑣 = 𝜆. 𝑓 (1)
Onde:
𝑣 = velocidade de fase da onda [m/s];
𝜆 = comprimento de onda [m]; 
𝑓 = freqüência da onda [Hz]
VANTAGENS 
Possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas descontinuidades internas;
Para interpretação das indicações, dispensa processos intermediários, agilizando a inspeção;
No caso de radiografia ou gamagrafia, existe a necessidade do processo de revelação do filme, que via de regra demanda tempo do informe de resultados;
Ao contrário dos ensaios por radiações penetrantes, o ensaio ultra-sônico não requer planos especiais de segurança ou quaisquer acessórios para sua aplicação;
Um defeito mostrado num filme radiográfico define o tamanho, mas não sua profundidade.
DESVANTAGENS
 
Requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor. 
O registro permanente do teste não é facilmente obtido.
Faixas de espessuras muito finas, constituem uma dificuldade para aplicação do método.
Requer o preparo da superfície para sua aplicação. Em alguns casos de inspeção de solda, existe a necessidade da remoção total do reforço da solda, que demanda tempo de fábrica.
Referências
MATOS,Rafael. Disponível em: <http://mecanica.ufes.br/sites/engenhariamecanica.ufes.br/files/field/anexo/11._pg_final_rafael_mattos_stein_2.pdf> Acesso em: 10 de maio de 2018.