Relatório Ensaios Não destrutivos.

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UNIVERSIDADE SANTA CECÍLIA
UNISANTA
	Faculdade de Engenharia Mecânica
	Disciplina:
	Laboratório de Engenharia Mecânica II 
	Sigla:
	
	Turma:
	
	MÓDULO:
	Laboratório de 
	Página:
	6 de16
ÍNDICE
 Objetivo..................................................................................................................................2
2. Resumo...............................................................................................................................2
3. Introdução...............................................................................................................................2.
4. Materiais e Métodos...............................................................................................................8.
4.1 Materiais para o Ensaio de Partícula Magnéticas....................................................8
4.1.1 Método de Ensaio de Particulas Magnéticas........................................................10
4.2 Materiais para o Ensaio de Liquido Penetrante......................................................11
4.2.1 Método de Ensaio de Liquido Penetrante.............................................................12
4.3 Materiais para Ensaio de Ultrassom..........................................................................13
Método de Ensaio de Ultrassom..........................................................................14
5. Resultados .............................................................................................................................16
6. Discussão dos Resuldados
7. Conclusão..............................................................................................................................16
8. Bibliografia...............................................................................................................
Objetivo
 Realizar ensaios não destrutivos de Líquido Penetrante (LP), Ultrassom e Partículas Magnéticas, e analisar qualitativamente os resultados obtidos dos materiais e seus defeitos, como: trincas, porosidades, defeitos no cordão de solda, etc. 
Resumo
 	 Neste experimento foi realizado três ensaios não destrutivos, com Partículas Magnéticas, Liquido Penetrante e Ultrassom. Para mostrar as descontinuidades e defeitos das peças, sem danificar ou interferir no dimensional. Permitindo seu uso posterior.
Introdução
Os Ensaios Não Destrutivos (END) são ensaios realizados em materiais acabados ou semi-acabados, para verificar a existência (ou não) de descontinuidades e/ou defeitos, sem alterar suas características físicas, químicas, mecânicas ou dimensionais e sem interferir em seu uso posterior. Ou seja, são realizados testes que atestam a qualidade de uma determinada peça, sem que ela seja danificada ou inutilizada.
Estes ensaios constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidade da inspeção.
São utilizados na fabricação, construção, montagem, inspeção e manutenção, sendo largamente aplicados em soldas, em peças fundidas, forjadas, laminadas, plásticos, concretos, entre outros, nos setores petróleo/petroquímico, nuclear, aeroespacial, siderúrgico, ferroviário, naval, eletromecânico e automotivo.
Os ENDs – Ensaios Não Destrutivos – incluem métodos capazes de proporcionar informações a respeito do teor de defeitos de um determinado produto, das características tecnológicas de um material, ou ainda, da monitoração da degradação em serviço de componentes, equipamentos e estruturas.
Os métodos mais usuais de END são: ensaio visual, líquido penetrante, partículas magnéticas, ultrassom, radiografia (Raios X e Gama), correntes parasitas, análise de vibrações, termografia, emissão acústica, estanqueidade e análise de deformações.
Para obter resultados satisfatórios e válidos, os seguintes itens devem ser considerados como elementos fundamentais destes ensaios:
Pessoal treinado e qualificado;
Procedimento de execução de ensaios qualificados com base nas normas e critérios de aceitação perfeitamente definidos;
Equipamentos devidamente calibrados.
PARTICULAS MAGNÉTICAS
É usado para detectar descontinuidades superficiais e subsuperficiais em materiais ferromagnéticos (Materiais que são fortemente atraídos pelo imã, como níquel, ferro cobalto e quase todos os tipos de aços). São detectados defeitos tais como: trincas, trincas em soldagem, junta fria, inclusões, gota fria, dupla laminação, falta de penetração, dobramentos, segregações, etc.
O método de ensaio está baseado na geração de um campo magnético que percorre toda a superfície do material ferromagnético. As linhas magnéticas do fluxo induzido no material desviam-se de sua trajetória ao encontrar uma descontinuidade superficial ou subsuperficial, criando assim uma região com polaridade magnética altamente atrativa a partículas magnéticas. No momento em que se provoca esta magnetização na peça, as partículas magnéticas são aplicadas sobre a peça; esta, por sua vez, será atraída à localidade da superfície que contiver uma descontinuidade, formando assim uma clara indicação de defeito.
Alguns exemplos típicos de aplicações são fundidos de aço ferrítico, forjados, laminados, extrudados, soldas, peças que sofreram usinagem ou tratamento térmico (porcas e parafusos), trincas por retífica e muitas outras aplicações em materiais ferrosos.
Para que as descontinuidades sejam detectadas é importante que elas estejam de tal forma que sejam "interceptadas" ou "cruzadas" pelas linhas do fluxo magnético induzido; consequentemente, a peça deverá ser magnetizada em pelo menos duas direções defasadas de 90°.
 Para realizar este ensaio, são utilizados os conhecidos Yokes – máquinas portáteis com contatos manuais ou equipamentos de magnetização estacionários para ensaios seriados ou padronizados.
Técnicas de magnetização
Por Indução de campo magnético – As peças são colocadas dentro do campo magnético do equipamento,fazendo-se então com que as linhas de fluxo atravessem a peça.
As linhas de fluxo podem ser longitudinais ou circulares, dependendo do método de magnetização, que é escolhido em função do tipo de descontinuidade a verificar.
Por bobinas eletromagnéticas - A peça é colocada no interior de uma bobina eletromagnética. Ao circular corrente elétrica pela bobina, forma-se um campo longitudinal na peça por indução magnética.
Figura 1 – Bobina de magnetização.
Por Yoke (Yoke é o nome dado ao equipamento) - Nesta técnica,a magnetização é feita pela indução de um campo magnético, gerado por um eletroímã em forma de .U. invertido que é apoiado na peça a ser examinada.Quando este eletroímã é percorrido pela corrente elétrica (CC ou CA), gera-se na peça um campo magnético longitudinal entre as pernas do Yoke.
Figura 2 – Yoke.
Por condutor central - Técnica usual para ensaio de tubos. Um condutor elétrico, que irá induzir um campo magnético circular, é introduzido no tubo,facilitando a visualização das suas descontinuidades longitudinais.
Figura 3 – Condutor Central.
Magnetização por passagem de corrente -Neste caso, faz-se passar uma corrente elétrica através da peça. A peça funciona como um condutor, gerando ao redor dela seu próprio campo magnético.
Por eletrodos - É a magnetização pela utilização de eletrodos; quando
apoiados na superfície da peça, eles permitem a passagem de corrente na mesma.
Figura 4 – Magnetização por passagem de corrente.
Por contato direto - Tem sua maior aplicação em máquinas estacionárias. A magnetização é efetuada pela passagem de corrente de uma extremidade da peça à outra. O campo magnético que se forma é circular.
Figura 5 – Magnetização por contato direto.
Indução/passagem de corrente (método multidirecional) - Dois campos magnéticos, um circular e outro longitudinal ou dois longitudinaisperpendiculares são aplicados simultaneamente à peça ensaiada. Isso é feito quando queremos detectar, numa única operação, descontinuidades em qualquer direção.
A vantagem desta técnica é que ela permite analisar as peças de uma única vez. A dificuldade principal é conseguir um equilíbrio entre os dois campos, de modo que um não se sobreponha ao outro.
Vantagens e Desvantagens em Relação a outros métodos de ensaio de superfície:
Vantagens: 
• O resultado do ensaio é imediato;
• Detecta descontinuidades subsuperficiais; 
• Pode ser aplicado a alta e baixa temperatura; 
• Alta sensibilidade;
• Pode ser automatizado; 
• Rapidez de aplicação 
Desvantagens : 
• Só se aplica em materiais ferromagnéticos; 
• Algumas técnicas prejudicam a superfície da peça; 
• Em algumas técnicas, as indicações não são facilmente observadas
LIQUIDO PENETRANTE
		
 	O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado um dos melhores métodos de teste para detectar descontinuidades superficiais de materiais isentos de porosidade, como: metais ferrosos e não ferrosos, alumínio, ligas metálicas, cerâmicas, vidros, certos tipos de plásticos ou materiais sintéticos. Líquidos penetrantes também são utilizados para a detecção de vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.
Figura 6 – Limpeza da peça para introdução do LP.
O líquido penetrante é aplicado com pincel, pistola, com lata de aerossol ou mesmo por imersão da peça no tanque contendo o líquido, aguarda-se um certo tempo para que ocorra a penetração. Este método está baseado no fenômeno da capilaridade, que é o poder de penetração de um líquido em áreas extremamente pequenas devido a sua baixa tensão superficial. O poder de penetração é uma característica muito importante uma vez que a sensibilidade do ensaio é extremamente dependente do mesmo.
Figura 7 – Aplicação do Líquido Penetrante.
Efetua-se a remoção deste penetrante da superfície por meio de lavagem com água ou remoção com solventes.
Figura 8 – Remoção do líquido Penetrante ma superfície.
A aplicação de um revelador (pó branco) irá mostrar a localização para detecção de trincas superficiais e descontinuidades com precisão e grande simplicidade, embora suas dimensões sejam ligeiramente ampliadas.
Figura 9 – Aplicação do revelador. 
Descontinuidades em materiais fundidos tais como gota fria, trinca de tensão provocada por processos de têmpera ou revenimento, descontinuidades de fabricação ou de processo tais como trincas, costuras, dupla laminação, sobreposição de material. Trincas em soldagem e trincas provocadas pela usinagem, fadiga do material ou mesmo corrosão sob tensão, também podem ser facilmente detectadas pelo método de Líquido Penetrante
Vantagens e Limitações
Vantagens. A principal vantagem do método é a sua simplicidade. É fácil de fazer de interpretar os resultados. O aprendizado é simples, requer pouco tempo de treinamento do inspetor. Como a indicação assemelha-se a uma fotografia do defeito, é muito fácil de avaliar os resultados. Em contrapartida o inspetor deve estar ciente dos cuidados básicos a serem tomados (limpeza, tempo de penetração, etc...), pois a simplicidade pode-se tornar uma “faca de dois gumes”. Não há limitação para o tamanho e forma das peças a ensaiar, nem tipo de material; por outro lado, as peças devem ser susceptíveis à limpeza e sua superfície não pode ser muito rugosa e nem porosa. O método pode revelar descontinuidades (trincas) extremamente finas (da ordem de 0,001 mm de abertura ).
 Limitações. Só detecta descontinuidades abertas para a superfície, pois o penetrante tem que entrar na descontinuidade para ser posteriormente revelado. Por esta razão, a descontinuidade não deve estar preenchida, coberta ou obstruída com material estranho. A superfície do material não pode ser porosa ou absorvente já que não haveria possibilidade de remover totalmente o excesso de penetrante, causando mascaramento de resultados. A aplicação do penetrante deve ser feita numa determinada faixa de temperatura. permitida ou recomendada pelo fabricante dos produtos. Superfícies muito frias (abaixo de 5ºC ) ou muito quentes (acima de 52ºC) não são recomendáveis ao ensaio. Neste caso, produtos ou técnicas especiais devem ser aplicadas.
ULTRASSOM
		
 	Os sons produzidos em um ambiente qualquer, refletem-se ou reverberam nas paredes que consistem o mesmo, podendo ainda ser transmitidos a outros ambientes.
 Fenômenos como este apesar de simples e serem frequentes em nossa vida cotidiana, constituem os fundamentos do ensaio ultrassônico de materiais.
 No passado, testes de eixos ferroviários, ou mesmos sinos, eram executados através de testes com martelo, em que o som produzido pela peça, denunciava a presença de rachaduras ou trincas grosseiras pelo som característico.
Assim como uma onda sonora, reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultrassônica ao percorrer um meio elástico, que pode ser um metal, plástico, concreto, etc...refletirá da mesma forma, ao incidir numa descontinuidade ou falha interna neste meio considerado. Através de aparelhos especiais, detectamos as reflexões provenientes do interior da peça examinada, localizando e interpretando as descontinuidades.
No exemplo abaixo, o feixe sônico do transdutor, incidiu na falha ocorrendo uma reflexão captada pelo mesmo transdutor, enviando o sinal ao aparelho, mostrado na tela em forma de um pulso ou eco.
Figura 10 – Funcionamento Ultrassom. 
O ensaio por ultrassom, caracteriza-se num método não destrutivo que tem por objetivo a detecção de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos mais variados tipos ou forma de materiais ferrosos ou não ferrosos. Tais defeitos são caracterizados pelo próprio processo de fabricação da peça ou componentes a ser examinada como por exemplo: bolhas de gás em fundidos, dupla laminação em laminados, micro-trincas em forjados, escorias em uniões soldadas e muitos outros. Portanto, o exame ultrassônico, assim como todo exame não destrutivo, visa diminuir o grau de incerteza na utilização de materiais ou peças de responsabilidades.
Vantagens em relação a outros ensaios: 
O método ultrassônico possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas descontinuidades internas, por exemplo: 
• Trincas devido a tratamento térmico, fissuras e outros de difícil detecção por ensaio de radiações penetrantes (radiografia ou gamagrafia). 
• 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 ultrassônico não requer planos especiais de segurança ou quaisquer acessórios para sua aplicação. 
• A localização, avaliação do tamanho e interpretação das descontinuidades encontradas são fatores intrínsecos ao exame ultrassônico, enquanto que outros exames não definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostrado num filme radiográfico define o tamanho mas não sua profundidade e em muitos casos este é um fator importante para proceder um reparo. 
Limitações em relação a outros ensaios. 
• Requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor. 
• O registro permanente do ensaio 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. • É frequente a insegurança do inspetor quanto à identificação da indicação detectada na tela do aparelho.
Materiais e Métodos
4.1 Materiais para ensaio de Partículas magnéticas
Foto 1 – Chapa de Aço com junta soldada.
Foto 2 – Aparelho para magnetização Yoke.
	
Foto 3 – Aparelho de luz negra.
Foto 4 – Spray de partículas via úmida.Métodos
Foi efetuado a limpeza da superfície a ser inspecionada, logo após a limpeza foi magnetizado a chapa de aço com junta soldada com o aparelho Yoke, gerando um campo magnético que por existir defeitos, o campo magnético ficou retido nos locais com defeitos. 
 Foto 5 – Magnetização de uma amostra de metal.
Foto 6 – Visualização com a luz negra do pó magnético retido nos defeitos.
	Após a magnetização da chapa foi adicionado o spray de partículas magnéticas via úmida e feito a incidência de luz negra com o aparelho demonstrado conforme a foto 6. 
Foto 7 – Magnetizando o corpo de prova.
Foto 8 - Descontinuidades superficiais
Magnetizando o corpo de prova acima e inserindo pó magnético que tem como objetivo o mesmo conceito do spray de via úmida observou-se as descontinuidades. 
4.2 Materiais para o Ensaio de Liquido Penetrante
Foto 9 – Spray de fluído penetrante e revelador.
Foto 10 – Aparelho de luz negra.
Metodos
Os materiais inspecionados foram limpos de impurezas. Aplicado o líquido penetrante sobre o material, através do fenômeno da capilaridade o fluido penetra na descontinuidade do material. Após o tempo de penetração ocorre a remoção do material, no ensaio foi retirado com água corrente. Efetuado a secagem das peças e aplicado o spray de fluído revelador nota-se os defeitos superficiais do material.
Houve a aplicação do ensaio de liquido penetrante fluorescente, nesse ensaio o processo foi parecido com o primeiro sendo que não é necessário a aplicação do revelador para visualizar os defeitos.
Foto 14 – Defeitos superficiais e subsuperficiais.
Materiais para ensaio de Ultrassom 
Figura 11 – Aparelho ultrassônico DC3020
Foto 15 – Manual de velocidades.
Foto 15 – Gel acoplante.
Foto 16 – Corpo de Prova. 
Métodos
 	O aparelho foi calibrado para o trabalho em aço carbono com uma velocidade de 5900m/s. conforme o manual. Após foi aferido o aparelho. Aplicado o gel acoplante na ponta do cabeçote e ao lado esquerdo do aparelho há um corpo de prova de 4 mm. Depois aplicado o gel no cabeçote e colocado na peça indicando a espessura da peça.
 Foto 17 – Preparação do experimento.
Foto 18 – Analisando descontinuidades no corpo de prova. 
Resultados
As análises de resultados são de mérito qualitativo. Os resultados obtidos pelos experimentos citados acima, de ensaios não destrutivos tem como objetivo analisar defeitos e descontinuidades geométricas conforme mostrados nas fotos abaixo:
Foto 19 – Análise dos defeitos do cordão de solda.
Foto 20 – Trincas analisadas pelo ensaio de líquido penetrante.
Os resultados obtidos pelo ensaio de ultrassom, foi de análise da distância das descontinuidades geométricas com valores obtidos no aparelho de ultrassom. 
Discussão dos resultados
 
Como observou-se no ensaio de Partículas Magnéticas o cordão de solda teve excesso de material depositado e excesso de calor causando porosidades na chapa.
O ensaio de Líquido Penetrante observou-se trincais superficiais em todas as peças analisadas podendo saber o local de reparos imediatos com um custo baixo.
O ensaio de ultrassom vimos que a consegue-se obter resultados de profundidade de uma trinca subsuperficial e descontinuidades geométricas possibilitando que o reparo seja feito no local correto. 
Os ensaios não destrutivos, é importante para que seja feito com precisão o local de defeitos. 
Conclusão
Analisando os ensaios não destrutivos realizado experimentalmente observou-se que são eficazes para uma análise macroscópica de trincas, porosidades, defeitos causados no processo de soldagem. Dando a possibilidade de reparos superficiais e subsuperficiais. 
 
Bibliografia
http://www.abendi.org.br/abendi/Upload/file/biblioteca/apostila_us_2016.pdf
http://www.abendi.org.br/abendi/Upload/file/biblioteca/apostila_pm_16.pdf
http://www.abendi.org.br/abendi/Upload/file/biblioteca/apostila_lp_2017.pdf
http://www.metalchek.com.br/ensaios-nao-destrutivos/liquidos-penetrantes
http://www.metalchek.com.br/ensaios-nao-destrutivos/particulas-magneticas