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ENSAIO DE MATERIAIS AULA 10

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Prof. Jaime SpimProf. Jaime Spim
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�� Na indNa indúústria mecânica, e em particular a aeronstria mecânica, e em particular a aeronááutica, utica, éé muito comum muito comum 
a necessidade de inspecionar ma necessidade de inspecionar mááquinas e pequinas e peçças, durante o peras, durante o perííodo de odo de 
vida vida úútil. til. 
�� Nesses casos, não serNesses casos, não seráá permitida a destruipermitida a destruiçção da peão da peçça ou do a ou do 
componente a ser testado, uma vez que ele apcomponente a ser testado, uma vez que ele apóós inspecionado devers inspecionado deveráá
ser recolocado no sistema de origem. ser recolocado no sistema de origem. 
�� A nucleaA nucleaçção de trincas de fadiga, ou imperfeião de trincas de fadiga, ou imperfeiçções internas em ões internas em 
produtos acabados, poderão comprometer o sucesso do componente produtos acabados, poderão comprometer o sucesso do componente 
em operaem operaçção. ão. 
OBSERVAOBSERVAÇÇÕESÕES
OS ENSAIOS NÃO DESTRUTOS ENSAIOS NÃO DESTRUTÍÍVOS TEM COMO OBJETIVO MOSTRAR VOS TEM COMO OBJETIVO MOSTRAR 
OS DEFEITOS QUE UMA PEOS DEFEITOS QUE UMA PEÇÇA APRESENTA, SEM QUE O ENSAIO A APRESENTA, SEM QUE O ENSAIO 
COMPROMETA DE ALGUMA FORMA A INTEGRIDADE DA PECOMPROMETA DE ALGUMA FORMA A INTEGRIDADE DA PEÇÇA EM A EM 
QUESTÃO.QUESTÃO.
2
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PRINCIPAIS ENSAIOS UTILIZADOS PRINCIPAIS ENSAIOS UTILIZADOS 
INDUSTRIALMENTEINDUSTRIALMENTE
Emissor
de Raio X
Filme 
Revelador
Feixe
de Raio X
Peça de
Ensaio
Raio X - e Raio (Gamagrafia)γγγγ
Peça de
Ensaio
Magnetizador
Linhas de Fluxo
das Partículas
Magnéticas
Defeito superficial
Partículas Magnéticas
Ultra Som
Peça de
Ensaio
Osciloscópio
DigitalTransdutor
Líquidos Penetrantes
Peça de
Ensaio
Defeito
Revelado
Jato de
Líquido
Equipamento
de Borrifo
1) RAIO X E RAIO 1) RAIO X E RAIO γγγγγγγγ
3) PART3) PARTÍÍCULAS MAGNCULAS MAGNÉÉTICAS TICAS 
2) ULTRA2) ULTRA--SOM SOM 
4) L4) LÍÍQUIDOS PENETRANTESQUIDOS PENETRANTES
�������� DefeitosDefeitos superficiaissuperficiais e Sube Sub--superficiaissuperficiais
�������� DefeitosDefeitos superficiaissuperficiais
�������� DefeitosDefeitos internosinternos de de dimensõesdimensões
superioressuperiores aosaos defeitosdefeitos observadosobservados
pelopelo RaioRaio--xx
��DefeitosDefeitos InternosInternos, , microporosidademicroporosidade,,
imperfeiimperfeiçções internas, inclusões.ões internas, inclusões.
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ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOSENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
�������� PePeçças metas metáálicas, ou licas, ou 
elementos de estrutura, elementos de estrutura, 
podem falhar em servipodem falhar em serviçço de o de 
três maneiras distintas:três maneiras distintas:
a) Excesso de deformaa) Excesso de deformaçção ão 
plpláástica;stica;
b) Excesso de deformab) Excesso de deformaçção ão 
eleláástica;stica;
c) Ruptura.c) Ruptura.
�������� A ruptura de peA ruptura de peçças as 
metmetáálicas licas éé subdividida subdividida 
em quatro espem quatro espéécies cies 
principais:principais:
a) Fratura fra) Fratura fráágil;gil;
b) Fratura db) Fratura dúúctil;ctil;
c) Fratura por corrosão;c) Fratura por corrosão;
d ) Fratura por fadiga.d ) Fratura por fadiga.
3
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�� Estudos mostram que 90% das falhas mecânicas em componentes Estudos mostram que 90% das falhas mecânicas em componentes 
metmetáálicos se dão por fadiga. A resistência dos metais licos se dão por fadiga. A resistência dos metais àà fadiga fadiga éé
drasticamente reduzida pelas descontinuidades nos metais. Na maidrasticamente reduzida pelas descontinuidades nos metais. Na maioria oria 
das pedas peçças metas metáálicas que falham em servilicas que falham em serviçço por rupturas bruscas o por rupturas bruscas 
provocadas pelo fenômeno de fadiga, observaprovocadas pelo fenômeno de fadiga, observa--se que nas fraturas se que nas fraturas éé
nitidamente constatado a existência de um nitidamente constatado a existência de um ""nnúúcleo inicialcleo inicial"", isto , isto éé, o , o 
ininíício da fissura coincidindo com os locais de concentracio da fissura coincidindo com os locais de concentraçção de tensão.ão de tensão.
�� Os elementos que caracterizam um ponto de concentraOs elementos que caracterizam um ponto de concentraçção de tensão ão de tensão 
podem ser dados por uma mpodem ser dados por uma máá elaboraelaboraçção de projeto da peão de projeto da peçça, como a, como 
furos, chanfros, sefuros, chanfros, seçções incorretas, etc., ou por razões metalões incorretas, etc., ou por razões metalúúrgicas, rgicas, 
como porosidades, bolhas, esccomo porosidades, bolhas, escóória, etc.ria, etc.
�� Os Os ensaios nãoensaios não--destrutivosdestrutivos permitem a inspepermitem a inspeçção de uma peão de uma peçça a antes antes 
de sua utilizade sua utilizaçção inicial ou tambão inicial ou tambéém inspem inspeçções contões contíínuas ao longo da nuas ao longo da 
vida vida úútil de uma determinada petil de uma determinada peççaa, apontando o momento exato de sua , apontando o momento exato de sua 
substituisubstituiçção antes mesmo de sua ruptura em servião antes mesmo de sua ruptura em serviçço.o.
ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOSENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
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DESTRUTIVOSDESTRUTIVOS ) � $ � +	� � % 	-&� � � 0 -� $ � � 	� +	/% > � 	5 % " ) � � 6) � $ � +	� � % 	-&� � � 0 -� $ � � 	� +	/% > � 	5 % " ) � � 6
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ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOSENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
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ESPECIFICAESPECIFICAÇÇÕES TÕES TÉÉCNICASCNICAS
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na forma de calor, sendo que somente cerca de na forma de calor, sendo que somente cerca de 1% da energia resultante 1% da energia resultante 
do impacto da corrente de eldo impacto da corrente de eléétrons com o disco trons com o disco éé emitida na forma de emitida na forma de 
raiosraios--XX. O restante da energia . O restante da energia éé liberado na forma de calor, resultando no liberado na forma de calor, resultando no 
aquecimento do disco, sendo então necessaquecimento do disco, sendo então necessáário um rio um sistema de sistema de 
refrigerarefrigeraçção eficiente no sistemaão eficiente no sistema, evitando, assim, a fusão do metal e , evitando, assim, a fusão do metal e 
conseqconseqüüente destruiente destruiçção do tubo.ão do tubo.
�� Devido ao baixo comprimento de onda (Devido ao baixo comprimento de onda (λλλλλλλλ)) emitido pelos raiosemitido pelos raios--X, este X, este éé
altamente penetrante no material, possuindo a capacidade de sensaltamente penetrante no material, possuindo a capacidade de sensibilizar ibilizar 
um filme fotogrum filme fotográáfico de emulsão na safico de emulsão na saíída do material.da do material.
Emissão de RaiosEmissão de Raios--X:X:
x.
0 e.II µµµµ−−−−====
Intensidade do RaioIntensidade do Raio--X:X:
I0 = intensidade inicial do Raio-X; 
x = espessura do material absorvente;µµµµ = coeficiente de absorção linear (fator dependente do material ou liga);
I = intensidade emergente da radiação de raios-X;
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Emissão de RaiosEmissão de Raios--X:X:
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12
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UltraUltra--SomSom
�������� As aplicaAs aplicaçções recomendões recomendááveis para cada mveis para cada méétodo são as seguintes:todo são as seguintes:
�������� PPara o mara o méétodo de penetratodo de penetraçção: chapas e placas de metal, barras e perfis ão: chapas e placas de metal, barras e perfis 
metmetáálicos (atravlicos (atravéés da ses da seçção transversal), peão transversal), peçças pequenas, na localizaas pequenas, na localizaçção da ão da áárea rea 
do defeito, na determinado defeito, na determinaçção do tamanho do defeito, em ensaios contão do tamanho do defeito, em ensaios contíínuos e nuos e 
automatizados;automatizados;
�������� PPara o mara o méétodo de reflexão: barras e perfis mettodo de reflexão: barras e perfis metáálicos (atravlicos (atravéés do eixo s do eixo 
longitudinal), pelongitudinal), peçças grandes forjadas ou fundidas, peas grandes forjadas ou fundidas, peçças pequenas na as pequenas na 
localizalocalizaçção da ão da áárea do defeito e na determinarea do defeito e na determinaçção da profundidade do defeito.ão da profundidade do defeito.
Tanto em um mTanto em um méétodo como no outro, quanto maior a freqtodo como no outro, quanto maior a freqüüência de ência de 
vibravibraçção, menor ão, menor éé o tamanho do defeito posso tamanho do defeito possíível de ser detectado (o menor vel de ser detectado (o menor 
tamanho detecttamanho detectáável vel éé aproximadamente um teraproximadamente um terçço do comprimento de onda); por o do comprimento de onda); por 
outro lado, quanto maior a freqoutro lado, quanto maior a freqüüência, maior a absorência, maior a absorçção do sinal, principalmente ão do sinal, principalmente 
para materiais mais elpara materiais mais eláásticos, como por exemplo, a borracha. Para asticos, como por exemplo, a borracha. Para açços, as os, as 
freqfreqüüências atingem atências atingem atéé 10 MHz, enquanto para borracha 10 MHz, enquanto para borracha éé indicada freqindicada freqüüência ência 
de 100 kHz. No primeiro caso, de 100 kHz. No primeiro caso, éé posspossíível detectar falhas de atvel detectar falhas de atéé 1 1 µµµµµµµµm e no m e no 
segundo, ssegundo, sóó maiores de 5 mm.maiores de 5 mm.
A detecA detecçção da onda dentro do ensaio ão da onda dentro do ensaio éé visualizada num tubo de raios visualizada num tubo de raios 
catcatóódicos, onde se desconsiderando o efeito do dicos, onde se desconsiderando o efeito do ecoeco de retomo da onda de retomo da onda 
mecânica, podemecânica, pode--se determinar com relativa precisão, a posise determinar com relativa precisão, a posiçção e o tamanho do ão e o tamanho do 
defeito. A Figura (12.8) ilustra a observadefeito. A Figura (12.8) ilustra a observaçção do ensaio.ão do ensaio.
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