PR 015

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ULTRASSOM - CHAPAS 
PROCEDIMENTO DE END 
PR–015 
Manual: S-US 
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Revisão: 5 (Mai/2014) 
 
1. OBJETIVO 
 
Estabelecer as condições mínimas do ensaio não destrutivo por meio de ultrassom para detecção de dupla-
laminação em chapas grossas de aço carbono e baixa liga, bem como para inspeção de chapas cladeadas, de 
acordo com o Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoas em END. 
 
 
2. NORMAS DE REFERÊNCIA 
 
2.1 ASME - Sec. V ed. 2001 
2.2 ASTM A-435 
2.3 ASTM A-578 
2.4 BS- 4331 Parte 3 – Edição de 1987) 
2.5 BS EN 12223 – Edição de 2000 
2.6 BS EN 27963 – Edição de 1992 
 
 
3. MATERIAL 
 
Chapas de aço carbono, aço de baixa liga e chapas de aço cladeadas, com espessuras entre 6 mm e 70 mm. 
 
 
4. APARELHOS 
 
O equipamento deve estar em conformidade com o Anexo A. 
 
 
5. CABEÇOTES 
 
Devem ser utilizados cabeçotes de feixe normal e/ou duplo-cristal, com diâmetro variando de 10 mm a 30mm 
ou quadrado com 10 mm a 25 mm de lado, podendo ser usado também, cabeçote com área mínima ativa de 
70 mm2, com freqüência na faixa de 2 MHz a 4 MHz, em conformidade com o Anexo A. Para espessura abaixo 
de 15 mm, deve ser empregado o cabeçote duplo cristal. 
 
 
6. MÉTODO DE CALIBRAÇÃO 
 
6.1 Calibração da escala horizontal 
 
A calibração da escala horizontal deve ser feita por meio de bloco padrão V1 e/ou V2, atendendo no mínimo a 
2 vezes a espessura da chapa a ser ensaiada. Para cabeçotes duplo-cristal devem ser utilizadas 2 espessuras 
diferentes. 
 
6.2 Calibração da sensibilidade 
 
6.2.1 Cabeçote normal - Para chapas com espessuras menores ou iguais a 25 mm, colocar o segundo eco de 
fundo entre 75% e 100% da tela. Para chapas com espessura maior que 25 mm, colocar o primeiro eco de 
fundo entre 75% e 100% da tela. 
 
6.2.2 Cabeçote duplo-cristal - Para cabeçote duplo-cristal colocar o eco de fundo da chapa entre 75% e 100% 
da tela. Durante a calibração da sensibilidade. 
 
6.2.3 A calibração citada em 6.2.1 e 6.2.2 deve ser executada em uma região reconhecidamente isenta de 
descontinuidades. Durante a calibração da sensibilidade, o cabeçote deve varrer uma distância na superfície 
da peça de 150 mm. 
 
 
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7. CONDIÇÃO SUPERFICIAL E PREPARAÇÃO 
 
A superfície a ser examinada deve estar isenta de carepas, óxidos, graxas ou resíduos que possam interferir 
no ensaio durante a varredura. A preparação da superfície pode ser efetuada através de escova manual ou 
rotativa para que a superfície da chapa fique suficientemente limpa e lisa, para manter o eco de referência, no 
mínimo, a 50% da altura total da tela durante a varredura. 
 
 
8. ACOPLANTE 
 
Água e Carboxi metil celulose. 
 
 
9. TÉCNICA DE VARREDURA 
 
9.1 A varredura deve ser contínua ao longo de linhas demarcadas na chapa, segundo uma das três opções 
seguintes: 
 
Tipo de Varredura Distância entre linhas de Varredura 
Linhas perpendiculares entre si, formando um reticulado quadrado 225 mm 
Linhas paralelas transversais ao maior eixo da chapa 100 mm 
Linhas paralelas ao maior eixo da chapa 75 mm 
 
9.2 As linhas de varredura devem ser medidas a partir do centro, ou de um dos cantos da chapa, devendo ser 
varrido um percurso adicional ao longo de todas as bordas da chapa, numa distância não superior a 50 mm das 
mesmas. 
 
9.3 Se a varredura por reticulado detectar ao longo de uma determinada linha uma completa perda de reflexão 
de fundo, acompanhada de indicações contínuas, todas as áreas dos quadrados adjacentes a essa indicação 
devem ser varridas continuamente. 
 
9.4 Se a varredura por percursos paralelos detectar uma completa perda de reflexão de fundo, acompanhada 
por indicações contínuas, toda a área de um quadrado de 258 mm de lado, com centro nesta indicação, deve 
ser varrida completamente. 
 
9.5 Quando a superfície a ser inspecionada for inferior a 0,5m2 ou o objetivo da inspeção é a verificação da 
ligação de chapas cladeadas, a varredura deverá ser realizada em 100% da área da chapa. 
 
9.6 Em chapas cladeadas, a varredura deve ser feita pelo lado do clad, com uma sobreposição de no mínimo 
10% da largura útil do cabeçote. 
 
9.7 A velocidade de varredura não deve exceder 150 mm/s. 
 
9.8 A varredura pode ser executada com cabeçote duplo-cristal para a detecção e dimensionamento de 
descontinuidades. 
 
 
10. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO 
 
10.1 Os limites reais das áreas onde ocorram indicações devem ser estabelecidos pela seguinte técnica: 
 
a) Afastar o cabeçote do centro da descontinuidade, até que as alturas da reflexão de fundo e das 
indicações de descontinuidade se igualem; 
b) Marcar a chapa no ponto equivalente ao centro do cabeçote; 
c) Repetir a operação em direções diferentes para estabelecer os limites da área defeituosa. 
 
 
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10.2 Quando não for possível a aplicação da técnica descrita em 10.1, a técnica dos 6 dB deve ser utilizada. 
 
 
11. PARECER 
 
11.1 São considerados como não satisfatórios todos os corpos de prova, onde a área total das 
descontinuidades for ≥ a 20 % (vinte porcento) do total da área ensaiada. 
 
11.2 Na delimitação da área das descontinuidades, considerar a maior largura e o maior comprimento, de 
modo que a mesma fique inscrita dentro de um retângulo ou quadrado (dependendo de sua forma), conforme 
figuras 1, 2 e 3. 
 
11.3 No caso de descontinuidade com geometria mais complexa, a mesma deve ser inscrita (subdividida) em 
retângulos e/ou quadrados, de modo que a soma das áreas seja o mais próximo da área real da 
descontinuidade (conforme figuras 4, 5 e 6). 
 
11.4 Ver exemplos de delimitação: 
 
 
 
Figura 1 
 
 
 
Figura 2 
 
 
 
 
Figura 3 
 
 
 
ÁREA = (A1 x B1) + (A2 x B2) 
ÁREA = A x B 
ÁREA = A x B 
 
 
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Figura 4 
 
 
 
 
Figura 5 
 
 
 
 
ÁREA = (A1 x B1) + (A2 x B2) + (A3 x B3) + (A4 x B4) + (A5 x B5) + (A6 x B6) 
ÁREA = (A1 x B1) + (A2 x B2) + (A3 x B3) + (A4 x B4) - (A5 x B5) 
 
 
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Figura 6 
 
 
12. CRITÉRIO DE REGISTRO DE DESCONTINUIDADES 
 
Qualquer indicação de descontinuidade que cause perda de 100% do eco de fundo ou que apresentarem uma 
reflexão igual ou maior que 50% da tela devem ser dimensionadas e registradas em relatório. Para chapas 
cladeadas deve ser dimensionado e registrado qualquer descolamento que cause perda do eco de fundo, 
acompanhado do aparecimento do eco da interface do clad com a chapa de aço carbono. 
 
 
13. RELATÓRIO DE ENSAIO 
 
13.1 O Anexo B define um modelo de relatório a ser preenchido após o ensaio. 
 
13.2 Os croquis devem ser feito em papel transparente com escala 1:1 das dimensões corpo de prova e 
possível descontinuidades. 
ÁREA = A1 x B1 
 
 
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ANEXO A - VERIFICAÇÃO DA APARELHAGEM DE ULTRASSOM 
 
1. APARELHO DE ULTRASSOM 
 
O aparelho de ultrassom deve ser tipo pulso-eco, apresentação tipo "A", capaz de gerar freqüência na faixa de 
1 MHz a 6 MHz. 
 
 
2. CABEÇOTES 
 
2.1 Os cabeçotes devem possuir as seguintes características:a) cabeçotes normais (ondas longitudinais) para contato direto devem ter cristais com diâmetro variando 
de 10 mm a 30 mm ou quadrado com 10 mm a 25 mm de lado. 
b) cabeçotes angulares (ondas transversais) para contato direto devem ter cristais com área ativa mínima 
de 70 mm2. 
c) cabeçotes tipo duplo cristal, normais ou angulares, para contato direto devem ter cristais de áreas 
15 mm2 a 900 mm2. 
 
2.2 Os cabeçotes a serem utilizados devem trazer impressos, no seu corpo de forma permanente, um código 
que permita identificar as seguintes características: 
 
a) tipo do cabeçote; 
b) material e dimensões do cristal; 
c) freqüência; 
d) ângulo no aço; 
e) index, quando tratar-se de cabeçote angular. (Ponto de saída do som do cabeçote). 
 
 
3. CONTROLE DE GANHO 
 
3.1. O aparelho deve permitir um ajuste grosso com incrementos de 10 decibéis ou 20 decibéis e um ajuste 
fino com incrementos de 1 decibel ou 2 decibéis. 
 
3.2. O aparelho deve possuir capacidade de ampliar pelo menos 80 decibéis. 
 
 
4. FAIXA OPERACIONAL DE TEMPERATURAS 
 
A aparelhagem deve permitir a operação em condições satisfatórias nas seguintes faixas de temperaturas: 
 
a) 5 a 40ºC para aparelhos; 
b) 5 a 60ºC para cabeçotes. 
 
 
5. LINEARIDADE VERTICAL 
 
5.1 A linearidade do controle de ganho deve ser verificada diariamente através de um cabeçote normal 
conforme indicado na Figura 2. 
 
5.2 Escolhendo um dos ecos de fundo como referência, ajustar sua amplitude a 100% da altura da tela do 
aparelho. Variar o ganho na quantidade de decibéis indicada na coluna central da tabela da Figura 2. A 
linearidade do controle de ganho é considerada aceitável, se os valores de amplitude obtidos através desta 
sistemática se situarem dentro dos limites estabelecidos na coluna da direita da referida tabela. 
 
 
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Ajuste da indicação em % 
da altura total da tela 
Mudança do controle de dB Limites da indicação em % 
da altura total da tela 
100 - 6 dB 44 a 56 
100 - 12 dB 22 a 28 
100 -18 dB 11 a 14 
 
Figura 2 - Dados para verificação da linearidade do controle de ganho do aparelho. 
 
5.2.1 A verificação deve ser feita utilizando-se um gabarito de material plástico transparente, conforme a 
Figura 3, construído para cada modelo de aparelho. Este requisito pode ser dispensado no caso de aparelhos 
com leitura automática da altura do eco. 
 
 
Notas: 
 
(1). Construir de material plástico transparente. 
(2). Calcular, através do percentual acima citado e da altura da tela do aparelho, a posição correta das faixas 
de tolerância. 
 
Figura 3 - Gabarito para verificação da linearidade do controle de ganho do aparelho. 
 
 
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6. LINEARIDADE HORIZONTAL 
 
O aparelho deve ter linearidade horizontal dentro de mais ou menos 2% da escala de distância empregada. A 
verificação pode ser feita, colocando-se como mínimo, 4 ecos na tela do aparelho provenientes de um bloco 
padrão e verificando-se o posicionamento dos mesmos em relação a faixa de tolerância acima especificada. 
 
 
7. RESOLUÇÃO 
 
A aparelhagem deve apresentar resolução conforme procedimento a seguir 
 
7.1 Resolução com cabeçote normal ou duplo cristal. 
 
7.1.1 A resolução deve ser verificada, posicionando o cabeçote no bloco V1, conforme indicado na figura 3; de 
forma à se obter três ecos provenientes das superfícies refletoras. O cabeçote deve ser movimentado de forma 
à se obter os ecos com praticamente a mesma amplitude. O cabeçote apresenta boa resolução se os ecos das 
espessuras d1, d2, d3 apresentarem separação entre si na metade da amplitude total ou em ponto mais baixo 
(ver figura 4). 
 
 
 
Figura 4 – Verificação da resolução com cabeçote normal ou duplo-cristal 
 
 
8 BLOCOS DE CALIBRAÇÃO 
 
8.1 Aferição dos Blocos de Calibração. 
 
A integridade, rugosidade superficial e dimensões dos blocos de calibração, devem estar de acordo com as 
respectivas normas específicas (Ex. BS EN 12223, BS EN 27963, BS 4331 parte 3). 
 
 
 
 
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8.2 Aferição dos blocos de Referência. 
 
8.2.1 Os blocos de referência devem apresentar dimensões dentro das tolerâncias indicadas no 
procedimento de ensaio. 
 
8.2.2 Teste de integridade dos blocos. 
 
Todos os blocos de referência a serem utilizados na calibração da sensibilidade dos equipamentos de 
ultrassom devem ter sua integridade comprovada por meio de ultrassom, com cabeçote duplo-cristal com a 
finalidade de comprovar a inexistência de descontinuidades tais como: porosidade, segregação, dupla-
laminação; que possam prejudicar ou falsear as calibrações a serem realizadas. Áreas que apresentam 
indicação cuja amplitude seja maior que o eco de fundo remanescente devem ser descartadas. 
 
 
 
 
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ANEXO B – MODELO DE FORMULÁRIO DE REGISTRO DE RESULTADOS