Aula 5 END Correntes Parasitas[8524]

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Correntes Parasitas 
(Eddy Current)
Profª. Monica Costa Rezende
Histórico
 A inspeção por correntes parasitas é um dos vários métodos que utilizam 
o princípio do eletromagnetismo como base para realizar exames. 
 Princípio físico: 1851, demonstração de CP por Foucault.
 1879: Hughes separou materiais diferentes.
 A primeira aplicação da técnica foi em 1881 quando Graham Bell 
tentou localizar uma bala de revolver alojada no corpo do presidente 
dos Estados Unidos Garfield. 
 Já por volta de 1930 começaram a utilizar a técnica como uma simples 
forma de separar metais de diferentes condutividades. 
 As aplicações industriais para outras finalidades somente foi difundida 
nos anos 1950 e 1960 quando o Dr. Friedrich publicou suas pesquisas 
sobre caracterização dos materiais e o conceito do diagrama de 
impedância, sendo usada particularmente na indústria aeronáutica e 
nuclear.
Introdução
O ensaio não destrutivo de correntes parasitas utiliza conceitos de
eletromagnetismo para detecção de defeitos superficiais/ sub-
superficiais e também para caracterização de materiais. Consiste na
indução de uma campo magnético em material condutor elétrico com
objetivo de gerar correntes parasitas. Quando uma descontinuidade se
apresenta, há uma perturbação das correntes, detectado pelo aparelho.
Campo Magnético
Correntes parasitas
Eddy currents are induced electrical currents that 
flow in a circular path. They get their name from 
“eddies” that are formed when a liquid or gas flows 
in a circular path around obstacles when 
conditions are right.
Princípios
 Uma corrente alternada é aplicada a um condutor, como o fio de
cobre, logo um campo magnético se desenvolve dentro e ao redor
deste condutor.
 Quando a bobina alimentada pela corrente alternada se aproxima de
um material condutor é induzida uma corrente parasita neste material.
 A corrente parasita fluindo no material vai gerar seu próprio campo
eletromagnético, chamado campo secundário, que se OPÕE ao campo
primário gerado pela bobina, fazendo assim com que haja uma
alteração na indutância da bobina.
│ HT │ = │HP - HS │
Campo Magnético
Princípios
Detecção de descontinuidades
 A detecção de descontinuidade é um dos
principais usos da inspeção por correntes
parasitas. Estas causam a ruptura nos padrões
de fluxo circular das correntes parasitas e
enfraquecem a sua força, desta forma a
mudança de força na localização da trinca
pode ser detectada.
 A inspeção por correntes parasitas é
excepcionalmente adequada para a detecção
de trincas, com uma alta sensibilidade
especialmente para a detecção de trincas
superficiais.
Aplicações
Detecção de descontinuidades
A presença de uma descontinuidade ou heterogeneidade
na peça inspecionada que esteja orientada perpendicular
a direção das correntes parasitas causa uma variação na
impedância pela redistribuição das correntes parasitas em
torno das mesmas.
Dessa forma, há uma mudança no campo secundário e
consequentemente no campo total.
Princípios
Z = R + XL
VT = VR + VL
VT = I . Z
VR = I . R
VL = I . XL 
Impedância elétrica
𝑍 = 𝑅2 + 𝑋𝐿
2
𝜑 = 𝑎𝑟𝑐 tan( ൗ
𝑋𝐿
𝑅)
Ângulo de fase
Amplitude
Princípios
Plano de impedância
(0) e (1): Queda XL aumento R
(1) e (2): Aumento XL queda R
Não-magnéticos
(0) e (3): Aumento XL aumento R
Magnéticos:
(3) e (4): Aumento XL queda R
Problema! Baixa penetração.
Profundidade
Sensibilidade: 
Até 2 vezes a profundidade de 
penetração padrão
δ ≃ 50
𝜌
𝑓𝜇
δ = profundidade de penetração padrão 
(m)
ρ = Resistividade (Ωm)
f = Frequência (Hz)
μ = Permeabilidade magnética (H/m)
σ = Condutividade (S/m)
δ =
1
𝜋𝑓𝜇𝜎
ou
Profundidade
 As correntes parasitas são mais fortes na superfície do material
diminuindo a medida que avançam para o interior do material.
 A profundidade de penetração padrão (δ) é determinada
como sendo aquela onde a intensidade de correntes parasitas é
reduzida a 1/e, ou seja, a 36,8% do seu valor da superfície.
Normalmente inspeciona até 2 δ, para garantir a sensibilidade.
 Essa profundidade muda com:
• frequência da sonda (↑f → ↓ δ);
• Resistividade/ condutividade do material (↑ρ ou ↓σ→ ↑ δ);
• Permeabilidade do material (↑μ → ↓ δ).
Profundidade
D
e
p
th
Eddy Current Density
D
e
p
th
Eddy Current Density
Low Frequency
Low Conductivity
Low Permeability
High Frequency
High Conductivity
High Permeability
Standard Depth
of 
Penetration
(Skin Depth)
1/e or 37 % 
of surface density
Equipamentos
 O equipamento utilizado na inspeção por correntes parasitas 
é muito diversificado. A escolha adequada será fundamental 
para aumentar a precisão da inspeção, sobretudo 
relacionado à adaptação em diferentes peças.
 Existem três elementos básicos para toda inspeção:
 Instrumentação (medidores, monitores, multi-frequência)
 Sondas
 Padrões de referência
Equipamentos
Para gerar correntes as
correntes parasitas para uma
inspeção, é utilizada uma
sonda.
Dentro da sonda vai o
condutor elétrico no formato
de uma bobina.
A corrente alternada flui
através da bobina a uma
frequência escolhida pelo
técnico para o tipo de teste
envolvido.
Equipamentos
Equipamentos
Sondas
Fundamentais para a precisão das medidas, devendo ser 
considerados:
 Requisitos de penetração de material (superfície vs. subsuperfície);
 Requisitos de sensibilidade;
 Tipo de conexões da sonda no medidor de correntes parasitas 
(muitas variações);
Combinação de impedância da sonda e do instrumento;
 Tamanho da sonda (sondas menores penetram menos);
 Tipo de sonda (absoluto, diferencial, reflexivo ou híbrido)
Equipamentos
Tipos de Sondas
 Absoluta
Uma única bobina que é usada para gerar as correntes parasitas e captar as 
mudanças no campo magnético.
 Diferencial
Possuem duas bobinas acopladas que geram campos opostos. Varrem áreas 
diferentes do material ensaiado. Sensível em materiais com defeitos pequenos.
 Reflexiva
Possuem duas bobinas, uma é usada para gerar as correntes parasitas enquanto a 
outra é usada para captar as variações no material que está sendo analisado. 
 Híbrida
Utilizam a combinação de 2 ou mais bobinas, ou a mistura de sondas diferenciais e 
de reflexão. Pode ser usado sensor Hall, que mede diretamente o valor do campo. 
São geralmente desenvolvidas para uma aplicação específica.
Equipamentos
Instrumentação
 Detectores
 Apresentam os sinais obtidos em função de um gráfico no plano de 
impedância. Torna possível a visualização direta das regiões de 
estudo. Além disso permite maior flexibilidade na apresentação das 
variáveis envolvidas nos testes.
Aplicações
Detecção de trincas
Uma das aplicações é a inspeção da área do “bead seat"
na roda de aeronaves para detecção de trincas usando
uma sonda especial no formato da roda.
Aplicações
Detecção de trincas
 Pontos de carregamento, como furos de fixação, são áreas de alto estresse e,
muitas vezes, locais preferenciais para a formação de trincas de fadiga
induzidas por serviço.
 Sondas giratórias especialmente desenvolvidas podem ser usadas para
inspecionar um grande número de furos em um curto período de tempo.
Aplicações
Medições de espessura são possíveis com inspeção por correntes
parasitas dentro de certas limitações.
 Apenas uma certa quantidade de correntes parasitas pode se formar
em um determinado volume de material.
 Portanto, materiais mais espessos suportarão mais corrente do que
materiais mais finos.
 A força (quantidade) dessa correntes pode ser medida e relacionada
à espessura domaterial.
Aplicações
 Esta técnica é muito utilizada nas industrias química e de aviação para
detectar perda de espessura em materiais devido à corrosão e à
erosão.
Aplicações
Medição de camadas.
 Revestimentos não condutores em substratos eletricamente condutores podem ser
medidos com muita precisão utilizando correntes parasitas
 O revestimento desloca as correntes parasitas induzidas pela sonda a partir do
material de base condutor e isso reduz a força do sinal recebido.
 Essa redução de força pode ser medida e relacionada à espessura do revestimento.
Aplicações
Medição de camadas.
 A imagens mostram uma inspeção de espessura de pintura no painel
de uma aeronave. A imagem do instrumento digital de inspeção por
correntes parasitas mostra os diferentes sinais obtidos medindo oito
diferentes espessuras de tinta no painel de alumínio.
Increasing paint
thickness
Aplicações
Outras aplicações
 A inspeção por correntes parasitas também é sensível às mudanças na
condutividade elétrica e na permeabilidade magnética de um
material. Esta "sensibilidade" permite que o método de inspeção seja
usado para procedimentos de inspeção como:
 Identificação de materiais;
Classificação de materiais;
 Determinação do nível de dano causado pelo calor;
Monitoramento dos tratamentos térmicos aplicados.
Vantagens
 Sensibilidade a pequenas trincas e defeitos;
 Detecção de defeitos superficiais e subsuperficiais;
 A inspeção gera resultados imediatos;
 Equipamentos portáteis;
 Técnica pode ser usada para diversas aplicações além de detecção 
de defeitos;
 Pouca ou nenhuma preparação de superfície é necessária;
 A sonda de inspeção não precisa necessariamente estar em contato 
direto com a peça;
 Pode inspecionar peças de geometrias complexas e de diferentes 
tamanhos.
Desvantagens
 Sensível a defeitos orientados perpendicularmente as correntes 
parasitas;
 É usada somente para materiais condutores;
 A superfície deve estar acessível à sonda;
 Requer grande conhecimento teórico e treinamento/ experiência do 
inspetor;
 Acabamento da superfície e rugosidade podem causar interferência;
 São necessários blocos de referência para calibração;
 Profundidade de penetração é limitada.