Ensaios por Partícula Magnética - PM

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ENSAIOS DE MATERIAIS 
• Partículas Magnéticas 
Docente: João Filipe Branco 
 
 
INTRODUÇÃO 
 Com certeza você já observou uma bussola; 
 
 Independente da forma que você gira, a agulha 
imantada, se posiciona alinhada aos polos norte-
sul do globo terrestre; 
 
 
CONTEXTO 
EXPERIMENTO 
 Imagine um imã e uma limalha de ferro; 
 
 Essa experiência serve para compreendermos melhor o magnetismo 
e os campos magnéticos; 
Entendemos que ele atrai materiais ferromagnéticos, como nossa 
limalha do experimento; 
 Se colocarmos um imã em baixo de um papelão e a limalha em 
cima, ele ganharia essa configuração, veja abaixo: 
 
 
E... POR QUE ISSO ACONTECE??? 
 Então, aqui temos o imã; 
 
 
 
 Essas linhas em volta são chamadas de 
linhas de força ou de indução; 
 Em volta deles, temos o campo magnético; 
 
 Para entender bem como esse campo funciona, foram imaginadas 
essas linhas de força, também conhecida como linhas de indução; 
 Essas linhas formam o campo magnético; 
 
 Elas se deslocam sempre do polo norte para o polo sul do imã 
conforme foto acima; 
 Repare que a limalha atraída, formam exatamente o desenho 
geométrico dessas linhas de força; 
 Outra característica é que o campo geométrico, 
atua sempre de forma tridimensional; 
 
 Ou seja, ele atua em várias direções; 
 A ação do magnetismo pode ser sentida em toda a 
volta do imã ou da peça imantada; 
AGORA, PARA QUE EU PRECISO SABER TUDO 
ISSO PARA REALIZAR O ENSAIO??? 
PONTO DE PARTIDA DESTA 
PESQUISA – COMO FUNCIONA 
ESTE ENSAIO. 
 Tudo começou quando um operador 
W.E.Hoke que ao usinar peças em um torno 
com mandril imantado, as limalhas eram 
atraídas para as rachuras visíveis na peça; 
 
 
 
 
 Entenda que essa física, é a ligação de tudo isso com o ensaio, olha 
só: 
 Ai está um imã com seu campo magnético e suas linhas de indução; 
 
 Quando agente aproxima uma peça de aço qualquer, essa peça passa 
a sofrer a ação do campo magnético; 
 Repare que as linhas de indução atravessam a peça; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ai é que está o “X” da questão para se realizar ensaio por partículas 
magnéticas; 
 Viu aqueles pontos? 
 
 Eles representam as descontinuidades das peças; 
 
 Repare que nessas descontinuidades, a linha de indução, são 
repelidas; 
 Esses desvios nas linhas de fluxo, são chamados de campos de 
fuga; 
 
 É isso que acontece quando se faz o ensaio; 
 É possível observar descontinuidades em materiais de até 3mm de 
profundidade, desde que o material seja ferromagnético; 
 Nas regiões onde ocorrem os campos de fuga, as partículas 
magnéticas se aglomeram sobre elas, indicando as 
descontinuidades; 
 Em resumo, os campos de fuga aparecem, justamente onde ocorrem 
as descontinuidades; 
 
EXEMPLO... ELETROIMÃ DE UMA INDUSTRIA 
 Neste caso, o operador da um comando na ponte rolante, que 
energiza a placa metálica imantando a mesma; 
 Este acumulo de partículas magnéticas, nos 
mostra onde estão as descontinuidades; 
 
 Este tipo de ensaio é bastante utilizado na 
indústria, pois conseguimos detectar 
descontinuidades na superfície e sob a 
superfície; 
 
 Conseguimos detectar descontinuidades 
de até 3mm abaixo da superfície; 
 
 As limalhas de ferro são fornecidas na forma 
de pó; 
 
 As limalhas podem vir em suspensão, ou 
seja, diluída em um fluido, por isso, a 
granulometria é minúscula, e é possível 
detectar descontinuidades muito pequenas; 
 
 
NOTAS 
BOM, COMO VOCÊ, AGORA ENTENDEU COMO FUNCIONA ESSE 
ENSAIO, A GROSSO MODO, VAMOS CONHECER OS TERMOS NELE 
USADOS. 
TERMINOLOGIA DESTE TIPO 
DE ENSAIO 
Campo Magnético  Região que circunda o imã e está sob o efeito 
dessas forças invisíveis, que são as forças magnéticas; 
 
 
 
Representação do Campo Magnético  pode ser representado por 
linhas chamadas: 
 
1. Linhas de Indução Magnética; 
 
2. Linhas de Força de Campo Magnético; 
 
3. Linhas de fluxo de Campo Magnético; 
DEFINIÇÕES 
ETAPAS PARA EXECUÇÃO DO 
ENSAIO – DESNCONSIDERANDO 
AS TÉCNICAS QUE SERÃO 
EMPREGADAS 
Este ensaio é dividido em 05 etapas, veja 
abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vamos conhecer uma a uma. 
1 – PREPARAÇÃO E 
LIMPEZA DA 
SUPERFÍCIE 
 O Ensaio é realizado em produtos acabados ou semiacabados ou em 
uso; 
 
 O objetivo dessa etapa é remover: 
 
 Sujeiras; 
 
 Oxidações; 
 
 Carepas; 
 
 Respingos; 
 
 Graxas; 
 
 Essas impurezas devem ser retiradas pois criam campos de fuga ou 
contaminam as partículas impedindo sua reaproveitação; 
 Veja abaixo, uma relação dos métodos mais utilizados para remoção 
de sujeiras; 
 Sendo os mais comuns; 
1. Jato de areia; 
2. Escovas de aço; 
3. Solventes; 
2 – MAGNETIZAÇÃO DA PEÇA 
 Quando a magnetização é paralela a descontinuidade, a precisão 
será pequena e o campo de fuga também; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Já quando as descontinuidades são perpendiculares, o campo de 
fuga será maior e a descontinuidade será mostrada com maior 
precisão; 
AGORA, COMO FAÇO PARA SABER SE AS 
DESCONTINUIDADES SÃO PARALELAS OU 
PERPENDICULARES AO CAMPO DE INDUÇÃO??? 
 A gente não sabe...; 
 
 Não tem jeito de saber; 
 
NOTA: Por isso, o jeito, é criar campos magnéticos 
longitudinais e transversais, e ir alternando até 
identificar todas as descontinuidades; 
Veja o exemplo: 
E COMO EU FAÇO PARA ALTERAR OS CAMPOS 
MAGNÉTICOS??? 
EU FALEI UM POUCO DO PASSO A PASSO PARA EXECUTAR O ENSAIO, 
PARA QUE PUDESSEMOS ENTENDER AS TÉCNICAS DE 
MAGNETIZAÇÃO!! 
TÉCNICAS DE MAGNETIZAÇÃO 
Existem, basicamente, duas técnicas de 
magnetização: 
 
 
1. Técnica de Magnetização por Indução 
de Campo Magnético; 
 
2. Técnica de Magnetização por Passagem 
de Corrente; 
EQUIPAMENTOS UTILIZADOS 
NA TÉCNICA DE 
MAGNETIZAÇÃO POR INDUÇÃO 
DE CAMPO MAGNÉTICO 
MAGNETIZAÇÃO POR BOBINAS 
ELETROMAGNÉTICAS 
 A peça é colocada no interior de uma bobina eletromagnética; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ao circular a corrente pela bobina, forma-se um campo longitudinal 
na peça por indução magnética; 
Veja esse esquema aqui abaixo, que ajuda a facilitar o entendimento: 
 Neste, temos as linhas de indução percorrendo a peça 
longitudinalmente; 
 
 
MAGNETIZAÇÃO POR YOKE 
 Esse eletroímã na forma de “U” é chamado de Yoke 
 Ele é apoiado sobre a peça a ser examinada; 
 Quando a corrente elétrica percorre, ele gera um 
campo elétrico longitudinal entre suas pernas; 
 
 Veja esse esquema abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Repare nas linhas de indução; 
MAGNETIZAÇÃO POR UM 
CONDUTOR CENTRAL 
 Técnica bastante usual, para se realizar ensaios de tubos; 
 
 Dentro do tubo, um condutor central, gera um campo magnético 
circular; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Isso facilita, a visualização das descontinuidades longitudinais que 
podem aparecer ao longo do tubo; 
 Veja abaixo, um ensaio sendo realizado na prática; 
TÉCNICA DE MAGNETIZAÇÃO 
POR PASSAGEM DE CORRENTE 
 Nesta técnica não utilizamos nenhum 
daqueles equipamentos que acabamos de 
ver; 
 
 Nesta técnica de magnetização, a corrente 
elétrica passa através da peça; 
 
 A peça funciona como condutor, gerando ao 
redor dela mesma um campo magnético; 
 
 Nesta técnica, existem basicamente dois 
equipamentos que podem ser usados: 
 
1. O eletrodo; 
 
2. Por contato direto; 
POR ELETRODO 
 Os eletrodos fornecem uma corrente elétrica até a peça, que gera 
um campo magnético circular; 
Isso só ocorre quando apoiado sobre a superfície da peça; 
Veja a sequência de foto abaixo: 
APÓS A MAGNETIZAÇÃO 
POR CONTATO 
DIRETO 
 Tem sua maior aplicação em máquinas estacionárias; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A magnetização é efetuada pela passagem de corrente, de uma 
extremidade a outra da peça; 
 O campo magnético que se forma é circular; 
 
 Veja o esquema abaixo: 
E, SE EU QUISER DETECTAR 
DESCONTINUIDADES MULTI DIRECIONAIS ? 
CALMA... 
 
 Tem solução para tudo; 
 
 Dois camposmagnéticos, um circular e outro 
longitudinal ou dois longitudinais 
perpendiculares são aplicados 
simultaneamente à peça ensaiada; 
 
 
 Isso é feito quando queremos detectar, numa 
única operação, descontinuidades em 
qualquer direção; 
 
NOTAS: 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. 
TÉCNICAS DE ENSAIOS - 
REALIZANDO O ENSAIO DE PM 
PASSO A PASSO 
1 – LIMPEZA 
DA PEÇA 
 O primeiro paço é executar a limpeza da peça; 
 
 Ela deverá ser feita com muito cuidado para evitar a interferência de 
resíduos nos resultados; 
 Veja abaixo, uma relação dos métodos mais utilizados para remoção 
de sujeiras; 
 Sendo os mais comuns; 
1. Jato de areia; 
2. Escovas de aço; 
3. Solventes; 
AGORA VAMOS ESCOLHER A TÉCNICA DE MAGNETIZAÇÃO, 
IMAGINE MAGNETIZAR UM EIXO. 
 
ENTÃO VAMOS USAR A MAGNETIZAÇÃO POR BOBINA; 
2 – MAGNETIZAÇÃO 
DA PEÇA 
 Posicionar a peça a ser magnetizada; 
 
 
 Agora vamos ligar a bobina; 
 Quando ligamos a bobina, um campo 
eletromagnético longitudinal é gerado na 
peça; 
 
 E as partículas magnéticas, que estão sedo 
jogadas, vão se acumulando nos pontos de 
fuga, que são originados pelas 
descontinuidades presentes na peça; 
 
 
3 – DESMAGNETIZAÇÃO 
DA MÁQUINA 
 É importante desmagnetizar a peça para se evitar 
interferências, nas operações aos quais a peça 
possa ser submetida; 
 
 
TÉCNICAS DO ENSAIO - 
MAGNETIZAÇÃO 
 Alguns materiais acumulam mais magnetismos 
do que outros; 
 
 Alguns materiais, até mesmo depois que 
retiramos o campo, eles continuam 
magnetizados; 
 
 Essas diferenças permitem o ensaio por duas 
técnicas; 
 
1. Técnica de Campo Contínuo; 
 
2. Técnica de Campo Residual; 
 
VAMOS CONHECE-LAS?!? 
 
TÉCNICA DE CAMPO 
CONTÍNUO 
 É quando as partículas são aplicadas sobre a peça, 
quando a mesma está sob ação do campo 
magnético; 
 
 
TÉNICA DO CAMPO 
RESIDUAL 
 Esta técnica, é usada em materiais que retém 
mais o magnetismo; 
 
 Aplica-se o magnetismo e posteriormente, o 
fornecedor do campo é retirado; 
 
 Neste ponto, estamos com a peça magnetizada e 
pronta para receber as partículas magnéticas. 
Mas como verificar se o campo magnético 
gerado é suficiente para detectar as 
descontinuidades? 
EXISTEM VÁRIAS MANEIRAS DE SE 
VERIFICAR ISSO, VEJA; 
 
 
1. Com aparelhos medidores de campos 
magnéticos; 
 
2. Realizando o ensaio com uma peça que 
você já saiba que tem defeito; 
 
3. Utilizando padrões normalizados com 
descontinuidades já conhecidas; 
 
4. No caso do yoke, ele deve gerar um campo 
magnético suficiente para levantar, no 
mínimo, 4,5 kgf em corrente alternada e 
18,1kgf em corrente contínua; 
MAGNETIZANDO A PEÇA PELA TECNICA RESIDUAL – YOKE 
 
 Para garantir que toda a peça será submetida ao campo magnético, 
executamos uma varredura. 
 
 Veja o exemplo abaixo, no modelo yoke. 
TÉCNICAS DO ENSAIO – 
APLICAÇÃO DE PARTÍCULAS 
 As partículas podem ser fornecidas na forma 
de: 
 
1. Pó; 
 
2. Em pasta; 
 
3. Ou ainda em pó suspenso em líquido 
(concentrado); 
 
 Pode ainda, ser fornecida em diversas cores, 
para inspeção com luz branca, ou como 
partículas fluorescentes, para inspeção com luz 
negra. 
 
CLASSIFICAÇÃO 
DO ENSAIO 
 Os métodos de ensaio, podem ser classificados, por tanto, como: 
VIA SECA 
 Elas não requerem preparação prévia; 
 
 São aplicadas diretamente sobre a superfície da peça a ser 
analisada; 
 
 Para aplicar são utilizados aplicadores de pó manuais ou bombas de 
pulverização; 
 
 As partículas podem ser recuperadas 
Bomba manual para aplicação; 
VIA ÚMIDA 
 Aqui, as partículas possuem granulometria muito fina; 
 
 Isso permite detectar descontinuidades muito pequena; 
 
 As partículas são fornecidas pelos fabricantes na forma de pó ou em 
suspensão (concentrada) em líquido. Para a aplicação, devem ser 
preparadas adequadamente, segundo norma específica (são diluídas 
em líquido, que pode ser água, querosene ou óleo leve). 
NOTAS 
APLICANDO A PARTÍCULA VIA ÚMIDA 
É SIMPLES: 
 
 Pode ser feita por meio de chuveiros de baixa 
pressão; 
 
 
 Borrifadores manuais ou simplesmente 
derramando a mistura sobre as peças; 
 
NOTA: Para melhor visualizar, podemos aplicar 
um contraste que é uma tinta branca em spray; 
 
 
TÉCNICAS DE ENSAIO – 
INSPECIONANDO A PEÇA 
 Observa-se e avalia-se as indicações visuais; 
 
 Registra-se os resultados; 
 
 Efetue a limpeza da peça 
TÉCNICAS DE ENSAIO – 
DESMAGNETIZAÇÃO DA PEÇA 
LEMBRE-SE: 
 
 A desmagnetização é feita em materiais que retêm parte 
do magnetismo, depois que se interrompe a força 
magnetizante; 
 
 A desmagnetização evita problemas como: 
 
1. Interferência na Usinagem  Peças com 
magnetismo residual, ao serem usinadas, vão 
magnetizar as ferramentas de corte e os cavacos. 
Cavacos grudados na ferramenta contribuirão para a 
perda de seu corte. 
 
2. Interferência na Soldagem Há o desvio do arco 
elétrico, devido à magnetização residual, o que 
prejudica a qualidade do cordão de solda. Esse 
fenômeno é conhecido como sopro magnético. 
 
3. Interferência em Instrumentos O magnetismo 
residual da peça irá afetar instrumentos de 
medição, quando colocados num mesmo conjunto. 
 
NOTAS 
 Não é necessário promover a desmagnetização quando os materiais 
e a peça: 
 
1. Possuir baixa retentividade magnética; 
 
2. Forem submetidos a tratamento térmico; 
 
3. Tiverem de ser novamente magnetizado; 
 
 
 
 
MAS... COMO EU POSSO DESMAGNETIZAR??? 
DESMAGNETIZADO A 
PEÇA 
 Para a desmagnetização das peças, devemos 
submetê-las a um campo magnético pulsante 
(invertendo seu sentido) de intensidade 
superior ao campo magnetizante, reduzindo-
o a zero gradualmente. 
 
 Isto é conseguido, por exemplo, com a peça 
passando através de uma bobina; ou com a 
peça parada dentro da bobina, reduzindo-se 
gradualmente o campo magnético. 
 
 
Você percebeu que há várias opções para realizar o 
ensaio por partículas magnéticas. Cabe ao técnico 
escolher a forma que melhor se adapte às características 
da peça.