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AV1 - ENSAIOS MECÂNICOS - ESTÁCIO 40% - Trabalho Elaborar e responder 40 questões: 10 questões de Líquidos Penetrantes 10 questões de Partículas Magnéticas 10 questões de Ultrassom 10 questões de Radiografia Industrial OBS: Entre as 10 questões de cada tema, pelo menos 5 devem ser discursivas. Professor: Alberto Rocha Aluno: Matheus Magalhães Mavignier Matrícula: 201908194693 LÍQUIDOS PENETRANTES 01. Em geral, em que consiste o método do ensaio por Líquido Penetrante? - O método consiste em fazer penetrar na abertura da descontinuidade um líquido. Após a remoção do excesso de líquido da superfície, faz-se sair da descontinuidade o líquido retido através de um revelador. A imagem da descontinuidade fica então desenhada sobre a superfície. 02. Cite 3 vantagens e 3 limitações do Ensaio por Líquido Penetrante. - Vantagens: o método é bastante simples; não há limitações para o tamanho e forma das peças a ensaiar, nem o tipo de material; e, revela descontinuidades (trincas) extremamente finas. - Limitações: só detecta descontinuidade abertas para a superfície; a superfície do material não pode ser porosa ou absorvente; e, a aplicação do penetrante deve ser feita numa determinada faixa de temperatura, permitida ou recomendada pelo fabricante dos produtos. 03. Qual a diferença entre descontinuidade e defeito? - O defeito é uma descontinuidade que pode comprometer o serviço ou performance da peça, enquanto que descontinuidade é uma falha na estrutura da peça que pode ou não comprometer a peça. 04. O nome “penetrante” vem da propriedade essencial que este produto deve ter, ou seja, sua habilidade de penetrar em aberturas finas. Um produto penetrante deve ser fabricado com boas propriedades. Qual dos seguintes pontos não deve ser encontrado em um bom penetrante? a) não ser facilmente inflamável; b) ter habilidade em espalhar-se nas superfícies, formando camadas finas; c) evaporar ou secar rapidamente; d) não reagir com a sua embalagem nem com o material a ser testado; e) ser estável quando estocado ou em uso; 05. Cite 4 problemas de deficiência de técnicas de ensaio por Líquidos Penetrantes. - Preparação inicial inadequada da peça; - Limpeza inicial inadequada; - Cobertura incompleta da peça com penetrante; - Remoção de excesso inadequada, causando mascaramento dos resultados; - Escorrimento do revelador; - Camada não uniforme do revelador; - Revelador não devidamente agitado; - Cobertura incompleta de revelador; 06. A aplicação do método de inspeção por líquidos penetrantes deve sempre ser feita através de um procedimento previamente elaborado e aprovado, contendo todos os parâmetros essenciais do ensaio baseado na norma ou especificação aplicável ao produto a ser inspecionado. Qual seria a melhor ordem para as informações técnicas a seguir: I- Aplicação do Revelador; e Tempo de Avaliação das indicações. II- Aplicação do penetrante conforme a instruções do procedimento; e Tempo de penetração, conforme requerido no procedimento. III- Laudo final e registro; e Limpeza final se requerido. IV- Preparação inicial da Superfície conforme o procedimento; e Tempo para secagem dos produtos de limpeza. V- Remoção do excesso de penetrante, conforme instruções; e Tempo para secagem dos produtos de limpeza. a) IV, II, V, I, III; b) I, III, IV, V, II; c) III, II, V, I, IV; d) II, IV, I, III, V; 07. Ensaios de peças críticas devem ter seu resultado, além dos dados do teste registrados em relatório, a fim de que haja um rastreabilidade. Este registro deve ser executado durante o ensaio ou imediatamente após concluído o mesmo. Os seguintes itens são recomendáveis conter em um relatório, exceto? a) descrição da peça, desenho posição, etc. e estágio de fabricação; b) variáveis do teste; marca dos produtos, número do lote, temperatura de aplicação, tempo de penetração e avaliação; c) a facultatividade da assinatura do inspetor responsável e data e hora do ensaio; d) resultados do ensaio; e) laudo / disposição. 08. Cite 4 dos principais defeitos que podem aparecer nos produtos derivados do processo de fabricação por fundição. - Trincas de solidificação (rechupes); - Micro rechupes; - Porosidade; - Gota fria; - Inclusão de areia na superfície; - Bolhas de gás. 09. Marque a afirmativa incorreta a respeito dos Critérios de aceitação nos Ensaios por Líquidos Penetrantes. a) uma indicação linear é aquela tendo um comprimento maior que três vezes a largura; b) qualquer indicação questionável ou duvidosa, deve ser reinspecionada para determinar se indicação relevantes estão ou não presentes; c) somente indicação com dimensões menores que 1,5mm devem ser consideradas como relevantes; d) uma indicação arredondada é aquela na forma circular ou elíptica com comprimento igual ou menor que três vezes a largura. 10. Em relação aos ensaios por Líquidos Penetrantes, o tempo de penetração requerido no procedimento é recomendado em geral um mínimo de tempo de: a) 2 minutos; b) 5 minutos; c) 10 minutos; d) 15 minutos; PATÍCULAS MAGNÉTICAS 01. Em geral, em que consiste o processo do ensaio por partículas magnéticas? - O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético. Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja, a fala de continuidade das propriedades magnéticas do material, causarão um campo de fuga do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferromagnéticas, ocorrerá a aglomeração destas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles atraídas devido ao surgimento de polos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da extensão da descontinuidade. 02. O Ensaio por partículas magnéticas é utilizado para localização de quais tipos de descontinuidades? I - Superficiais; II – Sub-superficiais; III – Internas; IV – Qualquer tipo. a) I e III b) IV c) I e II d) II e III 03. A permeabilidade magnética é definida como sendo a facilidade com que um material pode ser magnetizado. De acordo com a permeabilidade magnética marque a afirmativa incorreta? a) Diamagnéticos são materiais que são levemente repelidos por um ímã. b) Ferro, Cobalto e quase todos os tipos de aço são materiais Ferromagnéticos. c) A permeabilidade magnética dos materiais sempre será constante. d) Materiais Paramagnéticos não são recomendados para inspeção por partículas magnéticas. 04. Cite três vantagens da técnica de Magnetização Multidirecional no ensaio por Partículas Magnéticas. - Na inspeção de componentes seriados onde se reduz substancialmente o tempo de inspeção; - Economia de partículas magnéticas; - Cada peça ou componente é manuseado apenas uma vez; - Menor possibilidade de erros por parte do inspetor, uma vez que, observa-se ao mesmo tempo, tanto as descontinuidades longitudinais quanto as transversais. - Rapidez no ensaio por partículas magnéticas; - Grande produtividade. 05. Cite 3 tipos de Corrente Elétrica utilizada na magnetização nos ensaios por Partículas Magnéticas e suas aplicabilidades. - Corrente Contínua (CC): na prática não é aplicável em processos industriais; - Corrente Alternada (AC): detecção de descontinuidades superficiais, por ter pouca penetração e linhas de forças concentradas na superfície; - Corrente Alternada Retificada de meia onda: detecção de descontinuidades sub-superficiais (6 a 10mm de profundidade); - Corrente Alternada Retificada de Onda Completa: detecção de descontinuidades sub-superficiais (até 12mm de profundidade); - Corrente trifásica: pode ser utilizada na forma retificada de meia onda ou de onda completa. 06. Cite 3 tipos de Técnicas de Magnetização por passagem de corrente elétrica pela peça nos Ensaios por Partículas Magnéticas e os campos magnéticoscriados em cada uma. - Técnica dos Eletrodos, o campo magnético criado é circular; - Técnica de Contato Direto, o campo magnético criado é circular; - Técnica da Bobina, o campo magnético criado é longitudinal; - Técnica do Ioque ou Yoke, o campo magnético criado é paralelo a linha imaginária que une as duas pernas do Yoke; - Técnica do Condutor Central, o campo criado é circular. 07. Qual a necessidade da desmagnetização da peça após um ensaio por Partículas Magnéticas? O magnetismo residual ou remanescente poderá criar problemas como: - A interferência nos processos de Usinagem; - A interferência nos processos de Soldagem; - A interferência com instrumentos de Medição. 08. O ensaio por Partículas magnéticas, começa pela limpeza e/ou preparação da superfície. O método de preparação da superfície depende do tipo de peça, tamanho e quantidade. Qual das opções não é método de limpeza? a) Solvente e panos umedecidos em solventes ou secos; b) Esmerilhamento; c) Vapor Desengraxante; d) Jato de água ou granalha; e) Escova de aço. 09. Em geral as normas e códigos estabelecem que os equipamentos de magnetização devem ser calibrados de forma periódica de acordo com alguns critérios. Marque a opção correta: I- Tolerância: A medida realizada não deve variar mais do que + 15% do fundo da escala, relativa ao valor real da corrente. II- Frequência: Os equipamentos contendo amperímetro devem ser calibrados no mínimo uma vez ao ano, ou quando ocorrer reparos elétricos ou danos. III- Procedimento: Os amperímetros podem ser verificados por comparação com um padrão rastreável a outro reconhecido. Leituras comparativas podem ser feitas no mínimo em três níveis de saída de corrente dentro da faixa usual. a) as afirmativas I e III estão corretas; b) as afirmativas II e III estão corretas; c) todas as afirmativas estão corretas; d) todas afirmativas estão incorretas. 10. A segurança no manuseio das partículas magnéticas, secas ou úmidas, óleo, condicionadores, solventes, devem ser descritos pelos fabricantes destes produtos, no entanto devemos chamar a atenção para algumas características ligadas à segurança no manuseio. Marque a alternativa incorreta. a) Riscos à eletricidade – os equipamentos de magnetização devem sofrer manutenção periódica no sentido de prevenir quanto ao risco de choques elétricos, e ainda abertura de arcos e ignição; b) Luz Ultravioleta - é recomendado uma intensidade de luz negra sobre a superfície da peça de 1000 μW/cm², e este deve também ser o limite máximo para exposição da pele e olhos; c) Adaptação ao ambiente escurecido – o inspetor que realizará inspeção por partículas usadas partículas fluorescentes, devem aguar no mínimo 30 segundos após de ter entrado numa área escurecida para que seus olhos se adaptem ao baixo nível de iluminação antes de inicias o ensaio; d) Inflamabilidade – o ponto de fulgor dos produtos envolvidos no ensaio devem ser objetos de testes pelos fabricantes destes, para prevenir a combustão de produtos na área de inspeção; e) Risco de inalação – Precauções contra inalação dos produtos, principalmente aqueles que serão pulverizados, ou ainda proteção para pele e exposição dos olhos. Estas instruções devem ser relatadas pelos fabricantes destes produtos. ULTRA SOM 01. Em geral, descreva o processo do Ensaio por 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. 02. Cite 3 vantagens do método ultrassônico em relação a outros ensaios mecânicos não destrutivos. O método ultrassônico possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas descontinuidades internas, 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. 03. Cite 3 limitações do método ultrassônico em relação a outros ensaios mecânicos não destrutivos. Requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor. O registro permanente do teste 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. 04. O teste ultrassônico de materiais é feito com o uso de ondas mecânicas ou acústicas colocadas no meio em inspeção, ao contrário da técnica radiográfica, que usa ondas eletromagnéticas. Qualquer onda mecânica é composta de oscilações de partículas discretas no meio em que se propaga. Assim, a respeito da classificação das ondas acústicas, assinale a opção correta: I- Ondas longitudinais (Ondas de compressão): são ondas cujas partículas oscilam na direção de propagação da onda, podendo ser transmitidas a sólidos, líquidos e gases. II- Ondas transversais (ou ondas de cisalhamento): uma onda transversal é definida, quando as partículas do meio vibram na direção perpendicular ao de propagação. Neste caso, observamos que os planos de partículas, mantém-se na mesma distância um do outro, movendo-se apenas verticalmente. III- Ondas superficiais ou Ondas de Rayleigh: são assim chamadas, pelas características de se propagar na superfície dos sólidos. Devido ao complexo movimento oscilatório das partículas da superfície, a velocidade de propagação da onda superficial entre duas fases diferentes é de aproximadamente 10% inferior que a de uma onda transversal. a) somente as afirmativas I e II estão corretas; b) somente a afirmativa II está correta; c) todas as afirmativas estão corretas; d) todas as afirmativas estão incorretas. 05. Os ensaios mecânicos não destrutíveis por ultrassom, em razão da existência do campo próximo, do campo distante, e do fenômeno da divergência, na literatura o campo sônico têm a forma geral visualizada conforme o desenho abaixo. Com isso, assinale a opção correta: I- Campo sônico de um transdutor, representado pela região (1) onde pequenas descontinuidades são fáceis de serem detectadas (campo próximo); II- A região (2) descontinuidades maiores podem ser detectadas; III- Na região (3) onde qualquer descontinuidade compatível com o comprimento de onda pode ser detectada. a) os itens I e III estão corretos; b) os itens II e III estão corretos; c) somente o item III está correto; d) todos os itens estão incorretos. 06. Explique como é obtido o fenômeno Piezelétrico. Tal fenômenoé obtido aplicando-se eletrodos no cristal piezelétrico com tensão elétrica alternada da ordem de centenas de Volts, de maneira que o mesmo se contrai e se estende ciclicamente. Se tentarmos impedir esse movimento a placa transmite esforços de compressão as zonas adjacentes, emitindo uma onda longitudinal, cuja forma depende da frequência de excitação e das dimensões do cristal. 07. A respeito do uso de um Transdutor Phased Array, cite 3 vantagens deste em relação aos outros nos ensaios por ultrassom. As vantagens principais dos transdutores Phased Array são: Variedade de pontos focais para um mesmo transdutor; Variedade de ângulos de incidência para um mesmo transdutor; Varredura do material de forma eletrônica do feixe sônico; Variedade dos modos de inspeção; Maior flexibilidade para inspeção de juntas complexas. 08. A respeito das Técnicas de Inspeção por ultrassom, assinale a opção incorreta: a) Na Técnica de Impulso-Eco ou Pulso-Eco somente um transdutor é responsável por emitir e receber as ondas ultrassônicas que se propagam no material; b) Na Técnica de Transparência é utilizado dois transdutores separados, um transmitindo e outro recebendo as ondas ultrassônicas; c) Na Técnica de Transparência pode se determinar a posição da descontinuidade, sua extensão, ou localização na peça; d) Na Técnica de Imersão é empregado um transdutor de imersão à prova d'água, preso a um dispositivo. 09. A respeito dos Aparelhos Medidores de Espessura por ultrassom, assinale a opção incorreta: a) são aparelhos simples que medem o tempo do percurso sônico no interior do material, através da espessura, registrando no display o espaço percorrido, ou seja, a própria espessura; b) são aparelhos bastante úteis para medição de espessuras de chapas, tubos, taxas de corrosão em equipamentos industriais; c) o instrumento deve ser ajustado para a faixa de espessura a ser medida usando o bloco padrão graduado e calibrado; d) o cristal no transdutor suporta altas temperaturas. 10. Referente aos cuidados com a calibração nos ensaios por ultrassom, quando o operador deverá proceder uma recalibração dos instrumentos e acessórios? Houver trocas de transdutores no decorrer de inspeção O aparelho for desligado Transcorrer 90 minutos com o aparelho ligado Houver troca de operadores RADIOLOGIA INDUSTRIAL 01. Descreva genericamente o Método da Radiologia Industrial nos ensaios mecânicos não destrutíveis. Baseia-se na absorção diferenciada da radiação penetrante pela peça que está sendo inspecionada. Devido às diferenças na densidade e variações na espessura do material, ou mesmo diferenças nas características de absorção causadas por variações na composição do material, diferentes regiões de uma peça absorverão quantidades diferentes da radiação penetrante. Essa absorção diferenciada da radiação poderá ser detectada através de um filme, ou através de um tubo de imagem ou mesmo medida por detectores eletrônicos de radiação. Essa variação na quantidade de radiação absorvida, detectada através de um meio, irá nos indicar, entre outras coisas, a existência de uma falha interna ou defeito no material. 02. Descreva genericamente a Aplicabilidade da Radiologia Industrial nos ensaios mecânicos não destrutíveis. A radiografia industrial é então usada para detectar variação de uma região de um determinado material que apresenta uma diferença em espessura ou densidade comparada com uma região vizinha, em outras palavras, a radiografia é um método capaz de detectar com boas sensibilidade defeitos volumétricos. 03. Cite e comente sobre os 3 diferentes tipos de radiações usadas nos ensaios por Radiologia industrial. Radiação por Partículas Alfas: são constituídas de dois nêutrons e dois prótons, caracterizando um núcleo atômico de Hélio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem pouca penetração e são facilmente absorvidas por poucos centímetros de ar. Radiação por Partículas Beta: são constituídas por elétrons, que possuem velocidade próximas da luz, com carga elétrica negativa. Possuem um poder de penetração bastante superior às radiações Alfa, podendo ser absorvidas por alguns centímetros de acrílico ou plásticos, na sua grande maioria. Radiação por Partículas Gama: são de natureza ondulatória, ao contrário das demais que tem características corpusculares. Devido a isto, adquire m alto poder de penetração nos materiais. 04. Descreva como é produzido as Radiações X para o uso industrial em ensaios mecânicos. São gerados numa ampola de vidro, denominada tubo de Cooldge, que possui duas partes distintas: o ânodo e o cátodo. Estes dois são submetidos a uma tensão elétrica da ordem de milhares de Volts. O ânodo é constituído de uma pequena parte fabricada em tungstênio, também denominado de alvo, e o cátodo de um pequeno filamento, tal qual uma lâmpada incandescente, por onde passa uma corrente elétrica da ordem de miliamperes. Quando o tubo é ligado, a corrente elétrica do filamento, se aquece e passa a emitir espontaneamente elétrons que são atraídos e acelerados em direção ao alvo. Nesta interação, dos elétrons com os átomos de tungstênio, ocorre a desaceleração repentina dos elétrons, transformando a energia cinética adquirida em Raios X. Outros fenômenos de interação dos elétrons acelerados com as camadas eletrônicas dos átomos de tungstênio, também são responsáveis pela emissão dos Raios X. 05. Explique a produção artificial de isótopos radioativos através de reações nucleares de ativação. O fenômeno de ativação ocorre quando elementos naturais são colocados junto ao núcleo de um reator e, portanto, irradiados por nêutrons térmicos, que atingem o núcleo do átomo, penetrando nele. Isto cria uma quebra de equilíbrio energético no núcleo, e ao mesmo tempo muda sua massa atômica, caracterizando assim o isótopo. O estabelecimento de energia na forma de Raio gama. 06. Por que e quais cuidados são necessários na segurança no uso de Equipamentos de Raios Gamas? As fontes usadas em gamagrafia emitem radiação constantemente, sendo necessário um equipamento que forneça uma blindagem contra as radiações emitidas da fonte quando a mesma não está sendo usada. Para este fim é utilizado um equipamento denominado de Irradiador. 07. Classifique os tipos Filmes industriais. Tipo 1 – Características: granulação ultrafina, alto contraste e qualidade. Deve ser usado em ensaios de metais leves ou pesados, ou seções espessas, com radiação de alta energia. Tipo 2 – Características: filme com granulação muito fina e com alta velocidade e alto contraste quando utilizado em conjunto com telas intensificadoras de chumbo. Tipo 3 – Características: filme de granulação fina, com alto contraste e velocidade. É o filme mais utilizado na indústria em razão do atendimento em qualidade e maior produtividade. Tipo 4 – Características: filme de granulação média, pouco utilizado na indústria. 08. A radioscopia é usada principalmente no exame de pequenas peças com espessuras baixa. Sua grande vantagem reside na rapidez do ensaio e do seu baixo custo. Em contrapartida apresenta limitações importantes, cite- as. - Não é possível se inspecionar peças de grande espessura ou de alto número atômico, pois nesse caso a intensidade dos raios X não seria suficientemente alta para produzir uma imagem clara sobre a tela fluorescente. - Devido às características próprias das telas fluorescentes e à baixa distância foco-tela usada, a qualidade de imagem na fluoroscópia não é tão boa quanto a da radiografia. - A radioscopia com imagem visualizada diretamente na tela fluorescente, não permite a localização precisa na peça das áreas que contém descontinuidades inaceitáveis. 09. Descreva a técnicade Tomografia industrial. Nesta técnica, a peça é exposta a um feixe estreito de Raios X giratório que atravessa a peça em vários planos, projetanto sua imagem processada por computador num monitor. Este processo é feito por um complexo sistema que permite visualizar a imagem de uma peça em 3D e permite separar por planos ou camadas a peça. A Tomografia industrial é um ensaio muito pouco aplicado na indústria em razão do alto custo como também das aplicações restritas a peças pequenas. 10. Cite 2 vantagens da Radiografia Digital. - As placas de captura da imagem digital permitem uma ampla utilização em variadas condições de exposição, possibilitando reutilização imediata caso ocorrer erros na exposição, evitando assim perdas de material e tempo para o ensaio. - A grande latitude de exposição das placas de captura digital permitem a visualização da imagem radiográfica com somente uma pequena exposição à radiação o que permite melhorar a proteção radiológica da instalação, otimizando a segurança. - As placas de captura possuem longa durabilidade e de boa proteção mecânica, podendo operar em temperaturas de 10 a 35 ºC, pesando 8kg. - Os programas de computador para análise da imagem digital são versáteis, permitindo ampliações localizadas da imagem propiciando maior segurança do laudo radiográfico.
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