TREINAMENTO BÁSICO DE ULTRASSOM

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TREINAMENTO BÁSICO PARA 
RECICLAGEM DE ULTRASSOM 
CONVENCIONAL 
Frederico Luzia – Téc. Especializado de Preditiva – Vale - São Luis - MA
Conteúdo Programático
• O que é Ultrassom industrial?
• Vantagens e desvantagens do Ultrassom.
• Aferição de Linearidade Vertical e horizontal.
• Aferição de resolução dos transdutores.
• Calibração dos transdutores.
• Calibração de escalas para transdutores Angulares, Normal Mono 
Cristal e Duplo Cristal.
O QUE É ULTRASSOM INDUSTRIAL?
O ensaio por ultrassom é um método não destrutivo, no qual um feixe sônico de alta frequência é introduzido 
no material a ser inspecionado com o objetivo de detectar descontinuidades internas e superficiais. O som 
que percorre o material é refletido pelas interfaces e é detectado e analisado para determinar a presença e 
localização de descontinuidades.
A energia sônica refletida pelas interfaces depende essencialmente do estado físico da matéria que está do 
lado oposto da interface e em menor grau das propriedades específicas da matéria.
Por exemplo, as ondas sônicas são quase totalmente refletidas em interfaces metal-gás. Reflexões parciais 
ocorrem em interfaces metal-líquido e metal-sólido, sendo o percentual de energia dependente de
certas propriedades físicas dos materiais que compõem a interface.
Trincas, laminações, rechupes, poros, falta de fusão e outras descontinuidades que atuam como interfaces 
metal-gás podem ser facilmente detectadas por ultrassom. Inclusões e outras descontinuidades podem 
também ser detectadas pela reflexão parcial ou espalhamento do feixe sônico, ou até mesmo pela produção 
de outros efeitos detectáveis.
A maioria dos aparelhos para o ensaio por ultrassom detectam descontinuidades através da monitoração das 
reflexões sônicas transmitidas ao material através de um cabeçote acoplado à peça. O aparelho geralmente dispõe 
de um visor que possibilita determinar a intensidade da energia refletida e a localização das interfaces. Pela
análise destas reflexões o inspetor consegue determinar a existência ou não de descontinuidades no material.
O ensaio por ultrassom é um dos ensaios não destrutivas mais importantes. Sua aplicação principal na inspeção 
de materiais é na detecção e avaliação de descontinuidades internas. O ensaio é utilizado também na detecção de 
descontinuidades superficiais, medição de espessuras e avaliação de corrosão e, menos frequentemente, para
determinar propriedades físicas, estrutura, tamanho de grão e constantes elásticas de materiais.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA 
INSPEÇÃO POR ULTRASSOM
Quando comparado aos outros ensaios não destrutivos, o ensaio por ultrassom apresenta as seguintes 
VANTAGENS principais:
 grande poder de penetração, o qual permite a detecção de descontinuidades em grandes profundidades. 
O ensaio ultrassônico é feito rotineiramente em espessuras de centenas de milímetros em diversos tipos 
de peças e podem-se inspecionar eixos forjados com comprimentos em torno de cinco metros;
 alta sensibilidade, permitindo a detecção de descontinuidades na ordem de 0,5 mm ou menores;
 precisão maior que os outros ensaios não destrutivos na determinação da posição de descontinuidades 
internas, estimando o seu tamanho e caracterizando sua orientação, forma e natureza; - somente é 
necessário o acesso a uma superfície;
 o equipamento opera eletronicamente, fornecendo indicação instantânea das descontinuidades. Isto 
possibilita a interpretação imediata, automação, rápida varredura, monitoração on line da produção e 
controle de processo. Em muitos sistemas pode ser obtido um registro permanente para análise futura;
 varredura volumétrica da peça, possibilitando a inspeção desde uma superfície até a superfície oposta;
 não gera efeitos prejudiciais ao operador ou a pessoas próximas, nem aos materiais e equipamentos;
 portabilidade.
As DESVANTAGENS do ultrassom, quando comparado com os outros ensaios não destrutivos, são:
 o método manual de inspeção requer grande atenção e pessoal qualificado para execução e avaliação dos 
resultados;
 peças com forma irregular, com superfície rugosa, muito pequenas ou finas, ou sem homogeneidade são 
difíceis de inspecionar;
 descontinuidades muito próximas da superfície podem não ser detectadas;
 é necessário o uso de acoplante para a transmissão das ondas ultrassônicas entre o cabeçote e a peça a ser 
inspecionada;
 é necessário o uso de blocos padrões e de referência para a calibração do aparelho e para a caracterização 
das descontinuidades.
AFERIÇÃO DA LINEARIDADE VERTICAL OU CONTROLE 
DE GANHO.
Esta aferição verifica ao mesmo tempo duas características que afetam a linearidade vertical do aparelho, ou 
seja, a linearidade do amplificador e a linearidade do controle de ganho. Pode ser utilizado qualquer bloco 
(padrão ou referência) para a aferição e de preferência o cabeçote que será utilizado na inspeção posterior.
Passo a passo da aferição:
 Utilizar transdutor mono cristal de 24mm, 
20mm ou 10mm;
 Ajustar a velocidade do material. Aço carbono, 
onda longitudinal 5920m/s;
 Escolher a opção para transdutores simples no 
menu;
 Utilizando o bloco Nº1, posicionar o transdutor 
conforme figura 01 e obter o eco de fundo:
 Ajustar o eco a 100% da tela (obs.: se o valor do ganho for inferior a 18dB, utilizar os próximos ecos até que 
um deles atinja 18dB);
 Anotar a escala, a velocidade, o bloco e o transdutor utilizados na tabela 01;
 Diminuir o ganho em 6dB;
 Verificar o percentual do eco e anotar conforme tabela 01 na coluna “Amplitude (%)”;
 Repetir os dois passos anteriores até atingir 12,5% da tela;
 Analisar os resultados e preencher a coluna “Resultados”.
Referências e resultados
Transdutor: Mono cristal 20mm Escala: 200mm
Bloco: Nº1 Velocidade: 5920m/s
Queda dos dB’s Amplitude (%) Tolerância (%) Resultados
100% - 6dB (± 6%) 50% 44% à 56% ( )Aprovado ( )Reprovado
100% - 12dB (± 3%) 25% 22% à 28% ( )Aprovado ( )Reprovado
100% - 18 dB (± 1,5%) 12,5% 11% à 14% ( )Aprovado ( )Reprovado
Observações:
Essa aferição deverá ser feita diariamente;
Para realizar a verificação do Linearidade vertical devemos ter um 
ganho ≥ 18dB’s e o eco a 80% da tela;
Um eco é o suficiente para realizar a aferição;
Utilizar a espessura de 100mm do Bloco N1 ou V1, atentando com 
possível reflexões de entalhes ou furos.
Esta aferição é realizada utilizando-se o bloco padrão N1/VI ou N2/V2 e um cabeçote normal. A linearidade 
deve ser avaliada em uma extensão da escala pelo menos igual à que será utilizada posteriormente na 
inspeção, lembrando-se que 91 mm em ondas longitudinais (transdutor normal) é equivalente a 50 mm em 
ondas transversais (Transdutor angular).
AFERIÇÃO DA LINEARIDADE HORIZONTAL
Passo a passo da aferição:
 Utilizar o transdutor mono cristal 20mm 
ou 10mm;
 Ajustar a velocidade do material para 
5920m/s;
 Escolher a opção para cabeçote simples 
no menu do aparelho;
 Utilizando o bloco Nº1, posicionar o 
transdutor conforme figura 02 e obter o 
eco de fundo:
 Ajustar o valor do “Probe Delay” ou “Atraso” para zero;
 Ajustar os valores do ângulo e “X-Value” ou “valor de X” para zero;
 Ajustar o “range” (escala) para 100mm;
 Anotar na tabela 02 a escala, a velocidade, o bloco e o transdutor utilizado;
 Posicionar o “gate” sobre o primeiro eco;
 Ajustar o valor do “Probe Delay” ou “Atraso” até o valor da profundidade ser igual a 25mm;
 Anotar na tabela 02, coluna “Valor (mm)” o valor do 1º eco;
 Posicionar o “gate” sobre o 2º eco e anotar o valor na coluna “Valor (mm)” correspondente ao 2º eco;
 Repetir o passo anterior para o 3º e 4º eco;
 Calcular a tolerância (+-2% da escala) e completar a coluna “Tolerância (mm)”;
 Analisar os resultados e preencher a coluna “Laudo”.
Transdutor: Mono cristal 10mm Escala: 100mm
Bloco: Nº1 Velocidade: 5920m/s
Posição dos Ecos Valor (mm) Tolerância (mm) Laudo
1º eco 25 23 à 27 ( )Aprovado ( )Reprovado
2º eco 50 48 à 52 ( )Aprovado ( )Reprovado
3º eco 75 73 à 77 ( )Aprovado ()Reprovado
4º eco 100 98 à 102 ( )Aprovado ( )Reprovado
Nota: Tolerância ±2% da escala.
Observações:
Essa aferição deverá ser feita semanalmente;
Para realizar a verificação do Linearidade horizontal devemos ter 
10 ecos na tela;
Utilizar espessuras de até 25 mm de qualquer bloco de referencia 
ou calibração. Ex: N1/V1, N2/V2, ASME ou Escalonado. 
AFERIÇÃO DA RESOLUÇÃO DOS 
TRANSDUTORES
Transdutores Normal (0°) mono e duplo cristal
Na aferição da resolução dos transdutores, verifica-se a separação dos sinais na tela quando se 
detectam duas ou mais descontinuidades próximas uma das outras.
Passo a passo da aferição:
 Ajustar a velocidade do material para 5920m/s;
 Escolher a opção para cabeçote simples no menu do aparelho;
 Ajustar o “Range” (escala) para 200mm;
 Posicionar o cabeçote no bloco Nº1 conforme figura 03, de forma a se obter três ecos 
provenientes das superfícies refletoras;
 Os ecos deverão ter aproximadamente a mesma amplitude (altura na tela);
Nota¹: O cabeçote apresenta boa 
resolução se os ecos das espessuras 
100mm, 91mm e 85mm apresentarem 
separação entre si menor ou igual a 
metade da altura total.
Nota²: Caso não corresponda ao 
mencionado acima, o cabeçote 
apresenta resolução ruim e deverá ser 
substituído.
Nota³: Caso não seja possível obter os 3 
ecos na mesma altura, utilizar dois ecos, 
seguindo os mesmos critérios de 
aceitação
Nota⁴: Posicionar o transdutor emitindo 
o som transversalmente ao bloco.
Passo a passo da aferição:
 Ajustar a velocidade do material para 3230 m/s;
 Escolher a opção para cabeçote simples no menu do aparelho;
 Ajustar o “Range” (escala) para 100mm;
 Verificar na tabela abaixo o degrau recomendado de acordo com a frequência do cabeçote;
Transdutores Angulares
Frequência do Cabeçote Degrau Recomendado
4 MHz 2 mm
2,25 MHz 3 mm
2 MHz 4 mm
 Posicionar o cabeçote no bloco “bolo de noiva” conforme figura 04, de forma à se obter dois ecos 
provenientes das superfícies refletoras;
 Os ecos deverão ter aproximadamente a mesma amplitude (altura na tela);
Nota¹: O cabeçote apresenta boa resolução se os ecos apresentarem separação entre si menor ou igual à 
metade da altura total.
Nota²: Caso não corresponda ao mencionado anteriormente, o cabeçote apresenta resolução ruim e deverá 
ser substituído.
CALIBRAÇÃO DE TRANSDUTORES
TRANSDUTORES ANGULARES
Os transdutores angulares são utilizados geralmente para inspeção de solda, em eixos, nas regiões das arestas e 
quando indicado nos procedimentos aprovados por N3 de Ultrassom para aplicações em chapas e etc.
Antes de iniciar a inspeção os transdutores angulares devem ser escolhidos de acordo com o procedimento, 
levando em consideração o tipo de material, espessura, geometria da peça a ser ensaiada. 
Após escolha do transdutor, definido, ângulo, frequência e dimensão, deve-se iniciar o processo de calibração.
Verificação da localização da saída do feixe sônico (Índex)
Esta aferição é aplicável exclusivamente aos cabeçotes angulares. O ponto de saída do feixe sônico deve ser 
verificado no bloco padrão N1/V1, utilizando-se o raio de 100 mm.
Os cabeçotes, mesmo novos, devem ser aferidos. As marcações de fábrica nem sempre têm a precisão 
necessária, e a marcação do ponto de saída do feixe sônico, no cabeçote é de fundamental importância
para a verificação do ângulo real do cabeçote e localização de descontinuidades,
 Ajustar a velocidade do material para 3230 m/s;
 Ajustar o “Range” (escala) para 200mm;
 Escolher a opção para cabeçote simples no menu do aparelho;
 Utilizando o bloco Nº1, posicionar o cabeçote conforme figura 05;
 Obter o maior pico (eco) e ajustar o ganho para se obter 80% da tela;
 Anotar o valor de “X-value” em milímetros da escala do cabeçote que coincide com a marcação do centro 
do raio de 100mm do bloco Nº1, como demonstrado na figura 06:
 Inserir o valor encontrado no menu correspondente no aparelho;
 Ajustar “T-Value ou espessura” para 300mm;
 Salvar na memória do aparelho.
X-Value: indicar o valor 
do Índex no aparelho.
T-Value: indicar o valor 
da espessura a ser 
ensaiada no aparelho.
Verificação do ângulo real do transdutor
O ângulo real do cabeçote pode ser verificado em diversos blocos padrões. Existem blocos (exemplo: Bloco 
N1/V1) que têm furos transversais, de pequeno diâmetro, localizados em diferentes profundidades. Para 
executar a aferição nestes blocos é necessário, entretanto, uma cuidadosa medição e plotagem (ou cálculo
trigonométrico) para obter o ângulo real, já que o bloco não possui marcações calibradas em graus para 
auxiliar o inspetor.
Os blocos V1 e V2 são blocos preparados para esta aferição, possuindo marcações em graus que se referem 
à incidência em um determinado refletor (furo de 50 mm de diâmetro no bloco V1 e furo de 5 mm no bloco 
V2). Estas marcações fornecem uma maneira rápida de aferição do ângulo. A interpolação entre as marcas 
pode ser usada, mas a precisão às vezes é insuficiente. E recomendável que apenas o bloco V1 seja utilizado 
para esta aferição, pois o bloco V2, devido às suas pequenas dimensões, não oferece a precisão requerida.
 O cabeçote a ser utilizado neste item deverá antes ter passado pela saída do feixe sônico (Índex);
 Utilizando o bloco N1/V1, posicionar o cabeçote conforme acima para transdutores de 45° e para transdutores 
de 70° e 60°:
 Obter o maior eco e ajustar para 80% da tela;
 Observar o ponto de saída do feixe sônico e a escala de graus do bloco N1/V1, anotar o valor do ângulo 
coincidente;
 Inserir o valor do o ângulo encontrado no menu correspondente no aparelho;
 Salvar na memória do aparelho.
Nota: o ângulo encontrado poderá variar ± 2 graus, caso isso não ocorra o cabeçote deverá ser substituído.
CALIBRAÇÃO DE ESCALAS PARA 
TRANSDUTORES ANGULARES
Calibração utilizando-se o Bloco N1/V1.
A calibração é feita através do raio de 100 mm do bloco V1. Devido ao pequeno entalhe existente na posição 
que corresponde ao centro do raio, obtêm-se ecos múltiplos. A maneira de calibrar a escala
é igual à descrita para cabeçotes normais, exceto que a distância entre os ecos múltiplos sempre é de 100 mm.
 Ajustar a escala de acordo com a espessura do material e o numero de “pulos”, percursos sônicos que 
for trabalhar;
 Posicionar o cabeçote conforme demonstrado na figura abaixo, utilizando o bloco N1/V1;
 Obter o maior eco e ajustar o ganho para 80% da tela;
 Ajustar o valor do “Probe Delay” para zero antes de iniciar os próximos passos;
Passo a passo da escala:
 Posicionar o “gate” sobre o primeiro eco (cuidado para não confundir com o eco de entrada);
 Ajustar o “Probe delay” até o valor do percurso sônico atingir 100mm;
 Posicionar o “gate” sobre o segundo eco;
 Ajustar o valor da velocidade do material (m/s) até o percurso sônico atingir 225mm;
 Repetir os quatros passos anteriores até conseguir a precisão de ± 0,1mm;
 Salvar na memória do aparelho.
Observação
Durante a execução deste procedimento, o cabeçote não poderá ser movimentado após encontrar o maior 
eco.
Calibração utilizando-se o Bloco N2/V2.
O bloco V2 tem dois raios diferentes (25 e 50 mm) e é construído de maneira que obtêm-se ecos provenientes 
destes dois raios. Assim, quando o feixe sônico é dirigido para um dos raios, após a reflexão, parte do feixe é 
transmitido para o cabeçote e o restante reflete na superfície e é direcionado para o outro raio, fornecendo, 
após percorrer a distância necessária para que o som chegue novamente do cabeçote, um novo eco. A 
distância entre um e outro eco sempre corresponde a 75mm, que é o percurso equivalente à soma dos dois 
raios. Como ilustra a figura abaixo.
Por exemplo, para calibrar a escala em 100mm, deve-se posicionar o cabeçote voltado para o raio de 25mm e 
posicionar o primeiro eco em 25% e o segundo eco em 100% da escala horizontal da tela do aparelho .
Passo a passo da escala:
 Posicionar o cabeçote conforme demonstrado na figura anterior, utilizando o 
bloco N2/V2.
 Obter o maioreco e ajustar o ganho para 80% da tela;
 Ajustar o valor do “Probe Delay” para zero antes de iniciar os próximos passos;
 Posicionar o “gate” sobre o primeiro eco (cuidado para não confundir com o eco de 
entrada);
 Ajustar o “Probe Delay” até o valor do percurso sônico atingir 25mm;
 Posicionar o “gate” sobre o segundo eco;
 Ajustar o valor da velocidade do material (m/s) até o percurso sônico atingir 100mm;
 Repetir os quatros passos anteriores até conseguir a precisão desejada.
Observações
Durante a execução deste procedimento, o cabeçote não poderá ser movimentado após 
encontrar o maior eco;
Salvar na memória do aparelho para não perder as configurações.
CALIBRAÇÃO DE ESCALAS PARA 
TRANSDUTORES NORMAL OU 0°, MONO 
OU DUPLO CRISTAL
Transdutores Normal ou 0° mono cristal
Uma das características dos sinais quando se utiliza cabeçote normal em peça com superfícies paralelas é o 
aparecimento de ecos múltiplos. Quando o som retorna ao cabeçote após a reflexão na interface, parte deste 
som é recebido pelo cabeçote e o restante
reflete na interface peça-cabeçote e origina uma nova reflexão com uma distância equivalente a mais uma 
espessura. Isto se repete até a total atenuação, o que em geral corresponde a uma ou mais dezena de
reflexões.
Na calibração da escala horizontal com cabeçote normal aproveitam-se as reflexões múltiplas como referência. 
Por exemplo, posicionando-se o cabeçote normal na espessura de 25 mm do bloco V1 obtém-se uma série de 
reflexões múltiplas.
Sabendo-se que entre uma e outra reflexão corresponde ao percurso de 25 mm, e ajustando-se o primeiro eco 
de fundo no meio da tela e o segundo eco de fundo no final da tela (ajusta-se a posição dos ecos atuando nos 
controles de calibração da escala horizontal e controle de zero do aparelho, o aparelho estará calibrado com 
uma extensão de escala de 50mm. Da mesma forma, se forem utilizados quatro ecos múltiplos ajustados
em 25%,50%, 75% e 100% da tela, obtém-se uma escala de 100 mm. A abaixo mostra alguns exemplos de 
calibração.
Passo a passo da escala:
 Ajustar o valor do “Probe Delay” para zero antes de iniciar os próximos passos;
 Ajustar o “Range” (escala) para 250mm;
 Ajustar a velocidade do material para 5920m/s;
 Escolher a opção para DUPLO DESL no menu do aparelho;
 Ajustar o ângulo para zero;
 Ajustar valor de “Valor X” para zero;
 Ajustar valor de “T-Value ou espessura” para 300 mm;
 Utilizando o bloco N1/V1, posicionar o cabeçote conforme figura abaixo;
 Obter o maior eco e ajustar o ganho para 80% da tela;
 Posicionar o “gate” sobre o primeiro eco (cuidado para não confundir com o eco de entrada);
 Ajustar o “P-delay” até o valor do percurso sônico atingir 100mm;
 Posicionar o “gate” sobre o segundo eco;
 Ajustar o valor da velocidade do material (m/s) até o percurso sônico atingir 200mm;
 Repetir os quatros passos anteriores até conseguir a precisão de ± 0,1mm.
Observações
Se o Bloco N1/V1 conter 1 acrílico, o mesmo corresponde ao dobro da velocidade do aço. Cuidado 
ao realizar a alto calibração nesse local de referência.
Durante a execução deste procedimento, o cabeçote não poderá ser movimentado após encontrar o 
maior eco.
Salvar na memória do aparelho para não perder as configurações.
Transdutores Normal ou 0° duplo cristal
o cabeçote duplo-cristal, por ter dois cristais posicionados com leve inclinação em relação à superfície 
da peça, nem sempre apresenta ecos múltiplos, ou apenas apresenta ecos múltiplos em uma certa faixa 
de espessura. Mesmo quando apresenta ecos múltiplos, a distância entre estes ecos pode não 
corresponder exatamente ao valor da espessura, porque o feixe sônico percorre a peça em um percurso 
não perpendicular à superfície. Como consequência, a utilização destes ecos múltiplos para a calibração 
da escala horizontal é totalmente desaconselhada pelos erros introduzidos.
Para a calibração da escala para cabeçotes duplo-cristal utilizam-se duas espessuras diferentes, sendo 
de preferência a segunda espessura, próxima ao limite máximo da extensão da escala. Por exemplo, 
para calibrar a escala em um valor de 50 mm, devem-se utilizar as espessuras de 25 mm e 50 mm no 
bloco padrão N1/V1 (para 50 mm deve-se acoplar o cabeçote na peça de acrílico embutida no bloco V1 
23 mm no acrílico corresponde a 50 mm no aço). Atuando no controle de calibração da escala e 
controle, de zero do aparelho, posiciona-se, na tela do aparelho, o eco referente a espessura onde esta 
acoplado o cabeçote e repete-se a mesma operação para a outra espessura e correspondente posição
na tela.
Passo a passo da escala: 
 Ajustar o valor do “Probe Delay” para zero;
 Ajustar o valor da escala para 100mm;
 Ajustar o valor da velocidade do material para 5920 m/s;
 Escolher a opção para DUPLO LIG no menu do aparelho;
 Ajustar o ângulo para zero;
 Ajustar valor de “Valor X” para zero;
 Ajustar valor de “T-Value ou espessura” para 300mm;
 Utilizando o bloco Nº1, posicionar o cabeçote conforme figura acima;
 Obter o maior eco; 
 Posicionar o “gate” sobre o primeiro eco; 
 Ajustar o ganho para se obter 80% da tela;
 Ajustar o “Probe delay” até o valor do percurso sônico atingir 25mm;
 Utilizando o bloco N1/V1, posicionar o cabeçote no acrílico conforme abaixo;
 Posicionar o “gate” sobre o eco correspondente;
 Ajustar o valor da velocidade do material (m/s) até o percurso sônico atingir 50mm;
Observações 
Repetir os oitos 
passos anteriores até 
conseguir a precisão 
de 0,1mm.
Salvar a calibração no 
aparelho.