END - Ultrassom

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Ensaios Não Destrutivos Ultrassom
Aline Amélia da Costa
Rafaela Padilha de Sena Silva
Vinicius Woelffel Ferreira 
Curso: Engenharia Aeronáutica 
Professor: Dr. Kássio André Lacerda 
 
O que é?
Ultrassom é um som cujas ondas sonoras possuem frequências acima do limite audível para os seres humanos, ou seja, acima de 20.000 Hz.
 
Ultrassom
Aline
Fonte: Ciências Físico-Quimicas 
Histórico
Aline
“Ensaio de tinido”; e
Grandes nomes relacionados ao desenvolvimento do ultrassom: 
Jean-Daniel Colladon (1826);
Lewis Richardson (1912);
Serguei Sokolov (1929);
Firestone (1941); e
Irmãos Krautkrämer e Karl Deutsch – Aparelhos ultrassônicos.
Fonte: ABENDI (2018)
Ensaio de Ultrassom
Vinicius
O que é?
O ensaio de ultrassom é um método de ensaio não destrutivo baseado em ondas de ultrassom para detecção interna de defeitos em materiais ou para a medição de espessura de paredes e detecção de corrosão.
Fonte: Utimaax 
Ensaio de Ultrassom
Vinicius
Funcionamento:
Consiste na propagação de ondas sonoras de alta frequência através de um material; e
Em um ensaio de ultrassom, uma onda de ultrassom é enviada através do material e, ao entrar em contato com imperfeições e descontinuidades no objeto, essa onda será interrompida e parcialmente refletida. 
Aparelho de Ultrassom
Aline
Cristais Piezoelétricos 
Os cristais piezoelétricos são cristais que, quando sob uma corrente elétrica apresentam uma vibração característica; e 
Esses cristais também funcionam da maneira inversa.
Fonte: Engenheiro de Materiais (2016)
Aparelho de Ultrassom
Rafaela
Transdutores:
 
São dispositivos utilizados na emissão e recepção das ondas sônicas, são adaptados ao aparelho de ultrassom através de cabos coaxiais; 
Mono-Cristal(Normal): Possui o mesmo cristal para emissão e recepção; e 
Duplo-Cristal: Possui cristais diferentes: um para emissão e outro para recepção. 
Fonte: Maxwell
Aparelho de Ultrassom
Rafaela
Transdutores:
 
Transdutor Reto: Inspeção de peças com superfícies paralelas. 
Fonte: Maxwell
Aparelho de Ultrassom
Transdutores:
 
Transdutor Angular: Inspeção de soldas e descontinuidades orientadas perpendicularmente á superfície da peça. 
Rafaela
Fonte: Maxwell
Aparelho de Ultrassom
Diferenças entre os transdutores ultrassônicos:
 
Rafaela
Fonte: Maxwell
Aparelho de Ultrassom
Vinicius
Monitor:
O monitor é o equipamento que mostrará o resultado do nosso ensaio, sendo diretamente ligado aos transdutores através dos cabos coaxiais.
 
Fonte: Intermetro
Aparelho de Ultrassom
Vinicius
Acoplantes
Os acoplantes são uma série de líquidos e géis que potencializam a relação entre o transdutor e a área de inspeção, permitindo a produção de resultados confiáveis
 
Fonte: Magnaflux 
Aparelho de Ultrassom
Aline
Phased Array 
Conhecido como ultrassom automatizado;
É uma tecnologia extensão do ultrassom convencional, com a qual é possível modificar eletronicamente as características acústicas do transdutor (ABENDI, 2018); e
Os transdutores para ultrassom convencional apresentam apenas um cristal piezoelétrico e os transdutores do Phased Array apresentam um arranjo de cristais que podem ser excitados individualmente.
Fonte: Indiamart
Aparelho de Ultrassom
Aline
Phased Array 
	VANTAGENS	DESVANTAGENS
	Substitui a radiografia e ultrassom manual	Tecnologia nova e mais complicada
	Substitui todos os transdutores por apenas um ou dois	Elevado custo
	Sem limite de ângulos na inspeção	Necessidade de maior capacitação do inspetor 
	Inspeciona tubulações de pequeno diâmetro	
Fonte: Dos autores (2020)
Rafaela
Ensaio de Ultrassom - Técnicas
Técnicas de Inspeção
Transparência: Um transdutor emite e outro recebe as ondas ultrassônicas. Método pouco utilizado em processos manuais e que não detecta a profundidade da falha. 
Fonte: Essel Engenharia 
Rafaela
Técnicas de Inspeção
Pulso-Eco: Um mesmo transdutor recebe e emite ondas ultrassônicas que se propagam no material. Pode-se verificar a profundidade das descontinuidades e localização da falha.
Fonte: Essel Engenharia 
Ensaio de Ultrassom - Técnicas
Rafaela
Técnicas de Inspeção
Pulso-Eco: Um problema desse tipo de técnica é a existência de uma zona morta, uma vez que o transdutor só recebe ou emite as ondas a cada momento.
Fonte: Essel Engenharia 
Ensaio de Ultrassom - Técnicas
Rafaela
Funcionamento do Pulso-Eco:
Ensaio de Ultrassom - Técnicas
Fonte: Canal CPTIPUC
Ensaio de Ultrassom - Técnicas
Rafaela
Técnicas de Inspeção
Imersão: é utilizado um transdutor a prova de água, não existe contato entre o cabeçote e a peça que é imersa em um líquido, geralmente água, para que o acoplamento peça-transdutor seja sempre homogêneo. As vantagens na inspeção por imersão são: a velocidade de inspeção, capacidade de controlar e posicionar o feixe sônico e adaptabilidade à digitalização automática 
Fonte: Maxwell
Resultados do Ensaio
Aline
Fonte: Essel Engenharia 
Equipamento de medições: Osciloscópio;
Na vertical da tela: intensidade do sinal elétrico de saída do eco e de retorno; e
Na horizontal da tela: intervalo entre a emissão e a recepção do pulso. 
Resultados do Ensaio
Aline
Fonte: Essel Engenharia 
Acoplagem do transdutor sobre a peça; e
Efetua a “varredura” da peça.
Campo de Aplicação
Vinicius
Aplicável em: Indústrias onde seja indispensável a garantia de qualidade de peças de grande espessuras, geometria complexa, juntas soldadas, chapas, etc. 
Fonte: Startec 
Vantagens e Desvantagens
Aline
	VANTAGENS	DESVANTAGENS
	Alta sensibilidade para pequenas descontinuidades	Necessita de uma superfície que permita bom acoplamento
	Não requer planos de segurança	Exige bom conhecimento do operador
	Localização precisa	Obediência de padrões de calibração
		Necessita dos acoplantes
Fonte: Dos autores (2020)
Estudo de caso
Rafaela
Ultrassom sem contato em painel honeycomb 
Fonte: The ultran group
Estudo de caso
Rafaela
Fonte: The ultran group
Referências
ABENDI. Ensaio Não destrutivo Ultrassom – Sistemas Computazoridaos. Disponível em: <http://www.encontrodejoaopessoa2018.com.br/Downloads/ultrassom.pdf>.Acesso em: 03 dez 2020.
ESSEL. Aula 22 - Realizando o ensaio de ultrassom. Disponível em: <https://essel.com.br/cursos/material/01/EnsaioMateriais/ensa22.pdf>. Acesso em: 03 dez 2020.
MAGNAFLUX. Acoplantes para Ensaio de Ultrassom. Disponível em: < https://magnaflux.com.br/produtos/acoplantes-ultrassom/>. Acesso em: 03 dez 2020.
THE ULTRAN GROUP. Non-Contact Ultrasound, Composites Analysis. Disponível em: <http://www.ultrangroup.com>. Acesso em: 03 dez 2020. 
WELDING. Ensaios não destrutivos. Disponível em: <http://www.welding.com.br/site/ensaios-ultrassom>. Acesso em: 03 dez 2020.
ESSEL. Aula 21 –Ultrassom. Disponível em: <https://essel.com.br/cursos/material/01/EnsaioMateriais/ensa21.pdf>. Acesso em: 03 dez 2020
MAXWELL. Ensaios não destrutivos. Disponível em: <https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24444/24444_3.PDF>. Acesso em: 03 dez 2020
Obrigado!
Professor: Dr. Kássio André Lacerda