O que é um ensaio mecânico não destrutivo?

O que é um ensaio mecânico não destrutivo?

Pedro Marino Decot

O ensaio não destrutivo (END) é uma técnica de teste e análise usada pela indústria para avaliar as propriedades de um material, componente ou estrutura. Os ensaios implicam um dano imperceptível ou nulo ao material, componente ou estrutura durante os testes.

Os ensaios não destrutivos são um fator de competitividade para as empresas que os utilizam. Além de ser de ser uma ferramenta importante na elevação dos índices de confiabilidade dos equipamentos industriais.

Os principais ensaios não destrutivos são:

Teste por Emissão Acústica

É uma técnica passiva de END, que detecta falhas e defeitos através da alteração das ondas sonoras ou frequências ultrassônicas. Sensores dispersos sobre a superfície da estrutura detectam emissões acústicas. O teste de emissão acústica é um método contínuo de monitoramento da saúde estrutural, por exemplo, em pontes. Vazamentos e corrosão ativa são fontes de emissões acústicas.

Teste Eletromagnético

Este método de teste utiliza uma corrente elétrica ou um campo magnético que é passado através de uma parte condutora. Existem três tipos de teste eletromagnético, incluindo teste de corrente de Foucault, medição de campo de corrente alternada (MCCA) e teste de campo remoto (TCR).

O teste de corrente de Foucault usa uma bobina de corrente alternada para induzir um campo eletromagnético na peça de teste. A MCCA e o TCR usam uma sonda para introduzir um campo magnético, o TCR geralmente é usado para testar tubos.

Radar de Penetração no Solo

Este método geofísico envia pulsos de radar através da superfície de um material ou estrutura subterrânea, como rochas, gelo, água ou solo. As ondas são refletidas ou refratadas quando encontram um objeto enterrado ou um limite material com diferentes propriedades eletromagnéticas.

Métodos de Teste a Laser

Os testes a laser se enquadram em três categorias, incluindo testes holográficos, profilometria a laser e shearografia a laser.

O teste holográfico usa um laser para detectar alterações na superfície do material que foi submetido a estresse, como calor, pressão ou vibração. Os resultados são então comparados a uma amostra de referência não danificada para mostrar defeitos.

A profilometria a laser utiliza uma fonte de luz laser rotativa de alta velocidade e ótica em miniatura para detectar corrosão, erosão e rachaduras, detectando alterações na superfície por meio de uma imagem 3D gerada a partir da topografia da superfície.

A shearografia a laser usa luz laser para criar uma imagem antes que a superfície seja estressada e uma nova imagem seja criada. Essas imagens são comparadas entre si para determinar se há algum defeito.

Teste de Vazamento

O teste de vazamento pode ser dividido em quatro métodos diferentes – teste de vazamento de bolhas, teste de mudança de pressão, teste de diodo de halogênio e teste de espectrômetro de massa.

O teste de vazamento de bolhas usa um tanque de líquido ou uma solução de sabão para peças maiores, para detectar vazamentos de gás (geralmente ar) da peça de teste na forma de bolhas.

Usado apenas em sistemas fechados, o teste de mudança de pressão usa pressão ou vácuo para monitorar a peça de teste. Uma perda de pressão ou vácuo durante um período definido mostrará que há um vazamento no sistema.

O teste de diodo de halogênio também usa pressão para encontrar vazamentos, exceto neste caso, ar e um gás marcador à base de halogênio são misturados e uma unidade de detecção de diodo de halogênio é usada para localizar vazamentos.

O teste do espectrômetro de massa usa hélio ou uma mistura de hélio e ar dentro de uma câmara de teste com um ‘farejador’ para detectar quaisquer alterações na amostra de ar, o que indicaria um vazamento. Alternativamente, um vácuo pode ser usado, caso em que o espectrômetro de massa irá amostrar a câmara de vácuo para detectar o hélio ionizado, o que mostrará que houve um vazamento.

Teste de Líquido Penetrante

O teste de líquido penetrante envolve a aplicação de um fluido com baixa viscosidade no material a ser testado. Esse fluido penetra em quaisquer defeitos, como rachaduras ou porosidade, antes da aplicação de um revelador, o que permite que o líquido penetrante penetre para cima e crie uma indicação visível da falha. Os testes de líquido penetrante podem ser realizados usando penetrantes removíveis por solvente ou penetrantes laváveis em água.

Pulverização do líquido de teste penetrante durante a realização de um ensaio mecânico não destrutivo

Teste de Partículas Magnéticas

Esse processo usa campos magnéticos para encontrar descontinuidades na superfície ou perto da superfície de materiais ferromagnéticos. O campo magnético pode ser criado com um ímã permanente ou um eletroímã, o que requer que uma corrente seja aplicada. 

O campo magnético destacará quaisquer descontinuidades, pois as linhas de fluxo magnético produzem vazamentos, o que pode ser visto usando partículas magnéticas que são atraídas para a descontinuidade. 

a superfície de um oleoduto mostrando indicações de trincas por corrosão sob tensão (dois grupos de pequenas linhas pretas) reveladas pelo Teste de Partículas Magnéticas.

Teste radiográfico de nêutrons

A radiografia de nêutrons usa um feixe de nêutrons de baixa energia para penetrar na peça de trabalho. Embora a viga seja transparente em materiais metálicos, a maioria dos materiais orgânicos permite que a viga seja vista, permitindo que os componentes estruturais e internos sejam visualizados e examinados para detectar falhas.

Teste radiográfico

O teste radiográfico usa radiação passada através de uma peça de teste para detectar defeitos. Os raios-X são comumente usados para materiais finos ou menos densos, enquanto os raios gama são usados para itens mais espessos ou mais densos. Os resultados podem ser processados usando radiografia de filme, radiografia computadorizada, tomografia computadorizada ou radiografia digital. Qualquer que seja o método usado, a radiação mostrará descontinuidades no material devido à força da radiação.

Teste Visual

O teste visual, também conhecido como inspeção visual, é uma das técnicas mais comuns que envolve o operador observando a peça de teste. Isso pode ser auxiliado pelo uso de instrumentos ópticos, como lupas ou sistemas assistidos por computador (conhecidos como ‘Visualização remota’).

Este método permite a detecção de corrosão, desalinhamento, danos, rachaduras e muito mais. O teste visual é inerente à maioria dos outros tipos de ensaios não destrutivos, pois geralmente exige que um operador procure defeitos.

Teste Ultrassônico

O teste ultrassônico envolve a transmissão de som de alta frequência em um material para interagir com os recursos do material que o refletem ou atenuam. Os testes ultrassônicos são amplamente divididos em eco de pulso e através de transmissão.

Inspeção de pulso de eco introduz um feixe sonoro na superfície do material de teste. O som percorrerá a peça, atingindo a parede traseira do material e retornando ao transdutor ou retornando mais cedo quando refletido por uma descontinuidade na peça. Se a velocidade acústica é conhecida, o intervalo de tempo registrado é usado para derivar a distância percorrida no material.

Testes de Transmissão Atravessada usa transdutores separados para emitir e receber o som. A sonda de transmissão está posicionada em um lado da amostra de teste e o transdutor de recebimento está posicionado no outro lado. À medida que o som passa pelo componente, ele é atenuado por recursos dentro dele, como porosidade. Normalmente, a medição da espessura não é possível com esta técnica.

Análise de Vibração

Esse processo utiliza sensores para medir as assinaturas de vibração de máquinas rotativas, a fim de avaliar a condição do equipamento. Os tipos de sensores usados incluem sensores de deslocamento, sensores de velocidade e acelerômetros.

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