Ensaios Não Destrutivos: conheça os tipos de análises
Assuntos
- O que são ensaios não destrutivos
- Importância dos ensaios não destrutivos
- Diferença entre ensaios não destrutivos e ensaios destrutivos
- Tipos de ensaios não destrutivos
- Correntes Parasitas
- Emissão Acústica
- Radiografia, Radioscopia e Gamagrafia
- Ensaio Visual
- Estanqueidade
- Líquido Penetrante
- Partículas Magnéticas
- Ultrassom
- Termografia
Neste artigo, você entenderá o que são os ensaios não destrutivos, sua importância e definições, além dos principais tipos de análises.
O que são ensaios não destrutivos
Os Ensaios Não Destrutivos (END) são definidos como as técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem danificá-los, podendo ser executados nas etapas de fabricação, construção, montagem e manutenção.
Com pessoal qualificado e certificado, além dos equipamentos calibrados, aliados aos procedimentos de execução baseados em normas técnicas, é possível visualizar e entender o teor de defeitos, características tecnológicas ou mesmo a degradação em serviço de componentes, estruturas e equipamentos, através dos ensaios não destrutivos.
Importância dos ensaios não destrutivos
Atualmente, os ensaios não destrutivos desempenham um importante papel no controle de qualidade de diversos setores industriais, como por exemplo no naval, aeroespacial, siderúrgico, químico, petroquímico e eletromecânico.
Entre suas principais vantagens, estão a capacidade de minimização de riscos de eventuais falhas a partir do diagnóstico precoce, a redução de custos de retrabalhos, a melhora do desempenho e da segurança, integridade e vida das pessoas que tenham contato direto ou indireto com os materiais.
Essas diversas vantagens podem representar significativos fatores de competitividade para as empresas que utilizam os ensaios não destrutivos. Por isso, tem crescido significativamente a aplicação desse tipo de ensaios na agropecuária, conservação de obras de arte e até na medicina.
Os ensaios não destrutivos representam importantes funções na indústria de metais e cerâmicas. Entenda os processos de fabricação dessas indústrias nos artigos a seguir:
Diferença entre ensaios não destrutivos e ensaios destrutivos
A principal diferença entre os ensaios não destrutivos e os ensaios destrutivos está em que os END não agridem a peça ou o material durante os processo de análise, enquanto os destrutivos, como os ensaios de tração, flexão e compressão, afetam permanentemente as propriedades do componente analisado.
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Portanto, nos ensaios não destrutivos, geralmente o componente sofre danos mínimos, os quais não afetam suas propriedades e permitem sua reutilização após as análises.
A fim de determinarem-se as propriedades químicas de um material, é necessário realizar as chamadas Análises Químicas. Acesse o artigo e entenda.
Tipos de ensaios não destrutivos
Os principais tipos de ensaios não destrutivos utilizados atualmente na indústria são:
- Correntes Parasitas
- Emissão Acústica
- Radiografia, Radioscopia e Gamagrafia
- Ensaio Visual
- Estanqueidade
- Líquido Penetrante
- Partículas Magnéticas
- Ultrassom
- Termografia
Nos tópicos a seguir, conheça melhor cada um desses ensaios não destrutivos.
1. Correntes Parasitas
O Ensaio de Correntes Parasitas é utilizado principalmente na indústria aeroespacial, em serviços que exigem inspeção de metais finos, permitindo a detecção de trincas em chapas e tubos, além da identificação de corrosão, monitoração dos efeitos de tratamentos térmicos e determinação de espessura de revestimentos não condutores sobre condutores.
As correntes parasitas podem ser realizadas em campo, através de instrumentos portáteis, além de serem capazes de examinar grandes áreas rapidamente, sem necessidade de líquidos de acoplamento. Porém, só podem ser utilizadas em materiais condutores, portanto não são utilizadas na indústria de polímeros.
No ensaio não destrutivo de correntes parasitas, flui uma corrente alternada em uma sonda, através de uma bobina de arame, gerando um campo magnético oscilante. Quando aproximada de um material condutor, surge um fluxo circular de elétrons que se move pelo material, gerando seu próprio campo magnético.
Dessa forma, alterações na espessura do metal ou defeitos como trincas alterarão os padrões da corrente parasita e de seu campo magnético, sendo detectados pelo equipamento e interpretados pelo avaliador.
2. Emissão Acústica
O Ensaio de Emissão Acústica se baseia na detecção de sinais acústicos gerados no interior de equipamentos, em operação ou submetidos a esforços.
Similarmente ao caso das Correntes Parasitas, alterações nos padrões de frequência ultrassônica ou de ondas sonoras revelam descontinuidades na peça, como trincas e defeitos, quando estão ocorrendo ou se propagando.
A Emissão Acústica permite diversas vantagens, como a facilidade de aplicação, o baixo custo e a possibilidade de ensaio durante operação, localizando tridimensionalmente defeitos, como vazamentos de ar comprimido e vapor, descargas elétricas e falhas em isoladores.
3. Radiografia, Radioscopia e Gamagrafia
Os métodos de radiologia industrial se fundamentam na utilização de radiações penetrantes para localizar trincas e defeitos que mudam a espessura do material, os quais são revelados na radiografia.
Enquanto que a radiografia é a técnica mais comum, em que uma emissão de raios x resulta em uma imagem final estática, a radioscopia permite a construção de imagens em movimento, através de emissões seriadas de raios x e a gamagrafia é uma radiografia obtida a partir de raios gama.
Esses ensaios não destrutivos funcionam através da exposição da peça a radiações ionizantes, que a atravessam e queimam um filme. A imagem em negativo é revelada e o avaliador interpreta os resultados, em que as zonas mais escuras na radiografia representam áreas menos densas ou com menor espessura na peça.
As principais vantagens são a de fornecer um registro permanente e revelar descontinuidades superficiais ou no interior dos materiais analisados. Porém, é de difícil aplicação, oferece diversos riscos à saúde dos envolvidos, exigindo diversos equipamentos de proteção, além de ser mais cara em relação a outros métodos.
4. Ensaio Visual
Os ensaios visuais funcionam a partir da inspeção visual das peças, componentes ou estruturas, sob iluminação adequada. A inspeção pode ser direta, com auxílio de lupas e microscópios, ou mesmo indireta, com auxílio de equipamentos específicos para revelar eventuais defeitos.
Geralmente, o ensaio visual precede outros ensaios destrutivos ou não destrutivos, em virtude de sua simplicidade e rapidez. Porém, tem uma assertividade menor e depende da capacitação e experiência do inspetor.
5. Estanqueidade
O ensaio de estanqueidade se trata de uma inspeção para localizar e mensurar vazamentos de fluidos líquidos ou gasosos, em sistemas com pressão positiva ou operando a vácuo, sendo aplicado em trocadores de calor, tubulações, vasos de pressão, reservatórios e demais recipientes.
Geralmente, os vazamentos ocorrem em descontinuidades que podem estar presentes em juntas soldadas, brasadas, coladas, rosqueadas, encaixadas ou seladas, além de flanges, válvulas, tampas, vedações, tubos e conexões.
Os vazamentos revelam as descontinuidades, como trincas ou furos, a partir do crescimento de bolhas, de variação da pressão ou outras técnicas envolvendo ultrassom e detecção de gases.
6. Líquido Penetrante
O Ensaio por Líquidos Penetrantes se baseia na capilaridade, em que a penetração de um líquido em áreas extremamente pequenas é possível em virtude da baixa tensão superficial. Esse líquido geralmente tem uma cor fluorescente, sendo revelado através da aplicação de luz ultravioleta.
É um dos melhores testes para detecção de descontinuidades superficiais em materiais sem porosidade, como metais, ligas metálica e até cerâmicas e polímeros, em virtude de sua simplicidade e eficácia.
Neste ensaio, inicialmente a superfície a ser avaliada é limpa e preparada. Em seguida, o líquido penetrante é aplicado com um pincel, pistola, aerossol ou por imersão na peça. Então, a peça é limpa e o excesso de líquido é retirado. Por fim, um pó revelador é aplicado e a peça é inspecionada sob iluminação ultravioleta. Assim, descontinuidades como trincas ficarão evidentes através de uma análise visual.
7. Partículas Magnéticas
Similarmente ao ensaio de líquidos penetrantes, porém com um funcionamento fundamentado em processos físicos distintos, no Ensaio de Partículas Magnéticas, a peça é submetida a um campo magnético, o qual cria um campo de fuga de fluxo próximo às descontinuidades, fazendo surgir um dipolo magnético.
Então, partículas ferromagnéticas fluorescentes são aplicadas, se aglutinando nesses campos de fuga em virtude da atração magnética, revelando para o inspetor o formato e a extensão da descontinuidade, sob iluminação ultravioleta.
Para tanto, esse ensaio só pode ser utilizado em materiais ferromagnéticos, como ferro, cobalto e aços, a fim de localizar defeitos superficiais.
8. Ultrassom
Os Ensaios de Ultrassom se fundamentam na detecção de descontinuidades internas, em materiais ferrosos ou não ferrosos, através do comprimento e amplitude do eco de reflexão de sons emitidos pelo equipamento ultrassônico na peça analisada.
Isso ocorre a partir da incidência de ondas ultrassônicas em um meio, em que um aparelho medirá as reflexões e localizará as descontinuidades, indicando para o interpretador os dados relevantes.
Algumas vantagens do ultrassom são a alta sensibilidade às descontinuidades como trincas e fissuras, sem a necessidade de segurança como nos ensaios de radiologia industrial. Porém, o inspetor deve ter alto conhecimento teórico e experiência, e superfícies pouco espessas podem gerar erros de interpretação.
9. Termografia
Finalmente, o Ensaio de Termografia utiliza sensores a fim de se determinar o comprimento de onda da luz infravermelha emitida a partir da superfície de um objeto. Assim, é possível fazer uma leitura digital da emissividade da radiação.
Dessa maneira, a termografia detecta o sobreaquecimento de rolamentos, motores, componentes elétricos e estruturas, através do fluxo de calor e as variações de temperatura.