ULTRASSOM 1 - OBJETIVO Método não destrutivo no qual o feixe sônico de alta frequência é efetivado no material a ser inspecionado com objetivo de detectar.

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1 ULTRASSOM 1 - OBJETIVO Método não destrutivo no qual o feixe sônico de alta frequência é efetivado no material a ser inspecionado com objetivo de detectar descontinuidades internas e superficiais 2 - APLICAÇÃO Detecção e avaliação de descontinuidades internas Detecção de descontinuidades superficiais Medição de espessuras Controle de corrosão Determinação de propriedades físicas, estrutura, tamanho de grão e constantes elásticas

2 VANTAGENS laudo imediato não requer cuidados quanto a segurança
alta sensibilidade; laudo imediato não requer cuidados quanto a segurança grandes espessuras não é uma limitação para o ensaio permite definir a profundidade e o tamanho da descontinuidade

3 LIMITAÇÕES requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor; o registro permanente não é facilmente obtido faixas de espessuras muito finas, constituem uma dificuldade para a aplicação do método requer o preparo da superfície, e em alguns casos existe a necessidade de remover o reforço de solda materiais de granulação grosseira dificultam o ensaio dificuldade na caracterização da descontinuidade (tipo)

4 Espectro de freqüências sonoras

5 ONDAS ULTRA SÔNICAS Existem basicamente 4 tipos:
Ondas Longitudinais ou ondas de compressão: se propagam nos sólidos, líquidos e gases. É a onda de maior velocidade de propagação. Ondas Transversais, de corte ou de cizalhamento: se propagam somente nos sólidos. Sua velocidade é aproximadamente 50% da onda Longitudinal.

6 ONDAS ULTRA SÔNICAS Ondas Superficiais de Rayleigh e de Creeping: se propagam apenas nos sólidos, velocidade é aproximadamente 10% inferior a onda transversal. Ondas de Lamb: podem ser simétrica ou dilatacional ou assimétrica ou compressional. A velocidade é variável em função do ângulo no qual a onda entra na peça. No aço geralmente fica entre 2000 e 4000 m/s. É transmitida em espessuras finas (na grandeza um comprimento de onda)

7 ONDAS ULTRA SÔNICAS

8 PRINCÍPIOS FÍSICOS ONDAS
Amplitude A  t - tempo  - Lambda: Comprimento da onda  DEFINIÇÃO: São vibrações mecânicas periódicas na matéria, que transporta energia sem transporte de matéria

9 de 20 a 20.000 Hz - Som (Ouvido humano)
FREQUÊNCIAS: Abaixo 20 Hz - Infra-Som de 20 a Hz - Som (Ouvido humano) acima de Hz (20 KHz) - Ultra-Som FREQUÊNCIAS ULTRASÔNICAS Ultra-Som Industrial Faixa utilizada: de 0,5 a 25 MHz Freqüências mais utilizadas: 2, 4 e 5 MHz

10 VELOCIDADE Definimos velocidade de propagação como sendo a distância percorrida pela onda na unidade de tempo (m/s) é uma característica do meio, sendo constante independente da freqüência

11 PRINCÍPIOS FÍSICOS DAS ONDAS

12 INCIDÊNCIA NORMAL

13 INCIDÊNCIA NORMAL A quantidade de energia refletida ou transmitida depende da diferença entre as impedâncias do meio 1 e meio 2; quanto maior a diferença menor a transmissão. Calcular a quantidade de energia refletida em uma interface água/aço. Sabendo-se que a impedância da àgua é 1,5 e do aço 46,5 x 106 Kg/m2s.

14 INCIDÊNCIA OBLÍQUA

15 ATENUAÇÃO SÔNICA

16 ATENUAÇÃO SÔNICA

17 ATENUAÇÃO SÔNICA A atenuação sônica devido ao material pode ser observado pelo decaimento de ecos múltiplos de superfícies paralelas, como mostrado na figura anterior. A atenuação provocada pelo material ()pode ser medida e é dada em dB/m ou dB/mm. Estes valores costumam variar de 1 a 4 dB/m. A intensidade de uma onda varia conforme a equação: I = I0 e -d Quanto maior a distância e/ou maior o coeficiente de atenuação do material maior será a queda na amplitude do eco. Na tela do aparelho existe uma relação quanto a amplitude sonora, ou seja podemos quantificar a diferença entre dois ecos em dB segundo a fórmula: NAS= 20 log I / I0 . Se o primeiro eco de fundo estava a 100% e o segundo se apresentou a 20% devido a atenuação sônica, podemos dizer que a queda de amplitude equivale a 14 dB

18 Coeficiente de atenuação do material ()
a medição deve ser feita após 3 campos próximos (campo distante) a peça deve possuir uma largura mínima “B” considerar a lei que cita que no campo distante quando dobramos o percurso ocorre uma queda de 6 dB devido ao feixe sônico (perda de pressão)

19 EFEITO PIEZO-ELÉTRICO
Compressão Eletrodos DEFINIÇÃO: É a propriedade de certos cristais de transformar energia elétrica em mecânica e vice - versa

20 TIPOS DE CRISTAIS Espessura do Cristal
Quartzo (cristal natural) Sulfato de Lítio (hidratado) Titanato de Bário (sintetizado) Metaniobato de Chumbo (sinterizado) Espessura do Cristal Frequência de ressonância e = V/2f Onde V = velocidade do US no cristal

21 CABEÇOTE NORMAL

22 CABEÇOTE DUPLO CRISTAL

23 CABEÇOTE ANGULAR

24 DIVERGÊNCIA

25 Transdutor S/E Espessura = Tempo do pulso sônico x Velocidade do som material 2

26 MEDIÇÃO DE ESPESSURAS

27 MEDIÇÃO DE ESPESSURAS para medição a quente deve ser efetuado correções a barreira acústica deve ficar perpendicular ao eixo longitudinal , no caso de medições em tubulações medição sobre camada de tinta somente com equipamentos especiais que possuem ajuste para efetuar a medição da espessura entre o primeiro e o segundo eco de fundo para aços inoxidáveis austenítico efetuar a análise de contaminantes (Cloro e Flúor) equipamentos que não possuem a correção do caminho em “V” (V patch), a calibração deverá ser efetuada no bloco padrão com uma espessura próxima da que será medida, com uma tolerânciade ± 25%

28 ME -MÉTODO POR RESSONÂNCIA
Obs. Este método foi substituído pelo pulso-eco, que apresenta maior precisão Este método baseia-se no fato que uma onda elástica entra em ressonância quando a espessura da peça é igual a um número inteiro de meios comprimento de onda Utiliza-se um feixe contínuo e a freqüência é variada até que a peça entre em ressonância.O fenômeno repete-se nos diferentes harmônicos além da freqüência fundamental. Sabendo-se a velocidade no material e duas freqüências de ressonância seguidas (dois harmônicos), pode-se determinar a espessura através da equação demonstrada acima

29 Análise de Contaminantes TRINCAS DEVIDO A CORROSÃO SOB TENSÃO
MEDIÇÃO DE ESPESSURAS Análise de Contaminantes Aço Inoxidável Austenítico e Titânio Cloro + fluor Qual o Problema? TRINCAS DEVIDO A CORROSÃO SOB TENSÃO

30 Aparelho de ultra-som convencional Tela tipo A-Scan

31 Técnica Pulso - Eco Tempo / Espessura Material de Teste

32 Descontinuidades Laminares
Transdutor Transdutor

33 MÉTODO POR TRANSPARÊNCIA

34 MÉTODO POR TRANSPARÊNCIA

35 MÉTODO POR TRANSPARÊNCIA X PULSO ECO
Pulso Eco - permite avaliar a morfologia e localização da descontinuidade (tipo, profundidade e tamanho) Transparência - só é possível monitorar a existência de uma descontinuidade pelo comportamento do eco de fundo, não sendo possível localizar ou avaliar a descontinuidade. Para se manter a correta posição dos transdutores é necessário um sistema de varredura mecanizado.

36 TESTE POR IMERSÃO A - Eco da interface Água-peça
B - Eco da descontinuidade C - Eco de fundo da peça

37 TESTE POR IMERSÃO

38 A-SCAN

39 B-SCAN

40 C-SCAN

41 Telas de apresentação A-Scan , B-Scan (vista lateral) e C-Scan (Planta)

42 Calibração do Instrumento
Cabeçote Angular Bloco VI Feixe Sônico

43 Determinação da Saída / Entrada do Feixe Sônico (INDEX)
Cabeçote Angular INDEX Feixe Sônico Saída do Feixe Bloco VI

44 Verificação do Ângulo de Incidência
INDEX Saída/Entrada Feixe Sônico Cabeçote Angular Bloco VI Acrílico Feixe Sônico

45 CALIBRAÇÃO DE ESCALAS

46 OUTRAS TÉCNICA DE DIMENSIONAMENTO
TÉCNICA DOS 20 dB TÉCNICA DOS 12 Db TÉCNICA DA REGIÃO SÃ TÉCNICA DA COMPARAÇÃO DE AMPLITUDE TÉCNICA DA MÁXIMA AMPLITUDE TÉCNICA DA DIFRAÇÃO (TOFD)

47 CABEÇOTE ANGULAR - TRIGONOMETRIA

48 NÍVEL DE REFERÊNCIA CABEÇOTE ANGULAR- FURO CILÍNDRICO

49 NÍVEL DE REFERÊNCIA CABEÇOTE NORMAL - FURO DE FUNDO PLANO

50 CONVERSÃO DE MODO

51 Tipos de descontinuidades e apresentação na tela A-Scan

52 SEGREGAÇÃO

53 NUCLEO DEFORMADO

54 NÚCLEO DEFORMADO

55 Diferença entre indicações de inclusões (a) e trincas de flocos (b)

56 DETECÇÃO DE TRINCAS

57 Exemplo de inspeção ferroviária