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PARTÍCULAS MAGNÉTICAS. HISTÓRICO DO ENSAIO Teve um grande impulso após a II Guerra mundial. Destaque para Sr. Willian E. Hoke com as 1ª observações físicas.

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1 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

2 HISTÓRICO DO ENSAIO Teve um grande impulso após a II Guerra mundial. Destaque para Sr. Willian E. Hoke com as 1ª observações físicas do ensaio e em 1928/29 Alfred Victor de Forest com o desenvolvimento preliminar dos equipamentos. Em 1942 foi desenvolvido as Partículas Fluorescentes, garantindo uma maior credibilidade ao método 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS

3 OBJETIVO Detectar descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos. Empregado na indústria automobilística, aeronáutica, siderúrgica, caldeiraria, petróleo e petroquímica, nuclear e outras. Vantagens sobre o ensaio de LP: rapidez (peças seriadas), sensibilidade, detecta descontinuidades sub-superficiais, resultado imediato, maior sensibilidade 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS

4 Domínios magnéticos magnetizado Não magnetizado 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS

5 PÓLOS MAGNÉTICOS 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS Um material que tenha seus domínios magnéticos orientados é chamado de magneto (imã). O magneto pode ser permanente ou temporário. A habilidade de atrair o ferro não é uniforme em toda a superfície, mas é concentrado em locais chamados de pólos. Cada magneto tem no mínimo dois pólos que são atraídos pelos pólos magnéticos da terra e por isso são chamados respectivamente de norte e sul. A atração e repulsão segue a figura acima

6 MAGNETISMO 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS

7 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO DE UM IMÃ EM FORMA DE BARRA 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO

8 Um imã em forma de ferradura é colocado sobre uma barra de material magnético, formando um circuito fechado. Em (a) o contato é perfeito não ocorre campo de fuga, não ocorrendo acúmulo de partículas. Em (b) o mal contato deixa uma abertura entre o imã e a peça geando um campo de fuga, desta forma as partículas são atraídas para o local. 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS LINHAS DE FORÇA /CAMPO DE FUGA

9 PRINCÍPIO DO ENSAIO Uma peça contendo uma descontinuidade, provocará um campo de fuga, está região atrairá as partículas magnéticas formando um acúmulo. 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS

10 FUNDAMENTOS FÍSICOS Em uma certa tensão elétrica (V), quanto maior for a resistência (R), menor será a corrente elétrica 1. HISTÓRICO 2.OBJETIVO 3. PRINCÍPIOS FÍSICOS 4. MÉTODOS E TÉCNICAS 5. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS 6. CÓDIGOS NORMAS, ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS 7. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS

11 RESISTÊNCIA ELÉTRICA x L A R= = resistividade elétrica do material L = comprimento do condutor A = seção do condutor (ou da peça) Quanto maior o comprimento, ou menor a seção do condutor, menor será a corrente

12 ELETROMAGNETISMO REGRA DA MÃO DIREITA Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, ao redor dele se formará um campo magnético, o sentido do campo pode ser determinado através da regra da mão direita.

13 MAGNETISMO ELETROMAGNETISMO DENSIDADE DE FLUXO (B): também chamado de indução magnética, é a quantidade de linhas de força que passam através de uma determinada área. INTENSIDADE DE CAMPO MAGNÉTICO: também conhecido como força magnetizante, é a medida da força produzida por uma corrente elétrica ou um imã, ou seja a capacidade para induzir um campo magnético (B)

14 UNIDADES DE MEDIDA SI ANTIGO

15 UNIDADES DE MEDIDA Equivalência: 1 W = M 1 M = 10 8 W 1 G =0,0001 T 1 T = 10 4 G 1 A/m = 0,0125 Oe 1 Oe = 79,6 A/m 1 A/cm = 1,25 Oe 1 Oe = 0,796 A/cm somente no ar a seguinte relação é verdadeira: 1 G = 1 Oe = 0,0001 T = 79,6 A/m

16 MAGNETISMO/ ELETROMAGNETISMO PERMEABILIDADE MAGNÉTICA - facilidade com que um certo material é magnetizado. Cada material possui um valor de permeabilidade magnética ( = r x o ). Os materiais se dividem em : ferromagnéticos r >>>>>1 (ferro, níquel, cobalto e suas ligas) paramagnéticos r ligeiramente superior a 1 (cromo, aços inoxidáveis austeníticos, alumínio, magnésio, etc.) diamagnéticos r ligeiramente inferior a 1 (cobre, chumbo, prata, ouro, água, mercúrio, etc.)3

17 MAGNETISMO ELETROMAGNETISMO

18 RELAÇÃO ENTRE, B E H B= x H Quanto maior é a intensidade do campo magnético (H) aplicado na peça, maior será a densidade de fluxo magnético (B)

19 CURVA DE HISTERESE

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27 Curva de HISTERESE Histerese vem do grego e significa atraso, retardo através dela obtemos algumas características do material (permeabilidade, retentividade, etc.) podemos comparar as propriedades dos materiais

28 Propriedades magnéticas Permeabilidade - facilidade com a qual um fluxo magnético é estabelecido. Relutância - é a oposição de um material magnético ao estabelecimento de um fluxo magnético. Retentividade - propriedade de manter em um maior ou menor grau, de uma certa quantidade de magnetismo residual.

29 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor sólido, não magnético alimentado com corrente contínua

30 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor tubular, não magnético alimentado com corrente contínua

31 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor sólido,magnético alimentado com corrente contínua

32 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo internamente e ao redor de um cilindro magnético com corrente direta passando através de um condutor central.

33 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor sólido,magnético alimentado com corrente alternada

34 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor tubular, não magnético alimentado com corrente alternada

35 DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO distribuição do campo ao redor de um condutor tubular, não magnético alimentado com corrente contínua

36 CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO Sempre associado a uma corrente elétrica temos um campo magnético. Podemos utilizar corrente contínua (CC), corrente alternada (CA), corrente retificada de meia onda (CRMO), corrente retificada de onda completa (CROC). Na prática chamamos as correntes CRMO e CROC de corrente contínua. As correntes podem ser monofásicas ou trifásicas

37 CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO Corrente contínua Corrente alternada

38 CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO Corrente contínua Corrente alternada

39 CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO Corrente contínua Corrente alternada

40 CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO Corrente alternada O efeito desses dois tipos de corrente é praticamente o mesmo já que no caso da retificada (trifásica) a média é sempre positiva provocando mesmo efeito durante o ensaio

41 CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO Corrente alternada gera um campo vibrante, e as linhas de força concentram-se na superfície do material (efeito Skin), sendo recomendada para a detecção de descontinuidades superficiais. Corrente Retificada gera um campo pulsante, tem mais penetração do que a corrente alternada, sendo mais sensível para detecção de descontinuidades sub-superficiais Corrente retificada de onda completa, gera um campo com boa penetração, indicado para descontinuidades sub-superficiais

42 CAMPOS MAGNÉTICOS Campo magnético circular contato direto // condutor central // eletrodos campo magnético longitudinal Yoke // bobina multi-direcional

43 CONTATO DIRETO

44 CONDUTOR CENTRAL

45 ELETRODOS

46 YOKE

47 BOBINA

48 TÉCNICA DE ENSAIO CONTÍNUO preparação limpeza magnetização aplicação das partículas remoção do excesso avaliação e laudo limpeza final } simultâneo

49 TÉCNICA DE ENSAIO RESIDUAL preparação limpeza magnetização desligar a magnetização aplicação das partículas remoção do excesso avaliação e laudo limpeza final

50 MÁQUINA ESTACIONÁRIA

51 DESMAGNETIZAÇÃO Princípio - redução gradativa da força magnetizante, com inversão da polaridade. Pode ser utilizado bobinas alimentadas com corrente alternada ou através de equipamentos que trabalham com inversão automática de polaridade com freqüências de 1 a 25 Hz, neste caso pode ser utilizado corrente contínua que garante uma desmagnetização total (mais profunda) comprovação da desmagnetização

52 DESMAGNETIZAÇÃO

53 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Alta permeabilidade baixa retentividade proporcionar alto contraste boa mobilidade formato: via seca formato chato e alongado, via seca formato globular

54 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS TÉCNICA DE ENSAIO -VIA ÚMIDA Concentração verificação da concentração com decantadores 1,2 a 2,4 g/l para coloridas e 0,1 a 0,4 para fluorescentes distensor (quando o veículo é água) veículos utilizados: água, óleo leve e querosene aplicação através de mangueiras ou aplicadores

55 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS TÉCNICA DE ENSAIO - VIA SECA Cor variada em função da superfície posição de inspeção remoção do excesso (crítico) boa detecção de descontinuidades sub-superficiais altas temperaturas maior consumo

56 Comparação AC, CC e CC -baterias

57 A corrente alternado apresenta vantagens na detecção de descontinuidades superficiais principalmente quando comparado em baixas correntes. O valor de pico de uma corrente alternada é 1,41 vezes maior do que o medido pelo amperímetro, que apresenta a leitura da média. Lembrando que o importante para a magnetização é o valor de pico. Outro fator que justifica o melhor desempenho é o chamado efeito Skin que concentra o campo magnético na superfície.

58 TEST RING

59 Comparação CA, CC e CC -baterias A desvantagem da corrente alternada está na detecção de descontinuidades sub- superficiais. Este fato pode ser notado quando executamos um teste em um anel com furos em diferente profundidades, como mostrado na figura anterior. Através da técnica de magnetização continua e um condutor central, utilizou-se CA (60 Hz), CC baterias, CC trifásica retificada e CC retificada de meia onda, a corrente foi alterada continuamente sendo registrada a mínima corrente necessária para detectar os furos. O resultado pode ser verificado no gráfico a seguir

60 Comparação CA, CC meia onda, CC trifásica retificada e CC -baterias

61 Percebe-se que os melhores resultados foram obtidos com a corrente retificada de meia onda e o pior resultado com a corrente alternada. Os testes foram feitos utilizando- se a técnica via seca. A técnica via seca proporciona melhor resultado que a via úmida devido a sua maior capacidade de se orientar em pequenos campos (campo de fuga).

62 Comparação entre as técnicas Via Seca e Via Úmida

63 DETECTABILIDADE A detecção de uma descontinuidade depende de vários fatores dentre eles podemos destacar: técnica de magnetização empregada : contínuo ou residual; tipo de corrente empregada: alternada ou contínua; técnica de aplicação do campo: Yoke, Eletrodo, Contato Direto, Condutor Central, Bobina; técnica de ensaio: via úmida ou via seca; tipo, orientação e formato das descontinuidades

64 TUBO DECANTADOR

65 RECEBIMENTO DE MATERIAIS Recebimento de materiais Data de fabricação e validade do produto condições da embalagem rastreabilidade (lote do produto/certificado) teste de sensibilidade

66 ILUMINAÇÃO Fontes de Luz Natural e Artificial Natural Luz diurna Artificial Luz proveniente de lâmpadas

67 UNIDADES LUZ Branca( lux ) luz UV ( W / cm 2) REQUISITOS DE INTENSIDADE Sobre a peça No Ambiente INSTRUMENTOS Luxímetro Medidor de luz negra

68 ILUMINAÇÃO COLORIDA requisitos no ambiente mín. 540 lux (1000 lux) FLUORESCENTE no ambiente máx. 32 lux luz branca (20 lux) na superfície mín. 800 W/cm 2 (1000 W/cm 2 )

69 LÂMPADA DE LUZ NEGRA Es = eletrodo auxiliar de start E1 e E2 = eletrodos de passagem de corrente B = tubo de vidro R = resistor Q = tubo de quartzo

70 FATORES QUE AFETAM A INTENSIDADE Tensão de Alimentação Envelhecimento da Lâmpada Conservação/Limpeza Lâmpada Refletor Filtro Ótico Aquecimento (Ionização) 1. Fonte de luz negra 2. Raios de luz negra 3. Líquido penetrante fluorescente 4. Raio de luz visível 5. Olho do inspetor 6. Peça em exame 7. Óculos de segurança Inspeção por luz negra

71 VERIFICAÇÃO DA SENSIBILIDADE DO ENSAIO Através de padrões (ASME, PETROBRÁS e outros) peças de produção com descontinuidades naturais peças de produção com descontinuidades artificiais medidores de densidade de campo magnético (gaussímetro)

72 PADRÃO PETROBRÁS

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74 PADRÃO ASME

75 PADRÃO TIPO QQI

76 CÓDIGOS,NORMAS,ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS Os códigos, normas, especificações são documentos que refletem um consenso obtido através da troca de experiência de empresas e profissionais.. Os códigos e normas normalmente são mais complexos (Ex.:Código ASME) e podem ser compostos de várias especificações. Os procedimentos são documentos específicos de um ensaio, a ser aplicado em um ou mais produtos, em uma determinada empresa. O procedimento é desenvolvido e qualificado baseado em um ou mais normas. Os códigos/normas mais conhecidos são: ASME - Vasos de Pressão e Caldeira; AWS - Estruturas Metálicas; API - Tubulações e Tanques para armazenamento e transporte de petróleo e derivados, equipamentos para prospeção de petróleo.

77 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS RELEVANTES - indicação provocada por uma fuga de campo magnético que tem a sua origem em uma descontinuidade. NÃO RELEVANTES - indicação provocada por uma fuga de campo magnético que tem a sua origem em uma mudança de permeabilidade, variação brusca na geometria da peça, ou ainda uma anomalia magnética (ex.: escrita magnética) FALSAS - indicação provocada por ação mecânica ou gravitacional (ex.:fiapos, excesso de rugosidade,etc.)

78 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS As indicações relevantes devem ser analisadas de acordo com os critérios de aceitação estabelecidos nos códigos, normas ou especificações. Normalmente estes critérios são baseados no formato e na dimensão das indicações (dimensão do acúmulo). Para uma correta avaliação das descontinuidades, é necessário que o inspetor tenha conhecimento do histórico da peça, ou seja conheça os processos envolvidos na fabricação da peça.

79 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS As descontinuidades podem ser classificadas quanto a sua origem em: inerentes - geradas na solidificação original do metal quando da obtenção do lingote: inclusões, porosidades e segregações. de processo primário- descontinuidades geradas pelos processos primários de fundição, forjamento,laminação, extrusão : rechupes, porosidade, dobras, laminações, trincas etc. de processo de acabamento - aquelas descontinuidades produzidas por um processo requerido para completar a fabricação da peça, usinagem, usinagem, deposição eletrolítica, tratamento térmico, soldagem: trincas, porosidade, falta de fusão e etc. de serviço- descontinuidades geradas normalmente em áreas de concentração de tensão: trincas de fadiga.

80 DESCONTINUIDADES

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82 DESCONTINUIDADE

83 DESCONTINUIDADES

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