46448-António Paço 46450- Filipe Duarte INSPECÇÃO POR ULTRA-SONS 46448-António Paço 46450- Filipe Duarte

Contextualização A inspecção por Ultra - Sons é um dos métodos de detecção de defeitos e análise de falhas. Os métodos de inspecção não destrutiva, ou ensaios não destrutivos (END), são um conjunto de técnicas e de ensaios destinados a avaliar a ausência de defeitos ou anomalias estruturais, nos componentes mecânicos, sem lhes afectar a capacidade de desempenhar a sua função. Estes métodos visam essencialmente a detecção de defeitos superficiais ou defeitos internos que constituem uma descontinuidade estrutural, fissuras, poros, impurezas, etc.

Princípios das inspecções por Ultra - Sons Ultra-som tem uma frequência acima dos 20 quilohertz (kHz). Os transdutores de ultra-sons vulgarmente utilizados baseiam-se no efeito piezoeléctrico (piezo:pressão ;electron:âmbar). A transmissão de ultra-sons através de materiais piezoeléctricos efectua-se aplicando uma DDP alternada às faces de um cristal inicialmente em repouso, em consequência, o cristal expande e contrai alternadamente a uma frequência constante. As vibrações ultrasónico deixam a sonda e são administradas no material a ser testado por um “couplant”, normalmente graxa, óleo, água, pasta, ou gelatina. A recepção do eco desencadeia vibrações nos átomos da rede cristalina, gerando assim uma DDP eléctrtica. As ondas ultrasónicas propagam-se concêntricamente.

VISUALIZAÇÃO DO PRINCÍPIO

As Vantagens do Método dos Ultra - Sons A vantagem da tecnologia dos ultra sons é de fácil compreensão. São ondas de alta frequência e baixo comprimento de onda. 1 - Os ultra -sons são muito direccionais. 2 - Os Ultra-sons podem ser facilmente bloqueados e protegidos. 3 - Pode-se utilizar este método em ambientes muito ruidosos. 4 - Cargas ultrasonicas providenciam uma aviso antecipado de potencial problemas. 5 - O equipamento é de fácil uso.

Exemplo de cálculo do comprimento de onda á saída do transdutor para um feixe de 3MHs que se propaga a uma velocidade de 4000 m/s no cristal: f=V/ =V/f =  =1.33mm

Aplicações Inspecção em tubos de aço,titanium ... Inspecção em soldaduras entre tubos de aço. Inspecção em fibras ( carbono,amido,vidro…). Inspecção em navios que possuem válvulas de pressão . Teste do módulo de elasticidade em cerâmicas de alta performance .

Limitações Existem casos em que a expessura da chapa é demasiado reduzida, assim,as ondas de som propagam-se no meio posterior á chapa e não são reflectidas. Deste modo a soldadura é caracterizada como livre de defeitos.

Desvantagens Cavitação formação de bolhas de gás(microbubble).

Time-of-Flight Diffraction (TOFD) As vantagens deste método inclui: Velocidade de aplicação (tipicamente um ratio de scanning de cerca de 10 - 20 pés por hora). Capacidade de detecção do defeito e do tamanho deste. Fácil calibração dos instrumentos. Grande probabilidade da detecção do defeito. Ocorrências elevadas da detecção do tamanho do defeito e natureza deste. Totalmente digitalizada a gravação e imagens, guardados num arquivo que contem todos os resultados e dados do ensaio.

ILUSTRAÇÃO DO TOFD

Imagem em tempo real do TOFD

Imagem já tratada no TOFD

UTILIZAÇÃO NA INDUSTRIA NAVAL:

Na construção naval: Na reparação naval: Dimensões e formas das estruturas Defeitos na construção soldada Defeitos da protecção superficial Estanquicidade do casco, compartimentos e tanques Alinhamento de equipamentos e componentes dinâmicos Na reparação naval: Desgaste mecânico Desgaste por corrosão e defeitos de protecção superficial Estanquicidade do casco, compartimentos e tanques Alinhamentos de equipamentos e componentes dinâmicos Detecção de fendas devidas a esforços dinâmicos (fadiga)

Inspecção durante o processo de aplicação dos Risers

Transdutor:

Risers de águas profundas

Aplicações em outras áreas: Oftalmologia Obstectrícia Estudos cardíacos, através do efeito Doppler