CETRE CENTRO DE TREINAMENTO ULTRA-SOM

ULTRA SOM 1 - OBJETIVO 2 - APLICAÇÃO 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

VANTAGENS 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

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

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.

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)

ONDAS ULTRA SÔNICAS

ONDAS ULTRA SÔNICAS

ONDAS ULTRA SÔNICAS

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

FREQUÊNCIAS ULTRASÔNICAS Abaixo 20 Hz - Infra-Som de 20 a 20.000 Hz - Som (Ouvido humano) acima de 20.000 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

ESPECTRO DE FREQÜÊNCIAS SONORAS

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

PRINCÍPIOS FÍSICOS ONDAS t - tempo

PRINCÍPIOS FÍSICOS ONDAS t - tempo Uma onda Longitudinal, com freqüência de 2 MHz, no aço apresentará um comprimento de onda de:  = V / F   = 5920 / 2 x 10 6 (metros)  = 2950 x 10 -6 ou 2,95 mm

IMPEDÂNCIA ACÚSTICA É definida como o produto da massa pela velocidade sônica do material e é utilizado no ensaio por Ultra-som para calcular as quantidades de energia refletida e transmitida quando ocorre a incidência de um feixe ultra-sônico em uma interface.

INCIDÊNCIA NORMAL

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 água é 1,5 e do aço 46,5 x 106 Kg/m2s.

INCIDÊNCIA NORMAL

INCIDÊNCIA OBLÍQUA

INCIDÊNCIA OBLÍQUA 1º ÂNGULO CRÍTICO

INCIDÊNCIA OBLÍQUA 2º ÂNGULO CRÍTICO

CÁLCULOS UTILIZANDO-SE A LEI DE SNELL Calcular o 1º e 2º ângulos crítico. Calcular qual o ângulo de um cabeçote de 60º no alumínio. vel. OL aço = 5920 m/s /// vel. OL acrílico = 1480 m/s vel. OT aço = 3230 m/s /// vel. OT alumínio = 3130 m/s

ATENUAÇÃO SÔNICA

ATENUAÇÃO SÔNICA

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

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

CABEÇOTE NORMAL

CABEÇOTE DUPLO CRISTAL

CABEÇOTE ANGULAR

CAMPO PRÓXIMO

DIVERGÊNCIA

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

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 tolerância de ± 25%

ME -MÉTODO POR RESSONÂNCIA

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

BLOCO DE CALIBRAÇÃO - ME

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

Análise de Contaminantes MEDIÇÃO DE ESPESSURAS Análise de Contaminantes

APARELHO DE ULTRA-SOM CONVENCIONAL Tela tipo A-Scan

TÉCNICA PULSO - ECO Tempo / Espessura Material de Teste

DESCONTINUIDADES LAMINARES Transdutor Transdutor

MÉTODO POR TRANSPARÊNCIA

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.

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

TESTE POR IMERSÃO

A-SCAN

B-SCAN

C-SCAN

BLOCO PADRÃO V1

BLOCO PADRÃO V2

CALIBRAÇÃO DE ESCALAS

CALIBRAÇÃO DO INSTRUMENTO Cabeçote Angular Bloco VI Feixe Sônico

DETERMINAÇÃO DA SAÍDA / ENTRADA DO FEIXE SÔNICO (INDEX) Cabeçote Angular INDEX Feixe Sônico Saída do Feixe Bloco VI

RESOLUÇÃO CABEÇOTE NORMAL E SE

RESOLUÇÃO CABEÇOTE ANGULAR

VERIFICAÇÃO DO ÂNGULO DE INCIDÊNCIA INDEX Saída/Entrada Feixe Sônico Cabeçote Angular Bloco VI Acrílico Feixe Sônico

TÉCNICA DOS 6 dB

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)

CABEÇOTE ANGULAR TRIGONOMETRIA

CONVERSÃO DE MODO

NÍVEL DE REFERÊNCIA CABEÇOTE ANGULAR- FURO CILÍNDRICO

NÍVEL DE REFERÊNCIA CABEÇOTE ANGULAR- ENTALHE

NÍVEL DE REFERÊNCIA FURO CILÍNDRICO - CABEÇOTE NORMAL E SE

NÍVEL DE REFERÊNCIA CABEÇOTE NORMAL - FURO DE FUNDO PLANO

PERDAS POR TRANSFERÊNCIA