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ANLISE DE FALHAS


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1- INTRODUO

1.1 A anlise de falhas

O estudo da confiabilidade de componentes e estruturas admite que

os produtos podem falhar. Pode-se recorrer a prpria definio - "confiabilidade a

probabilidade de que um componente ou sistema no falhe durante sua vida til."-

V-se por a que a FALHA algo admissvel mesmo em projetos de alta

confiabilidade como a indstria aeroespacial, por exemplo.

Torna-se, ento, necessria a concepo de componentes que

funcionem com baixas taxas de falha durante toda a sua vida til.

lgico que a partir do entendimento das inmeras variveis

presentes em um projeto e produo de um componente tanto qualitativa quanto

quantitativamente, as falhas devem ser entendidas e usadas como fonte de

realimentao de dados para o projetista.

Dentro deste enfoque, o entendimento das falhas permite

aperfeioar e otimizar o projeto e a ANLISE DE FALHAS passa a funcionar como

uma ferramenta de trabalho e no somente como uma investigao que determine o

"culpado" pelo incidente.

1.2- Causas das falhas [1]

Uma pea ou componente considerado como tendo falhado

quando ocorre uma das trs seguintes condies:

a) Quando fica totalmente inoperante;

b) Quando ainda opera mas sem conseguir exercer sua funosatisfatoriamente, ou;

c) Quando tenha ocorrido uma sria deteriorao, tornando-o

inconfivel ou inseguro para operar em uso continuo, necessitando ento sua

imediata remoo para reparo ou substituio.

As causas fundamentais de falhas que so comentadas a seguir

podem ocorrer isoladas ou em conjunto para um determinado caso.


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1.2.1 - Deficincias de Projeto

Entalhes- Talvez o defeito mais freqentemente encontrado em

projetos a presena de entalhes em zonas de alto carregamento nas peas . O

uso de raios de concordncia muito pequenos em mudanas de seo,acompanhado ou no por uma m avaliao de sua influncia nas tenses naquele

ponto tem sido causa de incontveis falhas em componentes mecnicos. So

freqentes as alteraes de projeto com o propsito de ser conseguida determinada

funo, introduzindo alteraes de forma, criando com isso entalhes em zonas j

dimensionadas.

A escolha de processo fabricao mais adequado para cada

aplicao nem sempre vem ao encontro das propriedades mecnicas desejadaspara a pea.

Mesmo quando se conhece corretamente as cargas, a anlise das

tenses modelada, e estas determinadas com correo, a resistncia avaliada

em funo da tenso de ruptura e tenso de escoamento sem levar em conta a

possibilidade do componente vir a falhar por ruptura frgil, fadiga de baixo ciclo,

corroso sob tenso ou corroso- fadiga.

1.2.2- Deficincias na seleo do material

A seleo do material para confeco de peas deve fazer parte do

projeto de um produto. Esta seleo deve considerar as condies de carregamento,

condies ambientais, funcionabilidade e demais parmetros das condies de

servio das peas

A resistncia mecnica dos materiais sempre obtida atravs doensaio de "corpos de prova" que tm forma, tamanho e acabamento diferentes da

pea a ser projetada. Assim sendo, os valores obtidos so propriedades do corpo de

prova, mas no da pea. A geometria e as condies de carregamento reais do

servio das peas no so representadas pelos corpos de prova, que possuem

geometrias simples, acabamento adequado e carregamento padronizado.

Considerar somente a tenso de ruptura, o limite de escoamento ou

a resistncia fadiga no projeto de uma pea, pode resultar em falhas catastrficas.


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Alm da tenso de ruptura e resistncia fadiga, propriedades como

a tenacidade, a ductilidade e, principalmente, a microestrutura de material possuem

um importante papel no desempenho de qualquer componente.

1.2.3 - Defeitos no material

Muitas falhas originam-se em defeitos no material de uma pea.

Tanto imperfeies internas quanto superficiais podem reduzir a resistncia pois

alm de funcionarem como pontos de concentrao de tenses, constituem-se no

local adequado ao desenvolvimento de corroso do tipo pitting ou ento facilitam o

surgimento de corroso intergranular. Alm disso, segregaes, problemas de

laminao, porosidades, vazios, dobras, vincos ou outros tipos de imperfeies so

muito freqentes em componentes mecnicos.

1.2.4 - Defeitos no processo de fabricao

As falhas podem estar em alguns casos relacionadas a uma

especificao inadequada, incompleta ou ambgua do processo de fabricao do

componente. Alm disso, mudanas feitas sem uma completa avaliao de sua

repercusso, dificuldades de se seguir a especificao e erro operacional, podem

resultar em falhas do componente.

Operaes como embutimento profundo, estiramento, expanso,

reduo e dobramento, resultam em tenses residuais que, em alguns casos,

alteram as propriedades mecnicas, produzindo micro ou macrotrincas e causando

uma reduo localizada da dutilidade.

Alteraes na superfcie e modificaes metalrgicas causadas pelo

processo tm influncia na resistncia fadiga, resistncia fratura frgil e

corroso. Propriedades anisotrpicas, zonas de material dissimilar e mudanas na

orientao das tenses residuais podem ocorrer com efeitos danosos sobre a

suscetibilidade de falha do produto acabado.

A retificao freqentemente produz uma influncia nociva naresistncia fadiga das peas apesar do excelente acabamento superficial que


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produz, devido s tenses residuais trativas que acompanham o processo e a

suscetibilidade de "queima" que um defeito invisvel, mas que provoca

modificaes microestruturais localizadas com altssimas tenses residuais as vezes

acompanhadas de microtrincas. Nos aos este fenmeno produz o que se chama de

martensita no revenida ou queima de retifica. (figura 1).

FIGURA 1-. Micrografia da regio do gume de uma navalha rotativa de ao apresentando martensita

no revenida decorrente da "queima" produzida por retifica Aumento 500x. [15]

Os tratamentos trmicos incorretos tais como superaquecimento,

uso de temperaturas muito baixas ou incorretas na austenitizao e solubilizao,

velocidades de aquecimento ou resfriamento incorretas e o uso de tmpera,

revenido, recozimento e precipitaes em condies inadequadas para uma

determinada pea. Outro problema srio a descarbonetao superficial, que

provoca grande queda na resistncia fadiga.

Marcas de identificao produzidas por estampagem a frio ou por

lpis eltrico, so uma fonte potencial de falhas quando localizadas em zonas

altamente solicitadas. As marcas por descargas eltricas produzem fuso,

localizada, e, com isso, uma zona afetada pela calor.


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Decapagem cida e camadas eletrodepositadas, so processos que

produzem hidrognio nascente e, em conseqncia, a fragilizao pelo hidrognio

em peas de aos de alta resistncia.

Quando a soldagem feita em peas muito rgidas ou de grandesdimenses ou ainda em materiais de alta resistncia mecnica, a contrao do

cordo de solda durante a solidificao produz altas tenses residuais que so

capazes de provocar trincas antes mesmo da pea entrar em servio.

Tambm na fundio podem ser produzidas falhas importantes

como gotas frias, vazios, porosidades, incluses, rechupes e segregao.

1.2.5 - Defeitos ou problemas introduzidos na montagem e inspeo.

As falhas tambm podem resultar de erros de montagem no

detectados pela inspeo durante a fabricao do componente.

Este tipo de falha mais freqentemente associado a peas mveis

de equipamentos mecnicos ou estruturais. Assim, por exemplo, pode-se citar a

instalao de rolamentos de tal forma que provoque danificaes nas pistas,

instalao de rebites em estruturas de avies que produzam danos nos furos quelevem a falhas por fadiga, etc.

O desalinhamento de peas como, por exemplo, eixos,

engrenagens, mancais, vedadores e acoplamentos so tambm freqentes

causadores de falhas em servio.

1.2.6 - Uso ou operao em condies inadequadas

A operao de equipamentos sob severas condies de velocidade,

carga, temperatura, condies ambientais, ou sem uma manuteno regular e

adequada, contribui enormemente para a ocorrncia de falhas em servio.

As inspees peridicas, que normalmente fazem parte dos planos

de manuteno, podem ter uma pequena ou nenhuma influncia a menos que sejam

estabelecidas em funo de algum mecanismo de falha que caracterize o

componente em questo.


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Tais procedimentos devem ser capazes de detectar o defeito antes

que a falha ocorra.

Uma manuteno inadequada tambm contribui para falhas em

servio, despontando como um dos mais freqentes e importantes fatores. Nesteparticular a anlise de falhas funciona como uma ferramenta de reavaliao de

planos de manuteno.

2- ESTGIOS DE UMA ANLISE

Os principais estgios pelos quais deve passar a investigao e

anlise de uma falha so a seguir relacionados e comentados.

lgico que a seqncia abaixo apresentada [1] est sujeita a

alteraes, dependendo da natureza de cada caso, podendo entretanto ser colocado

da seguinte forma: .

1. Coleta de dados e seleo de amostras

2. Exame preliminar da pea que falhou

3. Ensaios no destrutivos

4. Ensaios mecnicos

5. Seleo, identificao, preservao e limpeza da superfcie dafratura

6. Exame macroscpico da fratura

7. Exame microscpico da fratura

8. Seleo e preparao de sees para anlise metalogrfica.

9. Exame e anlise das sees metalogrficas

10. Determinao do mecanismo de falha - identificao do tipo defalha

11. Anlise qumica

12. Aplicao da mecnica da fratura

13. Testes sob condies simuladas de servio

Antes do incio de qualquer anlise, e antes mesmo de comear a

cortar a pea quebrada para a confeco dos corpos de prova, o investigador deve

planejar todo o trabalho, todo o procedimento de investigao. O corte precipitado da

amostra pode inviabilizar a concluso da pesquisa, tendo em vista que muitas


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dvidas podem ocorrer ao longo do trabalho e o analista no disporia mais da pea

para anlises.

interessante o uso de uma lista de itens de verificao para

assegurar que todas as informaes relacionadas a falha sejam registradas. ( vercapitulo 3)

2.1- Coleta de dados e seleo de amostras

Inicialmente a investigao da falha deve ser orientada no sentido de

agregar todos os detalhes relacionados a mesma, coletando as informaes

disponveis relacionadas com a fabricao, processamento e histrico operacional

do componente ou estrutura que falhou, reconstituindo tanto quanto possvel a

seqncia dos eventos que precederam a falha.

Devem ser coletados todos os dados relacionados ao sistema que

falhou incluindo detalhes como velocidade, acelerao, frenagem, temperatura,

enfim tudo que se possa imaginar que esteja relacionado com o acidente ou

incidente. Inclui-se aqui entrevista com o operador do equipamento, testemunhas,

etc. para que o fato possa ser inteiramente reconstitudo.

Sempre que possvel o analista deve ir ao local onde ocorreu a falha,alm de documentar fotograficamente os detalhes da falha.

Neste estgio, que sero coletadas as amostras para anlise. Uma

vez que se depara com inmeras peas e conjuntos quebrados, ser necessrio

estabelecer toda a seqncia de falhas para se identificar a pea que rompeu em

primeiro lugar deflagrando toda a sucesso de quebras que culminou na falha geral.

Tambm necessrio o entendimento completo do funcionamento

do sistema, sua operao, cargas e solicitaes, especialmente da pea que falhou.Torna-se de capital importncia relacionar a carga com a falha para saber se esta

ocorreu em carregamento esperado e normal ou sob o efeito de uma carga

diferente.

2.2- Exame preliminar da pea que falhou

A pea que falhou, incluindo todos os fragmentos, deve sersubmetida a um exame visual antes de que seja procedida a sua limpeza.


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Freqentemente partculas de sujeira e detritos encontrados na

pea, podem ser de grande ajuda no estabelecimento das causas de um acidente ou

na determinao da seqncia dos fatos que levaram falha.

Por exemplo, traos de tinta encontrados em uma regio da fraturapodem comprovar que a trinca, na qual a tinta penetrou, j existia na superfcie da

pea antes da ruptura ocorrer. Este fato deve ser anotado e registrado.

2.3- Ensaios no destrutivos

Os ensaios no destrutivos so em muitos casos de fundamental

importncia em uma investigao.

Dentre estes ensaios destaca-se para detectar trincas e

descontinuidades superficiais a inspeo por partculas magnticas de materiais

ferrosos, a inspeo por lquidos penetrantes de no ferrosos e a inspeo

eletromagntica de materiais condutivos conhecida como "EDDY- CURRENT".

Para a deteco de defeitos internos, tanto em soldas quanto em

fundidos, torna-se de grande utilidade o uso do Raio X e a inspeo ultra-snica.

Outros mtodos como o uso de Strain Gages, da Foto-elasticidade

ou da difrao por Raio X, permitem a determinao de tenses residuais

produzidas na fabricao de peas que, em muitos casos, colaboram enormemente

para a falha.

2.4- Ensaios mecnicos

O ensaio de dureza o mais simples dos ensaios mecnicosconstituindo-se na mais verstil ferramenta disponvel para o analista de falhas. A

par de suas muitas aplicaes, o teste de dureza pode ser usado:

a) Para avaliar a dureza alcanada no tratamento trmico da pea

quebrada e compar-la a dureza especificada;

b) Para dar uma idia aproximada de resistncia a trao do

material;

c) Para detectar um endurecimento por encruamento (trabalho a

frio), amolecimento ou endurecimento superficial por superaquecimento.


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O teste de dureza tambm um ensaio no destrutivo, portanto com

toda a vantagem de no inutilizar a pea.

Quando aplicvel, deve-se fazer ensaio de trao ou de impacto

desde que a pea tenha material suficiente para a confeco dos corpos de prova.

Tambm pode ser necessria a realizao de ensaios de tenacidade

fratura e ensaios em altas ou baixas temperaturas simulando as condies de

servios.

2.5- Seleo, identificao, preservao e limpeza de superfcies de fratura

A correta seleo, preservao e limpeza da superfcie da fratura de grande importncia para evitar a destruio de evidncias que podem estar

relacionadas com a causa da falha. A superfcie da fratura pode sofrer danos

mecnicos ou qumicos. Os danos mecnicos podem ser produzidos de diferentes

modos, incluindo batidas provocadas por outros objetos. Isto pode ocorrer em

servio ou por ocasio da remoo ou transporte da pea fraturada para o local da

anlise.

O toque ou esfregamento da superfcie da fratura com os dedosdevem sempre ser evitados. Da mesma forma nunca se deve juntar as duas partes

de uma pea quebrada (as duas superfcies da fratura). Isto de nada ajudar ao

analista e, pelo contrrio, poder danificar a superfcie da fratura.

Caso seja necessrio, pode-se fazer uma limpeza qumica com

reativos adequados. No entanto deve-se tomar cuidados para que no se promova

uma corroso exagerada da superfcie danificando a mesma, o que resulta na perda

de informaes importantes quanto a falha ocorrida. Sempre que possvel, deve-seevitar esta limpeza.

2.6- Exame macroscpico da fratura

O exame detalhado da superfcie da fratura com ampliaes entre 1

e 100 vezes dever ser feito, na ordem, a olho nu, com lente manual e com um

microscpio estereoscpico. Ocasionalmente, pode haver alguma vantagem no usode um microscpio eletrnico de varredura.


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Para ampliaes at 20 vezes deve-se fotografar a fratura com

cmeras fotogrficas manuais de alta qualidade. Entre 20 e 50 vezes pode-se usar

dispositivos especiais para macrofotografias com sistemas adequados de objetivas e

iluminao.

O sistema de iluminao incidente ( vertical ou oblqua) e as

objetivas usadas nestes dispositivos proporcionam os melhores resultados para

ampliaes entre 50 e 100 vezes.

O exame da superfcie da fratura com pequenos aumentos, revela

texturas diferentes nas diferentes regies, em relao a de ruptura final, como

acontece em falhas por fadiga, corroso sob tenso e fragilizao pelo hidrognio.

A figura 4 mostra a superfcie da fratura de uma junta homocintica

e um excelente exemplo do tipo de informao que pode ser obtida do exame

macroscpico.

Nesta, as marcas radiais indicam claramente que a origem da fratura

localiza-se no ponto indicado pela seta. Da em diante as marcas de sargento

mostram que a trinca propagou-se ao mesmo tempo pelos dois bordos da pea at a

ruptura final por flexo.

FIGURA 6 - (a) Superfcie da fratura de um tubo de ao mostrando o ponto de iniciao da trinca

(seta), marcas de sargento indicando o sentido de propagao e o desenvolvimentos do cisalhamento

(Shear Lip) nas bordas da superfcie. (b) Regio de incio da falha com 5x; note que a textura da regio de

inicio difere da restante. (J. Schijve) [1]


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2.7 Exame microscpico da fratura

O exame microscpico da superfcie da fratura, tambm conhecido

por microfractografia, pode ser feito com microscpio tico, microscpio eletrnico

de transmisso (MET) e microscpio eletrnico de varredura (MEV).

O microscpio tico pode ser usado para a Fractografia embora seu

limite de resoluo e profundidade de campo imponham severas restries. Destina-

se ao uso com aumentos de, no mximo, 50 vezes.

O microscpio eletrnico de transmisso (MET) comparado ao

microscpio tico oferece maiores limites de resoluo ( aproximadamente 10 Ao) e

aumentos em torno de 300.000 vezes.( o limite mximo usual em fractografia de

30.000 vezes). Por outro lado, a baixa abertura numrica de suas objetivas

proporciona grandes profundidades de campo.

No MET, a superfcie da fratura no pode ser examinada

diretamente, tornando-se necessrio o uso de rplicas submetidas ao

sombreamento a fim de aumentar o contraste. O limite de resoluo obtido em geral

no determinado pelo instrumento mas sim pela qualidade da rplica, sendo em

torno de 50 Ao para rplica de um estgio ou estgio simples e 100 a 150 Ao para

rplicas de dois estgios.

O microscpio eletrnico de Varredura (MEV) o mais empregado

em fractografia devido ao fato de permitir o exame direto da superfcie da fratura,

sem a necessidade de se usar rplicas. Possui limites de resoluo de mais de 150

Ao, existindo limites de at 250 Ao. Na prtica estes limites so usados na

observao de superfcies de fratura com aumentos de mais de 10.000 vezes.

A grande vantagem do MEV a sua capacidade de exame defraturas em pequenos aumentos, de 50 vezes por exemplo, e ento quando neste

aumento se quer observar um pequeno detalhe "mais de perto", amplia-se a regio

com o aumento necessrio.

Tambm tem muita aplicao no exame de fratura de arames muito

finos e de chapas de pequena espessura onde seria impraticvel o uso de rplicas.

No exame de amostras no condutivas eletricamente, como

materiais no metlicos e rplicas de fraturas metlicas, torna-se necessria a


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cobertura da superfcie com uma fina camada de material condutivo, como o ouro

com espessura de 50 Ao.

Deve ser enfatizado que os instrumentos e tcnicas aqui descritos

so complementares e devero ser usados quando disponveis.

Embora a interpretao das microfractografias requerem prtica e

compreenso dos mecanismos de falha, existe somente um pequeno nmero de

aspectos bsicos de fratura que so claramente reconhecidos e indicativos de um

particular modo de falha.

2.8 - Seleo e preparao de sees para anlise metalogrfica

O exame metalogrfico de uma seo polida ou polida e atacada,

em microscpio tico uma parte vital em uma investigao de falha, devendo ser

feita dentro dos procedimentos de rotina. O exame metalogrfico proporciona ao

investigador uma informao sobre o tipo de material, sua qualidade e tratamento

trmico. Se forem encontradas anormalidades estas podero no estar associadas

com caractersticas indesejveis que conduzam a uma falha prematura. algumas

vezes possvel relacion-las a uma composio incorreta da liga, ou a fenmenos etransformaes produzidas durante o uso do componente tais como envelhecimento

em aos carbono decorrentes da precipitao de nitreto de ferro ou absoro de

hidrognio no cobre.

A anlise microgrfica pode tambm proporcionar informaes

quanto ao mtodo de fabricao (Processo) da pea e o tratamento trmico ao qual

foi submetida, tanto intencionalmente durante a fabricao quanto acidentalmente

durante o servio.Outros problemas ou defeitos produzidos em servio tais como

corroso, oxidao, severo encruamento superficial, etc., tambm podem ser

revelados e investigados.

Tambm as caractersticas de trincas encontradas nas

microestruturas, particularmente seu modo de propagao, proporcionam

informaes relacionadas aos fatores responsveis por sua iniciao e propagao.

Somente algumas regras gerais podem ser dadas quanto ao melhor

local de onde retirar amostras para anlise microgrfica, porque cada falha


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apresenta aspectos prprios que devem ser levados em conta para este propsito.

Na maioria dos casos, entretanto, deve ser determinado se o corpo de prova deve

ser retirado junto a superfcie da fratura ou numa regio na qual o defeito

desenvolvido em servio seja representativo do componente como um todo.

2.9 - Exame e anlise das sees metalogrficas

Assim como o ensaio de dureza e o exame macroscpico, o exame

das sees metalogrficas ou anlise da microestrutura, um procedimento de

praxe em qualquer anlise de falha, face a sua capacidade de revelar imperfeies

do material provocadas durante a fabricao da pea e de detectar o resultado

produzido por diferentes condies operacionais e ambientais que podem ter

contribudo para a falha.

Incluses, segregao microestrutural, descarbonetao, aumento

do teor de carbono, tratamento trmico incorreto, martensita no revenida (branca) e

corroso intergranular so algumas das muitas imperfeies metalrgicas ou

condies indesejveis que podem ser descobertas e analisadas atravs do exame

microscpico de sees metalogrficas.

2.10 - Anlise qumica

Faz parte da rotina da anlise de falhas a anlise qumica da pea,

para verificar se o material se enquadra dentro da especificao recomendada.

Pequenos desvios da composio qumica em relao composio

especificada no representam problema em relao a anlise de falha.

Em investigaes especficas, como por exemplo nas que envolvem

corroso ou corroso sob tenso, a anlise qumica de algum depsito, partcula ou

produto de corroso torna-se de enorme importncia no estabelecimento da causa

primria da falha.

Em situao que a anlise mostra que o teor de um elemento em

particular est ligeiramente acima do que o requerido na especificao no deve ser

concludo que tal desvio seja o responsvel pela falha.


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Alguns elementos gasosos, ou intersticiais, que normalmente no

aparecem numa anlise qumica, tm profundos efeitos nas propriedades mecnicas

de alguns metais. No ao por exemplo, os efeitos do oxignio, nitrognio e

hidrognio, so da maior importncia. O oxignio e o nitrognio podem aumentar o

envelhecimento por deformao e por tmpera. O hidrognio pode provocar

fragilizao quando absorvido durante a solda, limpeza catdica, eletrodeposio de

camadas metlicas etc.

2.10.1 - Anlise do substrato de peas

Vrias tcnicas analticas podem ser empregadas para determinar a

concentrao de elementos e identificar compostos, ligas, depsitos de materiais,

amostras de fludos, lubrificantes e suspenses.

Espectrografia de emisso, espectrometria e espectroscopia de

absoro atmica podem ser usados para determinar os elementos presentes em

ligas metlicas.

A anlise qumica via mida usada onde se necessite grandepreciso na determinao da concentrao de metais presentes em grandes

concentraes. Mtodos de combusto so usados para determinar a concentrao

de carbono, enxofre, nitrognio, hidrognio e oxignio.

A anlise qumica via mida empregada, tambm, para determinar

a presena e concentrao de nions tais como, cloro, nitrato e enxofre.

A difrao por Raios-X identifica compostos cristalinos na superfcie

de peas metlicas, partculas, produtos de corroso e outros depsitos superficiais.

A espectrografias por fluorescncia de Raio - X pode ser utilizada

tanto na anlise de slidos cristalinos quanto amorfos, bem como lquidos e gases.

As espectroscopias infravermelha e ultravioleta so usadas na

anlise de materiais orgnicos.

Quando um material orgnico est presente numa mistura complexa

(tal como solventes, leos, graxas, borrachas e plsticos), a mistura primeiroseparada em seus constituintes individuais por cromatografia gasosa.


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2.10.2 - Anlise da superfcie e depsitos

Juntamente com o desenvolvimento da anlise e interpretao de

fraturas pelo exame da topografia de sua superfcie, ocorreu o desenvolvimento e

aplicao de certas tcnicas analticas destinadas a coletar informaes relativas composio qumica de constituintes da superfcie.

Para este fim so usadas espectrmetros de Raio - X dispersivos e

por comprimento de onda como acessrios dos microscpios eletrnicos de

varredura (MEV) permitindo ao mesmo tempo a observao e a anlise qumica de

regies da amostra.

2.11 - Aplicao da mecnica da fratura

O uso da mecnica da fratura no projeto e previso de vida de

estruturas metlicas e tubulaes, justificam a aplicao destes conceitos na

investigao de falhas onde existam trincas ou, claro, ruptura. Isto alm de se

tornar uma ferramenta til na confeco de um programa de inspeo, permite a

formulao de medidas corretivas para evitar falhas similares.

Atravs da medida da tenacidade fratura pode ser feita a avaliao

da confiabilidade de uma estrutura.

2.12 - Teste sob condies simuladas de servio

Durante os estgios finais de uma investigao, pode se tornar

necessria a execuo de testes que simulem as condies nas quais acredita-seque a falha tenha ocorrido.

Entretanto, com freqncia, o teste de " servio simulado" no

praticvel ou por que exige equipamento muito elaborado e caro ou por que no se

conhece e compreende todas as reais condies de servio.

As falhas por corroso por exemplo, so difceis de serem

reproduzidas em laboratrio e apesar de todo o cuidado, as vezes os testes podem

levar a concluses enganosas.


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Srios erros podem ser cometidos quando se procura reduzir o

tempo requerido para o teste atravs do aumento artificial de severidade em um dos

fatores, como por exemplo, o meio corrosivo ou a temperatura de operao.

Por outro lado quando suas limitaes so claramentecompreendidas, o teste simulado de certas variveis selecionadas encontradas em

servio pode ajudar no planejamento da ao corretiva a ser adotada para evitar

falhas similares ou, no mnimo, na extenso da vida til.

A avaliao da eficcia na adoo de aditivos especiais ao

lubrificante para impedir o desgaste um exemplo da aplicao com sucesso do

teste simulado de servio empregado a um seleto nmero de variveis. A indstria

aeronutica tem usado com muito sucesso dispositivos, como o tnel de vento, parasimular algumas condies encontradas em vo, e a engenharia naval tem

empregado tanques de teste para avaliar modificaes no casco, na potncia

requerida, na cabine de passageiros e outras variveis que podem prevenir falhas ou

aumentar a segurana em servio.

Por fim a maioria dos fenmenos metalrgicos envolvidos nas

falhas podem ser satisfatoriamente reproduzidos em laboratrios, e as informaes e

resultados obtidos em tais experimentos podem ajudar ao investigador, desde quesejam reconhecidas as limitaes dos testes.

3 - Consideraes Finais

Obviamente muitas investigaes no envolvem ou no exigem

todos estes estgios. Se a causa provvel da falha est bem clara e surge logo no

incio o percurso e a extenso das investigaes que se seguirem devero serdirigidas no sentido de confirmar a causa provvel e de eliminar outras

possibilidades.

Outras investigaes seguiro a srie de estgios sugerida, e as

descobertas feitas em cada um determinaro a maneira pela qual a investigao

dever prosseguir. Assim que novos fatos modificarem as primeiras impresses,

sero desenvolvidas diferentes hipteses de causas de falhas, as quais vo ser

aproveitadas ou abandonadas conforme determinarem as descobertas.


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Onde estiverem disponveis ao investigador recursos em termos de

laboratrios e equipamentos, o mximo esforo dever ser feito no sentido de

acumular resultados e informaes sobre ensaios mecnicos, anlises qumicas,

fractogrficas e anlises microscpicas, antes de formular as concluses

preliminares. Finalmente, em investigaes nas quais a causa da falha

particularmente ilusria ou confusa, deve ser feita uma pesquisa em relatrios

publicados sobre casos similares a fim de sugerir algum indicio.

Alguns dos trabalhos feitos ao longo de uma investigao podem ser

julgados desnecessrios.

Tambm existem trabalhos aparentemente sem muita importncia

que podem ser essenciais a uma investigao. Assim possvel formar uma opiniocom relao a causa da falha a partir de um simples exame visual da superfcie da

fratura ou da observao de uma metalografia. Entretanto, antes de qualquer

concluso definitiva, deve-se procurar dados ou informaes suplementares que

confirmem a opinio original.

A total dependncia de uma concluso formada a partir de uma

nica amostra, tal como uma seco metalogrfica, pode ser considerada

insuficiente ou pelo menos posta em suspenso, a menos que se conhea casossimilares.

Itens de Verificao

Com o propsito de auxiliar na anlise das evidncias obtidas a

partir dos exames e testes bem como na formulao das concluses,

recomendvel que o analista procure responder as perguntas que compem os itens

de verificao a seguir relacionadas.

Serve, tambm, para chamar a ateno para detalhes da

investigao que podem ter passados desapercebidos.

Foi estabelecida a seqncia da falha?

Se a falha envolve a existncia de trinca ou de fratura foi

determinado o seu ponto de inicio?

A trinca iniciou na superfcie ou abaixo da superfcie?

A trinca est relacionada com concentrao de tenses?


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Qual o tamanho da trinca existente?

Qual era o valor da carga?

Qual era o tipo de carga, esttica, dinmica, trao, compresso

flexo, toro ou uma combinaes delas?

Existia vibrao? Qual a freqncia?

Houve ressonncia?

Qual o estado de tenses , como estavam elas orientadas?

Qual foi o mecanismo da falha?

O mecanismo de falha est compatvel com o carregamento?Qual era a temperatura de operao no momento da falha?

A temperatura contribuiu para a falha?

O desgaste contribuiu para a falha?

A corroso contribui para a falha?

Que tipo de corroso?

O material usado no componente foi o adequado? o melhor

que poderia ser usado?

A pea estava bem dimensionada para o servio a que estava

submetido?

As propriedades mecnicas do material estavam de acordo com

a especificao?

O material da pea estava de acordo com a especificao?

A especificao das propriedades mecnicas estavam de acordo

com o componente e sua aplicao em servio?

O componente estava tratado termicamente de forma adequada?

O componente foi fabricado usando processos adequados?

Os processos de fabricao no introduziram nenhum problema

relacionado com a falha?


20/20

O componente sofreu algum reparo ou reviso durante sua vida

e, neste caso, este servio foi feito corretamente?

O componente foi montado e/ou instalado corretamente?

Quando novo, ao entrar em servio o componente foi submetido

a um procedimento planejado para suas primeiras horas de uso?

O componente durante sua vida foi objeto de uma manuteno

adequada? Foi corretamente lubrificado?

necessrio melhorar o projeto do componentes para evitar

falhas similares?

A falha no est relacionada ao uso abusivo do componente?

H probalidade desta falha ocorrer nos componentes similares

que estejam em servio, e o que pode ser feito para evitar que

eles tambm falhem?

Em geral a resposta a estas perguntas resultar da combinao dos

registros, ensaios, anlises e testes etc. realizados ao longo dos diversos estgiosrelacionados no captulo 2. Entretanto, a causa ou causas da falha nem sempre

poder ser determinada com certeza . Neste caso a investigao indicar a causa

mais provvel a partir de concluses baseadas em conjecturas.

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