Partículas MagnéticasDescrição

O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localizaçãode descontinuidades superficiais e sub-superficiais emmateriais ferromagnéticos.

Pode ser aplicado tanto em peças acabadas quanto semi-acabadas e durante as etapas de fabricação.

Partículas MagnéticasAplicação

O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campomagnético.

Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja afalta de continuidade das propriedades magnéticas do material, irão causarum campo de fuga do fluxo magnético.

Com a aplicação das partículas ferromagnéticas, ocorrerá a aglomeraçãodestas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles atraídas devido aosurgimento de pólos magnéticos.

A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo avisualização do formato e da extensão da extensão da descontinuidade.

Partículas MagnéticasMagnetismo

Todos nós conhecemos os imãs e dizemos que um materialferromagnético nas proximidades de um imã é por esteatraído.

O magnetismo é um fenômeno de atração que existe entreesses materiais. Nota-se que por vezes o fenômeno pode serde repulsão ou de atração.

Os imãs podem ser naturais, conhecidos como “pedras-imãs”e os artificiais, fabricados a partir de aços com propriedadesmagnéticas específicas para esse fim.

Partículas MagnéticasQuando estudamos uma barra imantada, verificamos que ascaracterísticas magnéticas da barra não são iguais ao longo da mesma,porém verificamos que ocorre uma concentração da força magnética deatração ou repulsão nas extremidades.

A estes pontos onde se manifestam a atração com maior intensidadedamos o nome de pólos magnéticos.

Partículas MagnéticasSe dispusermos de duas barras imantadas e colocarmos umapróxima da outra, deixando uma fixa e a outra livre, verificaremosque ocorrerá uma força de atração entre as barras de modo a fazercom que se unam.

No entanto, se separarmos as barras e girarmos a barra móvel de180° e novamente aproximarmos, verificaremos que ao invés deocorrer a atração, ocorrerá a força de repulsão, o que nos leva aconcluir que temos duas espécies de pólos.

Uma que promove a atração e o outro que promove a repulsão. Istoé, numa mesma barra os pólos não são iguais.

É por isso que se diz que pólos iguais se repelem e pólos diferentesse atraem.

Partículas MagnéticasCampo magnético

Uma região do espaço que foi modificada pela presença de umimã , recebe a denominação de campo magnético.

O campo magnético pode ser visualizado quando limalha dematerial ferromagnético é pulverizado sobre um imã.

Tais partículas se comportam como minúsculos imãs e sealinham na direção do campo magnético, formando o quechamamos de linhas de indução ou linhas de fluxo.

Partículas Magnéticas

As linhas de indução são sempre contínuas e mostramclaramente a forma do campo magnético.

Forma do campo magnético produzido por uma barra imantada evisualizada por limalha de ferro.

Partículas MagnéticasCampo de Fuga

O desvio das linhas de força dá origem a novos pólos, provocando dispersãodas linhas de fluxo magnético que dão origem ao “Campo de Fuga”.A figura demonstra como as linhas de força são perturbadas pela presençade uma descontinuidade dando origem ao campo de fuga.

Peça contendo uma trincasuperficial, dando origem aocampo de fuga.

Partículas MagnéticasNo ensaio por partículas magnéticas, ao aplicarmos um póferromagnético, constituído de partículas finamente divididas,as quais denominadas de pó magnético, no local onde surgirum campo de fuga, devido à formação de um dipolomagnético, provocará o agrupamento das partículas, ou seja,as partículas se acumulam em todo contorno de um campo defuga.

Desta forma, poderíamos dizer que o ensaio por partículasmagnéticas é um “detetor” de campos de fuga, que são“evidenciados” pela presença de acúmulos de partículas.

Partículas MagnéticasNa prática ocorre um campo de fuga adequado na região das

descontinuidades, a intensidade de campo, deve atingir valoresadequados e as linhas de força devem ser o mais perpendicularpossível ao plano da descontinuidade, caso contrário não serápossível o acúmulo das partículas de forma nítida.

Corte seção transversal de umajunta de topo e o pó magnéticoindicando trinca superficial nasolda.

Partículas MagnéticasOutro aspecto interessante que podemos observar é que ocampo de fuga somente ocorre quando existe uma diferençana continuidade das características magnéticas do materialbase inspecionado.

Assim todas as descontinuidades a serem detectadas, trincas,escórias, falta de fusão, porosidade, inclusões , etc.. possuemcaracterísticas magnéticas bem diferente do metal base, o queatribui ao ensaio grande sensibilidade de detecção.

Partículas MagnéticasOutro aspecto também é a não existência de um tamanho

mínimo da descontinuidade para que ocorra o campo de fuga, oque faz com que o método de ensaio por partículas magnéticasseja mais eficiente dos métodos superficiais até mesmo que oensaio por líquidos penetrantes , para materiais ferromagnéticos.

Ensaio de partículas magnéticas

pela técnica do Yoke.

Partículas MagnéticasMagnetização e Técnicas

Magnetização Longitudinal

É assim denominado o método de magnetização que produz umcampo magnético longitudinal da peça e fechando o circuito atravésdo ar. Portanto, recomendamos para a detecção dedescontinuidades transversais na peça A magnetização longitudinalé obtida por indução de campo por bobinas ou eletroimãs.

Partículas MagnéticasMagnetização Circular

Neste método, que pode ser tanto por indução quanto porpassagem de corrente elétrica através da peça , as linhas de forçaque formam o campo magnético circulam através da peça emcircuito fechado, não fazendo uma “ponte” através do ar.

Método de magnetizaçãocircular, por passagem decorrente elétrica por umcondutor.

Partículas MagnéticasTécnicas do Ensaio

Técnica dos Eletrodos

É a técnica de magnetização pelautilização de eletrodos, tambémconhecidas como pontas quequando apoiadas na superfície dapeça, permitem a passagem decorrente elétrica pela peça. Ocampo magnético criado é circular.Esta técnica é geralmente aplicadaem peças brutas fundidas, emsoldas, nas indústrias de siderurgia,caldeiraria e outros.

Partículas MagnéticasA técnica dos eletrodos induz um campo magnético que é dependente dadistância entre os eletrodos e a corrente elétrica que circula por eles. Emgeral estes valores são tabelados e disponíveis nas normas técnicas deinspeção aplicáveis ao produto ensaiado.A intensidade de corrente a ser utilizada depende da distância entre oseletrodos e da espessura da peça a ser inspecionada. Estes valores sãomostrados abaixo:

Espessura da peça Amperes por mm no espaçamento entre eletrodos

< 19 mm 3,6 a 4,4

> 19 mm 4,0 a 5,0

Partículas Magnéticas

O espaçamento entre os eletrodos não deve ultrapassar a 8

polegadas. Espaçamentos menores podem ser utilizados paraacomodar limitações geométricas na área que está sendoexaminada, porém espaçamentos menores que 3 polegadasdevem ser evitadas. Os pólos de contato dos eletrodos devemestar limpos.

Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas entreos pontos de contato dos eletrodos, numa direçãoaproximadamente perpendicular às linhas de força do campomagnético estabelecido na peça.

Partículas Magnéticas

Aparelho típico para magnetização porpassagem de corrente elétrica denominadatécnica de eletrodos.

Estes equipamentos são portáteis,permitindo atingir até 1500 Ampéresutilizando corrente contínua ou alternada.

Cuidados devem ser tomados quanto aomeio ambiente de operação destesequipamentos pois estes produzem faíscaselétricas que podem causar explosões napresença de gases ou produtos inflamáveis.

Partículas MagnéticasA técnica de eletrodos freqüentemente produz faíscas nos pontos

de contato dos eletrodos com a peça, o que impede a utilizaçãodesta técnica em ambientes onde existem gases explosivos ou aindaquando a peça a ser examinada está na sua fase final usinada , nãoadmitindo qualquer dano nas suas superfícies.

Uso da técnica de eletrodos parainspeção de uma solda de conexão.

Partículas MagnéticasTécnica de Contato Direto

Também conhecida como magnetização por placas ou cabeçotes decontato.

Devido sua aplicação maior ser através de máquinas estacionárias, édefinida como sendo a técnica de magnetização pela passagem decorrente elétrica de extremidade a extremidade da peça. O campomagnético formado é circular.

Esta técnica se difere da técnica por eletrodos descrita, pois éaplicável em sistemas de inspeção automáticos ou semi-automáticos, para inspecionar barras, eixos, parafusos,principalmente nas indústrias automobilísticas ou em fabricas deprodutos seriados de pequeno porte.

Partículas MagnéticasNesta técnica, corrente elétricacontínua ou alternada poderão serutilizadas, sendo recomendado peloCódigo ASME uma limitação de 300até 800 Ampéres/pol. de diâmetroexterno quando a geometria forredonda.

Outras limitações de corrente elétricapodem ser requeridas, dependendoda norma ou especificação aplicávelna inspeção.

Técnica do contato direto

Partículas MagnéticasPara peças outras que não redondas, a corrente elétrica podeser determinada pelo diâmetro maior da peça na seçãoperpendicular ao fluxo da corrente elétrica.

Se o nível de corrente elétrica não pode ser obtida porlimitações técnicas dos equipamentos utilizados, então deveser empregado o padrão indicativo de campo magnético paracertificação de que a máxima corrente elétrica aplicada ésatisfatória.

Partículas Magnéticas

Fotos mostrando a técnica de magnetização circular por contato direto.Na foto esquerda o técnico pulveriza o pó magnético seco num eixomagnetizado por passagem de corrente elétrica.Na foto direita o técnico posiciona uma barra para a técnica de contato direto.

Partículas MagnéticasTécnica da Bobina

Nessa técnica a peça é colocada no interior de uma bobina ousolenóide, ocorrendo um campo longitudinal na peça.

A bobina é formada por um enrolamento de fios condutores dacorrente elétrica alternada ou contínua, que originam o campomagnético de intensidade que dependerá da corrente elétrica quepassa pela bobina e o número de voltas que o enrolamento dabobina foi formado (amperes-volz).

Partículas MagnéticasPara peças onde a razão L/D , onde L é o comprimento da peça

sendo no máximo 18 polegadas e D o seu diâmetro, for maior ouigual a 4 , a intensidade do campo pode ser calculada através dafórmula:

Ampére-volta = 35000 / (L/D) + 2 ( ± 10% )

Ensaio de um virabrequim pela técnica dabobina.Conjunto da Bobina e sistema de spray deágua contendo pó magnético.

Partículas MagnéticasPara peças grandes, a intensidade de magnetização deve estar entre

1200 ampéres-volts e 4500 ampéres-volts.

A utilização de padrões indicativos de campo pode estabelecer acorrente elétrica mais indicada.

Foto mostrando a técnica demagnetização longitudinal de um eixo,por bobinas.

Partículas MagnéticasTécnica do Yoke (mais utilizada)

É a técnica de magnetização pela indução em campo magnético,gerado por um eletroimã, em forma de "U" invertido, que é apoiadona peça a ser examinado.

Pelo eletroimã circula a corrente elétrica alternada ou contínua.

É gerada na peça um campo magnético paralelo a linha imagináriaque une as duas pernas do Yoke.

Técnica de inspeção por Yokeeletromagnético.

Partículas Magnéticas

Os yokes produzem campos magnéticos longitudinais, podendo serde pernas fixas ou de pernas articuláveis, conhecidos como yokes depernas articuladas. Os de pernas articuláveis são mais eficientes porpermitirem uma série deposições de trabalho com garantia de umbom acoplamento dos pólos magnéticos.

A sua vantagem está em não aquecer os pontos de contato, já que atécnica usa corrente elétrica magnetizante que flui peloenrolamento da bobina do yoke, e não pela peça.

Partículas MagnéticasDurante a inspeção, as descontinuidades são detectadas entre os

pontos de contato do yoke, em uma direção aproximadamenteperpendicular às linhas de força do campo magnético estabelecidopela peça, conforme apresentado na figura.

Variação de uso a 90°, poistrincas paralelas à linha deforça não são detectadas.

Partículas Magnéticas

Magnetização utilizando o yoke.