Ensaios de MateriaisEquipe 4Prof: Edson Frota

Daniel RobrioVicente

END Ensaios no-destrutivos

Ensaios por partculas magnticas

Descrio e aplicabilidade do mtodoO ensaio por partculas magnticas utilizado na localizao de descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnticos. Pode ser aplicado tanto em peas acabadas quanto semiacabadas e durante as etapas de fabricao.

O processo consiste em submeter a pea, ou parte desta, a um campo magntico. Na regio magnetizada da pea, as descontinuidades existentes, ou seja a falta de continuidade das propriedades magnticas do material, iro causar um campo de fuga do fluxo magntico. Com a aplicao das partculas ferromagnticas(xido de ferro ou limalha de ferro), ocorrer a aglomerao destas nos campos de fuga, uma vez que sero por eles atradas devido ao surgimento de polos magnticos. A aglomerao indicar o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualizao do formato e da extenso da descontinuidade.

Mtodos e Tcnicas de MagnetizaoMagnetizao Longitudinal assim denominado o mtodo de magnetizao que produz um campo magntico longitudinal da pea, fechando o circuito atravs do ar. Utilizado para a deteco de descontinuidades transversais na pea. A magnetizao longitudinal obtida por induo de campo por bobinas ou eletroms.

Magnetizao CircularNeste mtodo, que pode ser tanto por induo quanto por passagem de corrente eltrica atravs da pea , as linhas de fora que formam o campo magntico circulam atravs da pea em circuito fechado, no fazendo uma ponte atravs do ar. usada para a deteco de descontinuidades longitudinais.

Magnetizao Multidirecional um mtodo em que simultaneamente so aplicados na pea dois ou mais campos magnticos: um, pelo mtodo longitudinal e o outro pelo mtodo circular ou ainda campos circulares em vrias direes. portanto a combinao de duas tcnicas que produzem um vetor rotativo, que permite observar, de uma s vez, as descontinuidades em com diversas orientaes.

Mquina para ensaio por partculas magnticas de uma pea fundida para indstria hidroeltrica, usando a tcnica multidirecional.

Tcnicas de MagnetizaoO processo de magnetizao obtido atravs de induo de campo magntico ou por induo de corrente eltrica. Dizemos que h induo de campo quando o campo magntico gerado na pea induzido externamente. J no processo de magnetizao por passagem de corrente, a pea em inspeo faz parte do circuito eltrico do equipamento de magnetizao, isto , a corrente de magnetizao, circula pela prpria pea.

Magnetizao por passagem de corrente eltrica pela pea a tcnica de magnetizao, em que a corrente circula pela pea. So duas:

Tcnica dos eletrodos; Tcnica de contato direto.

A Tcnica dos EletrodosTcnica de magnetizao pela utilizao de eletrodos, tambm conhecidas como pontas. Tais pontas quando apoiadas na superfcie da pea, permitem a passagem de corrente eltrica pela mesma. O campo magntico criado circular. Esta tcnica geralmente aplicada em peas brutas fundidas, em soldas, nas indstrias de siderurgia, caldeiraria e outros.

A tcnica dos eletrodos induz um campo magntico que dependente da distncia entre os eletrodos e a corrente eltrica que circula por eles. Em geral estes valores so tabelados e disponveis nas normas tcnicas de inspeo aplicveis ao produto ensaiado.

Aparelho tpico para magnetizao por passagem de corrente eltrica denominada tcnica de eletrodos.

A tcnica de eletrodos frequentemente produz fascas nos pontos de contato dos eletrodos com a pea, o que impede a utilizao desta tcnica em ambientes onde existem gases explosivos ou ainda quando a pea a ser examinada est na sua fase final usinada , no admitindo qualquer dano nas suas superfcies.

A Tcnica de Contato DiretoTambm conhecida como magnetizao por placas ou cabeotes de contato. Devido sua aplicao maior ser atravs de mquinas estacionrias, definida como sendo a tcnica de magnetizao pela passagem de corrente eltrica de extremidade a extremidade da pea. O campo magntico formado circular. Esta tcnica se difere da tcnica por eletrodos, pois aplicvel em sistemas de inspeo automticos ou semiautomticos, para inspecionar barras, eixos, parafusos, principalmente nas indstrias automobilsticas ou em fabricas de produtos seriados de pequeno porte.

Fotos mostrando a tcnica de magnetizao circular por contato direto.Na foto esquerda o tcnico pulveriza o p magntico seco num eixo magnetizado por passagem de corrente eltrica. Na foto direita o tcnico posiciona uma barra para a tcnica de contato direto.

Tcnicas de Magnetizao por Induo de Campo MagnticoA Tcnica da BobinaNessa tcnica a pea colocada no interior de uma bobina ou solenide, ocorrendo em um campo longitudinal da pea. A bobina formada por um enrolamento de fios condutores da corrente eltrica alternada ou contnua, que originam o campo magntico de intensidade que depender da corrente eltrica que passa pela bobina e o nmero de voltas que o enrolamento da bobina foi formado ( amperesvolta).

Ensaio de um virabrequim pela tcnica da bobina

A Tcnica do Ioque ou Yoke a tcnica de magnetizao pela induo em campo magntico, gerado por um eletrom, em forma de "U" invertido, que apoiado na pea a ser examinado. Pelo eletrom, circula a corrente eltrica alternada ou contnua. gerada na pea um campo magntico paralelo a linha imaginria que une as duas pernas do Yoke. Os ioques produzem campos magnticos longitudinais, podendo ser de pernas fixas ou de pernas articulveis, conhecidos como Ioques de pernas articuladas. Os de pernas articulveis so mais eficientes por permitirem uma srie de posies de trabalho com garantia de um bom acoplamento dos plos magnticos.

A Tcnica do Condutor CentralA tcnica do condutor central caracterizada pela passagem de um fio condutor ou conjunto de cabos condutores pelo centro da pea a inspecionar. A passagem da corrente eltrica atravs do condutor, permitir induzir um campo magntico circular na superfcie interna e/ou externa da pea. Assim sendo, a pea a ser inspecionada por este processo, deve ter geometria circular, tais como: flanges, anis , porcas, e outras. Quando grandes dimetros de peas devam ser inspecionadas, o condutor pode ser posicionado perto da superfcie interna da pea, deslocado do centro.

Indicao de trinca detectado pela tcnica do condutor central. Observe a linha circular formada na superfcie do anel pelo acmulo do p magntico.

Mtodos de Ensaio:As partculas magnticas podem ser fornecidas na forma de p, em pasta ou dispersas em lquido. Em todos os casos, as partculas se constituem de um p ferromagntico de dimenses, forma, densidades e cor adequados ao exame.Denominamos de via ou veculo , o meio no qual a partcula est sendo aplicada:

Via seca(ar);Via mida(liquido).

Via SecaAs partculas via seca, se apresentam em p tendo como veculo o ar. Esse tipo de partcula aplicado nas peas com bulbos de borracha; embalagens plsticas; pulverizadores de ar comprimido baixa presso. Ex:

Vantagens da via seca: timo processo para deteco de descontinuidades superficiais e sub-superficiais de porte mdio ou grande; Indicada para superfcies com temperaturas de at 300 C.

Desvantagens da via seca: Apresenta baixa capacidadede deteco para descontinuidades muito finas ou rasas.

Via midaAs partculas via mida, se apresentam em uma suspenso lquida, o que aumenta sensivelmente a sua mobilidade medida que diminui a viscosidade do lquido utilizado como veiculo, essa soluo chamada de banho.

Ex:

Vantagens da via mida: Maior sensibilidade para

Desvantagens da via mida: Limita-se a superfcies com

deteco de pequenas descontinuidades; Aplicao rpida para ensaio

temperaturas at 60 C; Pouco visvel para deteco

em pequenas peas em grande quantidade; Reaproveitamento contnuo

de descontinuidades subsuperficiais.

do banho.

Escolha do tipo das partculas magnticasA escolha da cor das partculas fica associada ou definida em funo da cor de fundo, cor da superfcie da pea em exame, temperatura da superfcie, posio da pea. Procuramos usar uma partcula cuja cor produza com a superfcie, o melhor contraste possvel, garantindo-se dessa forma maior sensibilidade visual. No mercado podemos encontrar partculas a serem aplicadas por via seca nas

cores: branca, cinza, amarela, vermelha e preta. Com a finalidade de promover melhor visualizao das partculas. Foram desenvolvidos mais recentemente os lquidos de contraste, que uma tinta branca em embalagem spray que aplicada de forma uniforme sobre a superfcie de teste, garantindo um fundo uniforme que vai contrastar com a cor da partcula, aumentando-se a sensibilidade da visualizao.Unidade estacionria de inspeo por partculas magnticas via mida de eixos de grande porte

Tcnicas de ensaio Tcnica do Campo ContnuoConsiste em aplicar as partculas tanto pela tcnica via seca, como pela tcnica via mida durante a magnetizao, ou seja, durante o perodo em que a fora magnetizante (corrente eltrica) est sendo aplicada. Este mtodo fornece uma sensibilidade bem maior que no mtodo residual.

Tcnica do Campo ResidualS pode ser aplicado se especificado no desenho, contrato ou outro documento pertinente. Consiste em aplicar as partculas aps a fora de magnetizao ter sido removida, utilizada somente em materiais que apresentam alta retentividade.

DesmagnetizaoAlguns materiais, devido as suas propriedades magnticas, so capazes de reter parte do magnetismo aps a interrupo da fora magnetizante. Conforme a aplicao subsequente destes materiais, o magnetismo residual ou remanescente poder criar problemas, sendo necessrio a desmagnetizao da pea. Podemos resumir as razes para desmagnetizao de uma pea como sendo.

DesmagnetizaoA necessidade de desmagnetizao explicada pelos seguintes fatores: O campo residual pode atrair e reter cavacos ou limalhas, em uma operao de usinagem posterior, prejudicando o acabamento da pea; Peas que trabalham em rotao, como rolamentos, o campo residual pode atrair cavacos ou limalhas, que iro apressar o desgaste das mesmas; Os campos de fuga presentes em peas a serem utilizadas, perto de equipamentos sofisticados podem interferir no bom funcionamento destes; A presena de campos residuais pode dificultar a remoo de limalhas e cavacos das peas na operao de limpeza.

Aparelhos para avaliao do campo magntico residual. Gaussmetro(da esquerda) e Medidor de Campo(da direita).

Tcnicas de DesmagnetizaoSo vrias as tcnicas de desmagnetizao sendo que todas so baseadas no princpio de que, submetendo a pea a um campo magntico que continuamente invertido e gradualmente reduzindo a zero, aps um determinado perodo e um nmero de ciclos, a pea ser desmagnetizada. Isto pode ser obtido fazendo a pea passar pelo interior de bobinas percorridas por corrente alternada.

Interferncia nos processos de Usinagem:Uma pea com magnetismo residual poder interferir nos processos futuros de usinagem, pois o magnetismo da pea induzir a magnetizao das ferramentas de corte afetando o acabamento da pea. A reteno de limalha e partculas contribuir para a perda do fio de corte da ferramenta.

Interferncia nos processos de Soldagem:A interferncia em operao de soldagem se faz sentir com a deflexo do arco eltrico, desviando-o da regio de soldagem, interferncia conhecida como sopro magntico, que prejudicar em muito o rendimento e a qualidade da solda.

A desmagnetizao dispensvel quando- Os materiais possuem baixa retentividade; - As peas forem submetidas a tratamento trmico. As peas de ao que estiverem magnetizadas, ao atingir a temperatura de 750 C, chamado ponte Curie, perdem a magnetizao; - As peas forem novamente magnetizadas.

Procedimentos para o ensaio Preparao da Superfcie; Escolha do mtodo e da tcnica de magnetizao; Mtodo de aplicao das partculas; Tipos de partculas que sero usadas; Tcnicas de desmagnetizao; Limpeza aps o ensaio.

mtodos de limpeza: Jato de areia ou granalha; Escova de ao.

Seleo do equipamento e das partculas magnticas:Depender da forma da pea a ser ensaiada, do local para execuo do ensaio, do acabamento superficial da pea, e da especificao tcnica para inspeo.

Segurana no ensaioA segurana no manuseio das partculas magnticas, secas ou midas, leo, condicionadores, solventes, devem ser descritos pelos fabricantes destes produtos, no entanto devemos chamar a ateno para algumas caractersticas ligadas segurana no manuseio, tais como:

Inflamabilidade; Riscos de Inalao; Riscos eletricidade;

Adaptao ao ambiente escurecido

As principais vantagens da inspeo com partculas magnticas so: capaz de detectar descontinuidades superficiais e sub-

superficiais; Sua realizao relativamente simples e rpida; A preparao das peas para o ensaio simples, no havendo

necessidade das possveis descontinuidades estarem necessariamente abertas superfcie, como no ensaio com lquidos penetrantes; O tamanho e a forma da pea inspecionada tem pouca ou

nenhuma influncia no resultado.

As principais limitaes so: Aplicvel apenas aos materiais ferromagnticos, ou seja,

principalmente os aos estruturais ao carbono, de baixa e mdia liga, ferros fundidos, ligas a base de cobalto; A forma e a orientao das descontinuidades em relao ao

campo magntico interferem fortemente no resultado do ensaio, sendo necessrio, em muitos casos, a realizao de mais de um ensaio na mesma pea; Muitas vezes necessria a desmagnetizao da pea aps a

inspeo.

ateno !EQUIPE 4 Robrio Vicente Daniel

Sobral, 03 de dezembro de 2012