O que é um detector de defeitos por ultrassom
Um detector de defeitos por ultrassom envia um pulso de som para dentro da peça e lê o que volta. Uma descontinuidade dentro do material reflete parte do pulso antes de a parede posterior o fazer, e o tempo gasto e a amplitude devolvida dão juntos a posição e uma medida do tamanho do defeito. Como o som atravessa o material, e não contorna a peça, o método encontra defeitos inteiramente internos, e é isso que faz dele o companheiro habitual de um método superficial em trabalho soldado e forjado.
A medição tem duas partes. O equipamento gera, cronometra e exibe; a sonda decide o que pode ser encontrado. Uma sonda de feixe reto envia o som ao longo do eixo do feixe e encontra laminações e defeitos paralelos à superfície. Uma sonda angular refrata o feixe para dentro do material em um ângulo definido, e é em torno dela que a inspeção de solda se organiza, porque os defeitos de interesse em uma solda normalmente ficam oblíquos à superfície e exigem um feixe que os atravesse.
A dificuldade é que o equipamento mostra ecos, e não defeitos. Decidir qual eco é uma falha, qual é reflexão geométrica do reforço ou da raiz da solda e qual é ruído elétrico é o julgamento do operador, e é dele que o método depende, e é por isso que a calibração com bloco de referência e um procedimento escrito ficam no centro de qualquer inspeção, e não na periferia.
Como um detector de defeitos por ultrassom mede
Uma sonda piezoelétrica converte um pulso elétrico em som e o som que retorna de novo em tensão. O equipamento mede o intervalo entre o pulso transmitido e cada eco, converte isso em distância usando a velocidade do som do material - que no aço é em torno de 5920 m/s no modo longitudinal - e apresenta o resultado como um traço em que os ecos aparecem como deflexões verticais ao longo de um eixo de distância. A velocidade precisa ser ajustada ao material, porque o mesmo retardo de tempo se transforma em uma distância diferente no alumínio ou no aço inoxidável austenítico.
A definição do tamanho se apoia em uma relação entre a amplitude do eco e o tamanho do refletor, e essa relação é estabelecida com refletores de tamanho conhecido em um bloco do mesmo material. O equipamento traça uma curva amplitude-distância a partir dessas referências, e os ecos seguintes são comparados com ela, de modo que um defeito é informado em termos de diâmetro de furo de fundo plano equivalente ou de um comprimento em um limiar de amplitude declarado. Como a curva depende da sonda, do material e da geometria, ela é construída para cada serviço, e não aproveitada do serviço anterior.
Os limites práticos vêm do feixe. O som precisa entrar, então a superfície tem de ser lisa o bastante e um acoplante tem de preencher a folga; uma superfície rugosa ou com carepa perde a maior parte da energia antes que ela entre na peça. O feixe também tem largura e campo próximo, de modo que um defeito menor que a largura do feixe é dimensionado pelo feixe, e não por ele mesmo, e um defeito perto da superfície fica em uma zona em que o feixe ainda não se formou. As sondas angulares acrescentam geometria ao cálculo, e é por isso que o ângulo da sonda e a preparação da solda fazem parte do que o procedimento de inspeção declara.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Tipo de sonda | Uma sonda de feixe reto ou uma sonda angular com um ângulo de refração declarado | O que o equipamento consegue encontrar. Uma sonda de feixe reto não consegue cruzar um defeito paralelo ao próprio feixe. |
| Frequência da sonda e tamanho do cristal | A frequência nominal da sonda e o tamanho do seu elemento ativo | O equilíbrio entre penetração e resolução. Uma frequência mais alta resolve defeitos menores e penetra menos; um cristal maior envia um feixe mais largo e com mais energia. |
| Largura de banda e faixa de ganho do equipamento | A faixa de frequência que o receptor aceita e o ganho máximo disponível | Se a sonda pode ser excitada na frequência para a qual foi projetada e se ecos fracos podem ser elevados o bastante para serem lidos. |
| Curvas de distância e de amplitude | DAC, AVG ou TCG, e se o equipamento consegue construir e armazenar mais de uma | Como um defeito é dimensionado e registrado. Sem uma curva de referência, a amplitude do eco por si só diz muito pouco. |
| Taxa de amostragem e resolução exibida | A taxa com que o sinal de retorno é digitalizado e a resolução do display | Se ecos muito próximos continuam separados e se seções finas podem ser lidas. |
| Display e modo | Somente A-scan, ou A-scan com B-scan ou uma forma de onda de referência armazenada | Se o operador consegue ver a geometria de um defeito, e não apenas um conjunto de ecos, e se um traço pode ser guardado como evidência. |
| Armazenamento e relatório | Memória interna, armazenamento removível e o formato de relatório que o equipamento consegue produzir | Se um registro de inspeção pode ser emitido e arquivado, que é o que a maioria dos procedimentos exige depois do fato. |
| Blocos de referência e calibração | Os blocos e as sondas guardados para a calibração e o intervalo em que o conjunto é verificado | Se se pode comprovar que a inspeção foi feita com um equipamento calibrado, o que dá validade ao registro. |
Como escolher um detector de defeitos por ultrassom
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| O material e a sua velocidade do som | A escala de distância é calculada a partir da velocidade, e um material grosseiro ou austenítico também espalha o feixe e eleva o piso de ruído | Informe o material e o grau. Tratando-se de material fundido ou austenítico, diga isso, porque muda a sonda e a frequência. |
| O defeito procurado e onde ele fica | Uma laminação interna, uma trinca na perna da solda e um defeito de forjamento ficam em profundidades e orientações diferentes e exigem sondas diferentes | Descreva como se espera que o defeito tenha se formado e em que ponto da seção ele deve estar. |
| Espessura da seção e geometria | Seções finas excluem baixas frequências e colocam os defeitos dentro do campo próximo, e uma geometria complexa devolve ecos da própria forma | Informe a faixa de espessura e um desenho da junta ou da seção, incluindo a preparação da solda. |
| A norma de aceitação | Ela indica os blocos de referência, os ângulos de sonda, o padrão de varredura e os limiares de registro, e muitas vezes fixa a classe do equipamento | Cite a norma e o nível de aceitação, em vez de descrever o requisito em termos gerais. |
| A condição da superfície | O som precisa entrar no material, e superfícies rugosas, com carepa ou revestidas perdem o feixe antes que ele seja útil | Descreva a superfície como ela estará no momento da inspeção, e não como está desenhada. |
| Se o registro precisa ter valor probatório | Um relatório completo, com traços armazenados e dados de calibração, muda a classe do equipamento e o tempo que a inspeção leva | Diga se os traços precisam ser arquivados, se relatórios são emitidos e quem vai lê-los. |
Se algum desses pontos ainda estiver em aberto, envie o que já se sabe junto com o desenho da junta. Um orçamento pode ser emitido com base na geometria e na norma e refinado quando os demais números estiverem disponíveis.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um detector de defeitos por ultrassom normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a um detector de defeitos por ultrassom |
| Equipamentos de ensaio por partículas magnéticas | Encontra defeitos superficiais e subsuperficiais em material ferromagnético ao transformar a peça em um ímã, e mostra a indicação diretamente na superfície. Não enxerga um defeito fundo em uma seção, que é exatamente o serviço de um equipamento por ultrassom, e não funciona em material não ferromagnético. |
| Medidores de espessura por ultrassom | Usa o mesmo princípio de pulso-eco, mas lê apenas o intervalo até a parede posterior, de modo que informa quanto material resta, em vez de procurar uma descontinuidade. É um instrumento de levantamento de corrosão; um detector de defeitos é um instrumento de procura de defeitos, e os dois se distinguem por quanto do sinal de retorno eles interpretam. |
| Medidores de espessura de revestimento | Mede uma camada sobre a superfície por meio magnético ou por correntes parasitas e nada diz sobre o que está dentro do material. Em uma peça revestida, o revestimento muitas vezes precisa ser descontado da leitura ultrassônica, e não medido pelo mesmo instrumento. |
| Inspeção radiográfica | Faz a radiação atravessar a peça e registra uma imagem do volume interno, o que dá uma imagem bidimensional permanente do defeito. Exige acesso pelos dois lados e traz um regime de segurança radiológica, e é menos sensível que o ultrassom a defeitos planares finos que não reduzem a espessura da parede na direção do feixe. |
| Ensaio por correntes parasitas | Encontra defeitos superficiais e subsuperficiais em material condutivo sem acoplante e varre tubos com rapidez. A penetração é rasa, de modo que complementa o ensaio por ultrassom em tubos e barras, em vez de substituí-lo em seções espessas. |
| Ensaio de emissão acústica | Escuta o som liberado por um defeito que cresce ativamente, sob carga, em vez de procurá-lo. Levanta uma estrutura inteira de uma vez e localiza a fonte, mas exige um ciclo de carga e diz pouco sobre o tamanho de um defeito inativo. |
Um detector de defeitos procura uma descontinuidade em qualquer ponto da seção e lê os ecos que voltam dela; um medidor de espessura lê apenas a parede posterior. Essa fronteira - quanto do sinal é interpretado - é o que separa os dois tipos de produto.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- O material e o grau, e se ele é de grão grosseiro ou austenítico
- O defeito procurado, como se espera que ele tenha se formado e em que ponto da seção ele fica
- A faixa de espessura da seção e um desenho da junta ou da geometria
- A norma de aceitação e o nível de aceitação a adotar
- A condição da superfície no momento da inspeção
- Os tipos de sonda previstos para o uso, incluindo ângulos e frequências se a norma os fixar
- Se são exigidos traços armazenados e relatório escrito
- Se o equipamento é usado em oficina ou em campo, e a alimentação disponível
- Blocos de referência ou arranjos de calibração disponíveis no local
- Quantidade, porta de destino e data de entrega exigida
