45700748 Apostila de Inspecao Visual

7/22/2019 45700748 Apostila de Inspecao Visual

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Iluminao e Inspeo Visual

1 - Introduo

A inspeo visual foi provavelmente o primeiro ensaio no destrutivo usado pelohomem, mas continua sendo o mais usado, por o mais barato, e geralmente precedequalquer outro ensaio. A sua principal vantagem fornecer dados quantitativos (alm dasinformaes qualitativas) mais facilmente que os outros ENDs. Alguns testes so baseadosnas leis da tica geomtrica e outros fazem uso das propriedades ondulatrias da luz. Esteensaio tem sido usado principalmente para a inspeo de:

Superfcies expostas ou acessveis de materiais opacos e equipamentos parciais outotalmente montados e objetos acabados e;

Interior de objetos transparentes ou translcidos, como o vidro, quartzo, alguns plsticos,alm de lquidos e gases para determinao do tamanho, forma cor, acabamento,refletividade, presena de descontinuidades superficiais grosseiras e funcionalidade,usando a viso a olho nu ou com o auxlio de instrumentos simples como lupas egabaritos ou sofisticados aparelhos como interfermetros e microscpios.

Assim, a inspeo visual exige definio clara e precisa de critrios de aceitao erejeio do produto que est sendo inspecionado. Requer ainda inspetores treinados eespecializados, para cada tipo ou famlia de produtos. Um inspetor visual de chapaslaminadas no poder inspecionar peas fundidas e vice-versa, sem prvio treinamento.

2 - Noes de descont inuidades e defeitos

importante que fiquem claros, no incio desse nosso estudo, os conceitos dedescontinuidade e defeito de peas. Esses termos so muito comuns na rea de ensaiosno destrutivos. Para entend-los, vejamos um exemplo simples: um copo de vidro compequenas bolhas de ar no interior de sua parede, formadas devido a imperfeies noprocesso de fabricao, pode ser utilizado sem prejuzo para o usurio. Essas imperfeiesso classificadas como descontinuidades. Mas, caso essas mesmas bolhas aflorassem superfcie do copo, de modo a permitir a passagem do lquido do interior para a parteexterna, elas seriam classificadas como defeitos, pois impediriam o uso do copo.

Figura 1 Exemplo de descontinuidade e defeito

Curso de Inspetor de Equipamentos1


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De modo geral, nos deparamos na indstria com inmeras variveis de processo quepodem gerar imperfeies nos produtos. Essas imperfeies devem ser classificadascomo descontinuidades ou defeitos. Os responsveis por essa atividade so osprojetistas profissionais, que por meio de clculos de engenharia selecionam os

componentes de um produto que impliquem segurana e apresentem o desempenhoesperado pelo cliente.

3 Fundamentos

A viso humana envolve uma srie de fatores tais como a percepo de luz, forma,cor, profundidade e distncia. A percepo da forma possvel porque a luz vinda de umobjeto focalizada no olho e uma imagem formada. Esta imagem visual afetada pelosistema de lentes do olho da mesma forma como afetada pelas lentes de outros sistemasticos, como uma cmara fotogrfica, alterando o foco. A ris funciona como um diafragma e

controla a quantidade de luz que admitida e a retina o elemento sensvel no qual aimagem formada. O ajuste de foco obtido pela variao na espessura e curvatura docristalino, processo chamado de acomodao, conseguido pela ao de pequenos msculosassociados s lentes.

No olho normal, objetos situados a distncias acima de 5 m so facilmentelocalizados na retina pela relaxao dos msculos de acomodao. Problemas deacomodao precisam ser corrigidos por lentes. Num hipermetrope, por exemplo, hnecessidade de uso de lentes convexas. J os mopes precisam usar lentes cncavas, maisespessas nas bordas que no centro, para enxergar bem objetos distantes.

A viso binocular que permite a percepo de distncia com preciso, ou seja, aviso estereoscpica, que faz com que a imagem de objetos prximos vista por cada olhoseja ligeiramente diferente, dando assim a percepo de profundidade.

A percepo de luz pela retina e pelos receptores do nervo tico bastantecomplexa e envolve diversas estruturas e processos fotoqumicos, para que a informaoseja levada ao crebro. Estes aspectos no sero aprofundados aqui. Cada cor possui trscaractersticas fsicas importantes: tom, pureza e brilho. O tom aquela caracterstica quenormalmente d nome s cores, como azul ou vermelho, associado ao comprimento deonda da radiao. O olho humano capaz de distinguir cerca de sete milhes de cores

distintas, com comprimento de onda entre cerca de 3900 e 7200o

A (1o

A = 10-10 m ou 10-4m), mas somente algumas poucas so normalmente referidas, como violeta, azul, verde,amarelo, laranja e vermelho. A luz contendo apenas uma estreita faixa de comprimentos deonda chamada de luz monocromtica.

A saturao normalmente quantificada em porcentagem e expressa a quantidadede luz de certo comprimento de onda, como quando se mistura, por exemplo, tinta azul comdiferentes quantidades de tinta branca.

O brilho indica intensidade da radiao, isto , a quantidade de energia luminosa. Ocontraste de brilho um dos fatores mais importantes da viso. O brilho de uma superfcierefletora colorida depende de seu fator de reflexo e da quantidade de luz incidente. Brilhoexcessivo causa uma sensao incmoda, referida como claro, que interfere nacapacidade de viso clara, observao crtica e julgamento. O claro pode ser evitado pelouso de luz polarizada.

Como dito anteriormente, a viso humana capaz de perceber todas as cores do

espectro solar, com comprimentos de onda entre 3900 e 7200o

A , que apenas uma fraomnima do espectro eletromagntico, como mostra a figura 1.



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Figura 2 Espectro eletromagntico.

Entretanto, a resposta do olho humano varia consideravelmente com o comprimento de

onda, estando o mximo de resposta ao brilho na faixa de 5500 a 5600o

A , que a faixa daluz do dia. A acuidade e a sensibilidade ao contraste diminuem rapidamente quando o nvelde iluminao diminui e a fadiga visual cresce quando o nvel aumenta, quando ocorremclares e quando a intensidade de iluminao muito baixa ou est fora da faixa de 4700 a

6100o

A .A avaliao crtica das cores e variaes destas um dos princpios bsicos em

quase todos os tipos de inspeo visual. Corroso e oxidao de metais e ligas oudeteriorao de materiais orgnicos geralmente esto associados com variaes de cores.Por exemplo, variaes mnimas da cor da superfcie de carne fresca, no perceptveis aoolho humano, podem ser percebidas por dispositivos fotoeltricos e usados no controle dequalidade de carnes, antes de seu embalamento ou consumo.

Outro aspecto importante que a viso varia de pessoa para pessoa em termos develocidade, acuracidade e segurana da viso, bem como aspectos psicolgicos eemocionais podem alterar sensao visual e julgamento de um mesmo observador.



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4 Ensaio visual: principal ferramenta

A principal ferramenta do ensaio visual so os olhos, importantes rgos do corpohumano.

O olho considerado um rgo pouco preciso. A viso varia em cada um de ns, emostra-se mais varivel ainda quando se comparam observaes visuais num grupo depessoas. Para minimizar essas variveis, devem-se padronizar fatores como aluminosidade, distncia ou o ngulo em que feita a observao.

A iluso de tica outro problema na execuo dos ensaios visuais. Para eliminaresse problema, nos ensaios visuais, devemos utilizar instrumentos que permitamdimensionar as descontinuidades, por exemplo, uma escala graduada (rgua).

A inspeo visual a olho nu afetada pela distncia entre o olho do observador e oobjeto examinado. A distncia recomendada para inspeo situa-se em torno de 25 cm:abaixo desta medida, comeam a ocorrer distores na visualizao do objeto.

Existem outros fatores que podem influenciar na deteco de descontinuidades noensaio visual.

Limpeza da superfcie

A anlise para necessidade de limpeza ou no, deve ser criteriosa, pois se a limpeza forexecutada de modo descuidado podem-se mascarar imperfeies. A limpeza deve serrealizada de tal sorte que facilite a observao de descontinuidades, ou seja, que resduoscomo graxas, leos, poeira, oxidao etc., no impeam a deteco de possveisdescontinuidades e/ou at de defeitos. Na necessidade de se utilizar escovamento,lixamento ou esmerilhamento, devem-se tomar cuidados especiais, quanto contaminao,

caso o material inspecionado seja em ao inoxidvel austenticos e ligas ao nquel. Nestescasos as ferramentas de limpeza devem ser no mesmo material ou revestidas com omesmo.

Acabamento da superfc ie

O acabamento superficial resultante de alguns processos de fabricao - fundio,forjamento, laminao - pode mascarar ou esconder descontinuidades; portanto,dependendo dos requisitos de qualidade da pea, elas devem ser cuidadosamentepreparadas (decapadas, rebarbadas, usinadas) para, s ento, serem examinadas.

Nvel de iluminao e seu pos icionamento

O tipo de luz utilizada tambm influi muito no resultado da inspeo visual. A luz brancanatural, ou seja, a luz do dia, uma das mais indicadas; porm, por problemas de layout, amaioria dos exames feita em ambientes fechados, no interior de fbricas. Utilizam-se,ento, lmpadas eltricas, que devem ser posicionadas atrs do inspetor, ou em outraposio qualquer, de modo no ofuscar sua vista.O mtodo de ensaio visual requer intensidade de iluminao mnima de 300 lux para exameem geral ou 500 lux para verificao de pequenas descontinuidades (uma vela geraaproximadamente 3 lux).Caso seja necessria iluminao artificial, cuidar para que os ngulos de incidncia sobre a

superfcie proporcionem contraste adequado para evidncia das irregularidades. Possuindo



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a fonte de luz, movimenta-la at obter a melhor condio de visualizao (figura 3). Se asuperfcie for polida evitar os reflexos que venham a ofuscar a viso, isto obtido comdeslocamento da fonte de luz.

Figura 3 ngulos de incidncia de luz.

Contraste entre a descontinuidade e o resto da superfcie

A descontinuidade superficial de um determinado produto deve provocar um contraste, ouseja, uma diferena visual clara em relao superfcie de execuo do exame. Estacaracterstica deve ser avaliada antes de se escolher o exame visual como mtodo dedeterminao de descontinuidades, para evitar que possveis defeitos sejam liberadosequivocadamente.

5 Tcnicas de suporte inspeo visual

Os equipamentos usados na inspeo visual so usados para captar ou amplificar aluz, formar ou ampliar imagens, facilitar o acesso, permitir comparaes medies ou gerarsinais eltricos e podem variar de simples espelhos e lupas a colormetros e refratmetros.

A formao de imagens em instrumentos simples segue em geral as leis bsicas datica geomtrica e da trigonometria, como em lentes, lupas e espelhos. Em alguns casos,como os telescpios ou microscpios, o sistema pode ser mais complexo, envolvendolentes, prismas, espelhos, filtros, dentre outros.

As fontes de luz podem ser de espectro contnuo (luz branca natural ou artificial) oumonocromtico (lmpadas de vapor de mercrio, sdio, por exemplo, e filtros adequados).Fontes estroboscpicas podem ser usadas para permitir observao de objetos emmovimento muito rpido ou peridico como se estivessem em repouso.

Sinais provenientes de uma fonte de luz, aps passarem pelo componente em teste,

so armazenados de forma visual ou eletrnica. A deteco dos sinais pode ser feita, por



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exemplo, por clulas fotoeltricas ou diodos multiplicadores, os sinais podem serconvertidos por dispositivos eletrnicos tais como cmaras de vdeo ou circuitos internos deTV ou ainda serem registrados por filmes ou cmaras fotogrficas, normais ou digitais.Radiao invisvel tambm pode ser utilizada e registrada por sistemas adequados, como no

caso de radiao ultravioletas e dispositivos fluorescentes.

Os principais instrumentos usados em inspeo visual so:

Lupas: em geral possuem aumentos de 1,5 a 10 vezes e so constitudas por uma nicalente biconvexa, de diferentes tamanhos e formatos, dependendo do uso pretendido.Suas principais caractersticas so o poder de ampliao, distncia de trabalho, campode viso, correo cromtica e viso mono ou bi ocular. Quanto maior o poder deampliao, menor o campo de viso e a distncia de trabalho. Algumas vezes elaspodem combinadas com escalas de medio, como mostra a figura 4 e/ou ter umsistema prprio de iluminao.

Figura 4 - Lupa de medio (a) com escala associada (b). Microscpios: Podem ser portteis e de baixa ampliao, entre 10 e 30 vezes, como o

mostrado na figura 5, at os de bancada ou mesa com ampliao mdia ou alta, entre 20e 2000 vezes. Os mais simples possuem em geral apenas uma ocular e uma objetiva,montadas em um tubo, e produzem imagem invertida e reversa. Outros mais complexosusam prismas para corrigir a imagem.

Figura 5 - Microscpio porttil com iluminao prpria e ajuste de foco.



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Telescpios: So instrumentos usados para ampliar a imagem e permitir observao deobjetos em locais no acessveis diretamente aos olhos. Podem ser de vrios tipos,flexveis ou angulados, por exemplo, como os boroscpios e periscpios. Os boroscpiosso instrumentos de preciso, dotados de fonte de iluminao prpria, usados para

inspeo de superfcies internas e podem permitir viso frontal, oblqua, perpendicular ouretrospecta. Periscpios permitem ver locais inacessveis ou atravs de paredes.Instrumentos modernos fabricados a partir de fibras ticas, micro cmaras e monitoresportteis, analgicos ou digitais tm substitudo os aparelhos convencionais, como omostrado na figura 6.

Figura 6 - Fibroscpio moderno.

Projetores ticos: Projetores so muito usados em controle dimensional, de forma e decondies superficiais, muitas vezes de maneira rpida e eficaz. Diversos tipos deprojetores esto disponveis no mercado, com diferentes tamanhos, capacidades e usos.

Um projetor tpico mostrado na figura 7. Eles so dotados de uma tela compossibilidade de rotao, uma mesa mvel na horizontal e vertical, sistemas de medionos eixos horizontais x e y e sistemas de iluminao e projeo com aumentosconhecidos.

Figura 7 - Projetor tico tpico.



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As medies so feitas, em geral, pela comparao do perfil ou sombra do objetoprojetada na tela com um desenho em escala superposto a essa imagem. Outrapossibilidade a medio por deslocamentos da mesa e do objeto ensaiado, usando-secomo referncia pontos ou linhas da tela.

Gabaritos e comparadores: Na indstria de fabricao muito comum o uso degabaritos e comparadores ao invs de instrumentos de medidas como paqumetros emicrmetros, por exemplo, que so instrumentos mais delicados e de custo elevado.Existem diversos tipos de gabaritos, para aplicaes gerais e especficas.

Um tipo muito usado o passa-no passa, para inspeo dimensional de furos,rasgos e dimenses em geral, com dimetro de eixos, por exemplo. Este tipo de gabaritoapresenta duas pontas de medida, uma das quais com a dimenso mnima e a outra com adimenso mxima admissvel do componente, de forma que uma ponta deve passar pelofuro ou rasgo ou a pea deve passar por ela e a outra no deve passar ou deixar que a peapasse por ela.

Outros so usados em aplicaes especficas, como os conhecidos canivetes deroscas, usados para determinao do padro e dimenses de roscas de parafusos e porcas.Em soldagem so usados diversos gabaritos especficos para a medio dimenses desoldas, como os mostrados na figura 8.

Figura 8 - Gabarito para medida de (a) reforo de soldas, (b) garganta e (c) perna de filetes.

Sistemas especiais: Sistemas especiais formados por diversos componentes de usogeral e componentes especficos podem ser montados para aplicaes especficas. Porexemplo, a inspeo visual remota do interior de tubulaes pode ser realizada com oauxlio de carros motorizados de diversos tamanhos, com cmaras de vdeo em cores,com controle de foco, zoom, orientao e rotao, como o ilustrado nas figura 9.

Figura 9 - Sistema para inspeo remota de tubulaes de grande dimetro.



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Para tubulaes com dimetros entre 100 e 250 mm so utilizados cmeras de orientaofixa e viso axial e para dimetros entre 250 mm e 1500 mm so utilizadas cmeras comcontrole de orientao e rotao, podendo inspecionar tubulaes com inclinaes de at20%, como o sistema mostrado na figura 10.

Figura 10 - (a) Carro para inspeo de tubulaes com menores dimetros e (b) e exemplosde imagens obtidas.

A figura 11 mostra um sistema formado por um mini-submarino com cmeras de televiso,fonte de iluminao e pinas articuladas, permitindo a obteno de imagens de altaqualidade e o manuseio de pequenos objetos, usados na inspeo e manuteno decentrais nucleares.

Figura 11 - Sistema para inspeo de centrais nucleares.



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6 Aplicaes

A inspeo visual tem sido usada principalmente na inspeo de superfciesexpostas ou acessveis de materiais metlicos e no metlicos e o interior de objetos

transparentes ou translcidos, para determinao do tamanho e dimenses, formato, cor,grau de acabamento e de ajuste, refletividade, brilho e transparncia, presena dedescontinuidades superficiais relativamente grosseiras em materiais opacos, ou internos emmateriais translcidos e funcionalidade de equipamentos parcial ou totalmente montados eainda de peas acabadas.

A inspeo visual pode ser aplicado para verificao de: Juntas preparadas para solda; Juntas soldadas; Fundidos; Forjados; Laminados;

Acabamentos de peas; Revestimentos (superfcies pintadas); Evidncias de vazamentos; Alinhamento.

7 Vantagens do mtodo

o ensaio de mais baixo custo. Determina o escopo de inspeo para outros mtodos quando necessrio, otimizando o

tempo de utilizao destes. No utiliza equipamentos podendo ser realizado em reas sem recursos hidrulicos ou

eltricos.

8 Desvantagens do mtodo

O ensaio depende totalmente da experincia do inspetor. limitado deteco de defeitos superficiais.

9 Qualificao do inspetor

O inspetor deve estar qualificado pra realizao de inspeo visual conforme asnormas aplicveis. Estas normas definiro escolaridade mnima, tempo de experincia eacuidade visual entre outros.

10 Procedimentos de inspeo

O procedimento utilizado para inspeo visual deve estar qualificado de acordo com

as normas aplicveis. De maneira geral considera-se qualificado aquele procedimento que



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possibilitar a deteco de uma descontinuidade artificial ou original correspondente a umrisco de 0,5 mm de largura, com comprimento mximo de 10 mm localizada em superfciesimilar ou na rea menos favorvel da superfcie a ser ensaiada.

Se qualquer item de procedimento for alterado deve-se, emitir reviso do mesmo.

Deve-se requalificar o procedimento caso faa parte desta alterao os itens abaixorelacionados:

a) Normas de referncia;b) Condio da superfcie;c) Mtodo de ensaio;d) Condies de iluminao.

11 Registro dos resultados

Os resultados devem ser registrados de modo que se permita a rastreabilidade dolocal efetivamente inspecionado e seus dados relacionados. aconselhvel fotografar reas

inspecionadas que se considerem crticas. Deve-se sempre que se fotografar alguma regio

com dano utilizar marcaes de identificao nas reas e padres de medida junto s

descontinuidades (escala mtrica e outros).

O relatrio de inspeo deve conter:

a) Nome do inspetor;b) Identificao numrica;c) Identificao da pea inspecionada;d) Nmero do procedimento;e) Registro dos resultados (com relatrio fotogrfico se for o caso);f) Normas de referncia para anlise dos resultados;g) Laudo indicando aceitao, rejeio ou recomendao de ensaio complementar;h) Data e assinatura do inspetor

12 Normas tcnicas aplicveis

Como citado anteriormente a inspeo visual realizada tomandose como referncia

as normas, que regulamentam os requisitos mnimos de execuo e informam anomenclatura e classificao de diversos tipos de descontinuidades. As normas tcnicas e

suas aplicaes so descritas abaixo:

a) PETROBRAS N-1590 - Ensaio no-destrutivo Qualificao de pessoal;

b) ANSI B 46.1 - Surface Texture;

c) ASME Seo V - Boiler and Pressure Vessel Code, Section V, Edition 1995;

d) MSS SP - 55 - Quality Standard for Steel Casting .for Valves, Flanges and Fittings and

Other Piping Components;

e) SIS - 055900 - Pictorial Surface Preparation for Painting Steel Surfaces;



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f) SCRA TA - Steel Casting Research and Trade Association Padres de Comparao para

Definio da Qualidade de Superficies de Peas em Ao Fundido;

g) ACI - Alloy Casting Institute - Standard for the Visual Inspection of Casting Surfaces;

h) ASTM D 2563 - 94 - Standard Practice for Classifying Visual Defects in Glass - ReinforcedPlastic Laminate Parts;

i) PETROBRAS N-1738 - Descontinuidades em juntas soldadas, fundidas, forjadas e

laminados.

13 Bibliografia

Metalografia dos produtos siderrgicos comuns - Hubertus Colpaert.

Norma PETROBRAS - N-1597

Norma PETROBRAS - N-1590.Expectativa de vida e a inspeo de equipamentos - Trabalho apresentado no seminrio'

Vida Residual em Recipientes a Pressin"


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