PARTÍCULAS MAGNÉTICAS. HISTÓRICO DO ENSAIO Teve um grande impulso após a II Guerra mundial....

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

HISTÓRICO DO ENSAIO• Teve um grande impulso após a II Guerra

mundial .• Destaque para Sr. Willian E. Hoke com as

1ª observações físicas do ensaio e em 1928/29 Alfred Victor de Forest com o desenvolvimento preliminar dos equipamentos.

• Em 1942 foi desenvolvido as Partículas Fluorescentes, garantindo uma maior credibilidade ao método

1. HISTÓRICO

2.OBJETIVO

3. PRINCÍPIOS FÍSICOS

4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

6. CÓDIGOS NORMAS,

ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS

7. INTERPRETAÇÃO DE

RESULTADOS

OBJETIVO

• Detectar descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos.

• Empregado na indústria automobilística, aeronáutica, siderúrgica, caldeiraria, petróleo e petroquímica, nuclear e outras.

• Vantagens sobre o ensaio de LP: rapidez (peças seriadas), sensibilidade, detecta descontinuidades sub-superficiais, resultado imediato, maior sensibilidade

1. HISTÓRICO

2.OBJETIVO


4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

6. CÓDIGOS NORMAS,

ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

Domínios magnéticos

magnetizado Não magnetizado

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4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

6. CÓDIGOS NORMAS,

ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

PÓLOS MAGNÉTICOS

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4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

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ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

Um material que tenha seus domínios magnéticos orientados é chamado de magneto (imã). O magneto pode ser permanente ou temporário. A habilidade de atrair o ferro não é uniforme em toda a superfície, mas é concentrado em locais chamados de pólos. Cada magneto tem no mínimo dois pólos que são atraídos pelos pólos magnéticos da terra e por isso são chamados respectivamente de norte e sul. A atração e repulsão segue a figura acima

MAGNETISMO1. HISTÓRICO

2.OBJETIVO


4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

6. CÓDIGOS NORMAS,

ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO DE UM IMÃ EM FORMA DE BARRA

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TÉCNICAS

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ACESSÓRIOS

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ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO

Um imã em forma de ferradura é colocado sobre uma barra de material magnético, formando um circuito fechado. Em (a) o contato é perfeito não ocorre campo de fuga, não ocorrendo acúmulo de partículas . Em (b) o mal contato deixa uma abertura entre o imã e a peça geando um campo de fuga , desta forma as partículas são atraídas para o local.

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4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

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ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

LINHAS DE FORÇA /CAMPO DE FUGA

PRINCÍPIO DO ENSAIO

• Uma peça contendo uma descontinuidade, provocará um campo de fuga , está região atrairá as partículas magnéticas formando um acúmulo.

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4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

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ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

FUNDAMENTOS FÍSICOS

Em uma certa tensão elétrica (V), quanto maior for a resistência (R), menor será a corrente elétrica

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4. MÉTODOS E

TÉCNICAS

5. EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

6. CÓDIGOS NORMAS,

ESPECIFICAÇÕES E

PROCEDIMENTOS


RESULTADOS

RESISTÊNCIA ELÉTRICA x L

AR=

= resistividade elétrica do material

L = comprimento do condutor

A = seção do condutor (ou da peça)

Quanto maior o comprimento, ou menor a seção do condutor, menor será a corrente

ELETROMAGNETISMOREGRA DA MÃO DIREITA

Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, ao redor dele se formará um campo magnético, o sentido do campo pode ser determinado através da regra da mão direita.

MAGNETISMOELETROMAGNETISMO

• DENSIDADE DE FLUXO (B): também chamado de indução magnética, é a quantidade de linhas de força que passam através de uma determinada área.

• INTENSIDADE DE CAMPO MAGNÉTICO: também conhecido como força magnetizante, é a medida da força produzida por uma corrente elétrica ou um imã, ou seja a capacidade para induzir um campo magnético (B)

UNIDADES DE MEDIDA

LINHAS DEFORÇA

M(maxwell)

W (weber)

DENSIDADE DEFLUXO - B

G (gauss) T (tesla)

INTENSIDADEDE CAMPO

MAGNÉTICO - H

Oe(oersted)

A/m(ampere/

metro)

SI ANTIGO

UNIDADES DE MEDIDA

Equivalência:

1 W = 10-8 M 1 M = 108 W

1 G =0,0001 T 1 T = 104 G

1 A/m = 0,0125 Oe 1 Oe = 79,6 A/m

1 A/cm = 1,25 Oe 1 Oe = 0,796 A/cm

somente no ar a seguinte relação é verdadeira:

1 G = 1 Oe = 0,0001 T = 79,6 A/m

MAGNETISMO/ELETROMAGNETISMO

PERMEABILIDADE MAGNÉTICA - facilidade com que um certo material é magnetizado. Cada material possui um valor de permeabilidade magnética ( = r x o). Os materiais se dividem em :

• ferromagnéticos r >>>>>1 (ferro, níquel, cobalto e suas ligas)

• paramagnéticos r ligeiramente superior a 1 (cromo, aços inoxidáveis austeníticos, alumínio, magnésio, etc.)

• diamagnéticos r ligeiramente inferior a 1 (cobre, chumbo, prata, ouro, água, mercúrio, etc.)3


RELAÇÃO ENTRE , B E H

B= x HQuanto maior é a intensidade do campo magnético (H) aplicado na peça, maior será a densidade de fluxo magnético (B)

CURVA DE HISTERESE

Curva de HISTERESE

• Histerese vem do grego e significa atraso, retardo

• através dela obtemos algumas características do material (permeabilidade, retentividade, etc.)

• podemos comparar as propriedades dos materiais

Propriedades magnéticas

• Permeabilidade - facilidade com a qual um fluxo magnético é estabelecido.

• Relutância - é a oposição de um material magnético ao estabelecimento de um fluxo magnético.

• Retentividade - propriedade de manter em um maior ou menor grau, de uma certa quantidade de magnetismo residual.


distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor sólido, não magnético alimentado com corrente contínua


distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor tubular, não magnético alimentado com corrente contínua


distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor sólido,magnético alimentado com corrente contínua


distribuição do campo internamente e ao redor de um cilindro magnético com corrente direta passando através de um condutor central.


distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor sólido,magnético alimentado com corrente alternada


distribuição do campo internamente e ao redor de um condutor tubular, não magnético alimentado com corrente alternada


distribuição do campo ao redor de um condutor tubular,

não magnético alimentado com corrente contínua

CORRENTES DE MAGNETIZAÇÃO

• Sempre associado a uma corrente elétrica temos um campo magnético.

• Podemos utilizar corrente contínua (CC), corrente alternada (CA), corrente retificada de meia onda (CRMO), corrente retificada de onda completa (CROC). Na prática chamamos as correntes CRMO e CROC de corrente contínua. As correntes podem ser monofásicas ou trifásicas


Corrente contínua

Corrente alternada


Corrente alternada

O efeito desses dois tipos de corrente é praticamente o mesmo já que no caso da retificada (trifásica) a média é sempre positiva provocando mesmo efeito durante o ensaio


• Corrente alternada gera um campo vibrante, e as linhas de força concentram-se na superfície do material (efeito Skin), sendo recomendada para a detecção de descontinuidades superficiais.

• Corrente Retificada gera um campo pulsante, tem mais penetração do que a corrente alternada, sendo mais sensível para detecção de descontinuidades sub-superficiais

• Corrente retificada de onda completa, gera um campo com boa penetração, indicado para descontinuidades sub-superficiais

CAMPOS MAGNÉTICOS

Campo magnético circular

contato direto // condutor central // eletrodos

campo magnético longitudinal Yoke // bobina

multi-direcional

CONTATO DIRETO

CONDUTOR CENTRAL

ELETRODOS

BOBINA

TÉCNICA DE ENSAIO CONTÍNUO

preparação limpeza magnetização aplicação das partículas remoção do excesso avaliação e laudo limpeza final

} simultâneo

TÉCNICA DE ENSAIO RESIDUAL

preparaçãolimpezamagnetizaçãodesligar a magnetizaçãoaplicação das partículas remoção do excessoavaliação e laudolimpeza final

MÁQUINA ESTACIONÁRIA

DESMAGNETIZAÇÃO

• Princípio - redução gradativa da força magnetizante, com inversão da polaridade.

• Pode ser utilizado bobinas alimentadas com corrente alternada ou através de equipamentos que trabalham com inversão automática de polaridade com freqüências de 1 a 25 Hz , neste caso pode ser utilizado corrente contínua que garante uma desmagnetização total (mais profunda)

• comprovação da desmagnetização

DESMAGNETIZAÇÃO

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

• Alta permeabilidade

• baixa retentividade

• proporcionar alto contraste

• boa mobilidade

• formato: via seca formato chato e alongado, via seca formato globular

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS TÉCNICA DE ENSAIO -VIA ÚMIDA

• Concentração • verificação da concentração com

decantadores 1,2 a 2,4 g/l para coloridas e 0,1 a 0,4 para fluorescentes

• distensor (quando o veículo é água)• veículos utilizados: água, óleo leve e

querosene• aplicação através de mangueiras ou

aplicadores

PARTÍCULAS MAGNÉTICASTÉCNICA DE ENSAIO - VIA SECA

• Cor variada em função da superfície

• posição de inspeção

• remoção do excesso (crítico)

• boa detecção de descontinuidades sub-superficiais

• altas temperaturas

• maior consumo

Comparação AC, CC e CC -baterias

Comparação AC, CC e CC -baterias

A corrente alternado apresenta vantagens na detecção de descontinuidades superficiais principalmente quando comparado em baixas correntes. O valor de pico de uma corrente alternada é 1,41 vezes maior do que o medido pelo amperímetro, que apresenta a leitura da média. Lembrando que o importante para a magnetização é o valor de pico. Outro fator que justifica o melhor desempenho é o chamado efeito “Skin” que concentra o campo magnético na superfície.

TEST RING

Comparação CA, CC e CC -baterias

A desvantagem da corrente alternada está na detecção de descontinuidades sub-superficiais. Este fato pode ser notado quando executamos um teste em um anel com furos em diferente profundidades, como mostrado na figura anterior. Através da técnica de magnetização continua e um condutor central, utilizou-se CA (60 Hz), CC baterias, CC trifásica retificada e CC retificada de meia onda, a corrente foi alterada continuamente sendo registrada a mínima corrente necessária para detectar os furos . O resultado pode ser verificado no gráfico a seguir

Comparação CA, CC meia onda, CC trifásica retificada e CC -baterias

Comparação CA, CC meia onda, CC trifásica retificada e CC -baterias

Percebe-se que os melhores resultados foram obtidos com a corrente retificada de meia onda e o pior resultado com a corrente alternada. Os testes foram feitos utilizando-se a técnica via seca. A técnica via seca proporciona melhor resultado que a via úmida devido a sua maior capacidade de se orientar em pequenos campos (campo de fuga).

Comparação entre as técnicas Via Seca e Via Úmida

DETECTABILIDADEA detecção de uma descontinuidade depende de vários fatores dentre eles podemos destacar:•técnica de magnetização empregada : contínuo ou residual;•tipo de corrente empregada: alternada ou contínua;•técnica de aplicação do campo: Yoke, Eletrodo, Contato Direto, Condutor Central, Bobina;•técnica de ensaio: via úmida ou via seca;•tipo, orientação e formato das descontinuidades

TUBO DECANTADOR

RECEBIMENTO DE MATERIAIS

Recebimento de materiais

•Data de fabricação e validade do produto

•condições da embalagem

•rastreabilidade (lote do produto/certificado)

•teste de sensibilidade

ILUMINAÇÃOILUMINAÇÃO

Fontes de LuzNatural e Artificial

NaturalLuz diurna

ArtificialLuz proveniente de lâmpadas

UNIDADESLUZ Branca( lux )luz UV (W / cm2)

REQUISITOS DE INTENSIDADE

Sobre a peçaNo Ambiente

INSTRUMENTOSLuxímetroMedidor de luz negra

ILUMINAÇÃO

COLORIDA

requisitos no ambiente mín. 540 lux (1000 lux)

FLUORESCENTE

no ambiente máx. 32 lux luz branca (20 lux)

na superfície mín. 800 W/cm2 (1000

W/cm2)

LÂMPADA DE LUZ NEGRA

Es = eletrodo auxiliar de “start”E1 e E2 = eletrodos de passagem de correnteB = tubo de vidroR = resistorQ = tubo de quartzo

FATORES QUE AFETAM A FATORES QUE AFETAM A INTENSIDADEINTENSIDADE

Tensão de Alimentação

Envelhecimento da Lâmpada

Conservação/Limpeza

Lâmpada

Refletor

Filtro Ótico

Aquecimento (Ionização)

1. Fonte de luz negra2. Raios de luz negra3. Líquido penetrante fluorescente4. Raio de luz visível5. Olho do inspetor6. Peça em exame7. Óculos de segurança

Inspeção por luz negraInspeção por luz negra

VERIFICAÇÃO DA SENSIBILIDADE DO ENSAIO

• Através de padrões (ASME, PETROBRÁS e outros)

• peças de produção com descontinuidades naturais

• peças de produção com descontinuidades artificiais

• medidores de densidade de campo magnético (gaussímetro)

PADRÃO PETROBRÁS

PADRÃO ASME

PADRÃO TIPO QQI

CÓDIGOS,NORMAS,ESPECIFICAÇÕES E PROCEDIMENTOS

• Os códigos, normas, especificações são documentos que refletem um consenso obtido através da troca de experiência de empresas e profissionais.. Os códigos e normas normalmente são mais complexos (Ex.:Código ASME) e podem ser compostos de várias especificações.

• Os procedimentos são documentos específicos de um ensaio, a ser aplicado em um ou mais produtos, em uma determinada empresa. O procedimento é desenvolvido e qualificado baseado em um ou mais normas.

• Os códigos/normas mais conhecidos são: ASME - Vasos de Pressão e Caldeira; AWS - Estruturas Metálicas; API - Tubulações e Tanques para armazenamento e transporte de petróleo e derivados, equipamentos para prospeção de petróleo.

INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS

• RELEVANTES - indicação provocada por uma fuga de campo magnético que tem a sua origem em uma descontinuidade.

• NÃO RELEVANTES - indicação provocada por uma fuga de campo magnético que tem a sua origem em uma mudança de permeabilidade, variação brusca na geometria da peça, ou ainda uma anomalia magnética (ex.: escrita magnética)

• FALSAS - indicação provocada por ação mecânica ou gravitacional (ex.:fiapos, excesso de rugosidade,etc.)


• As indicações relevantes devem ser analisadas de acordo com os critérios de aceitação estabelecidos nos códigos, normas ou especificações. Normalmente estes critérios são baseados no formato e na dimensão das indicações (dimensão do acúmulo).

• Para uma correta avaliação das descontinuidades, é necessário que o inspetor tenha conhecimento do histórico da peça, ou seja conheça os processos envolvidos na fabricação da peça.


As descontinuidades podem ser classificadas quanto a sua origem em:•inerentes - geradas na solidificação original do metal quando da obtenção do lingote: inclusões, porosidades e segregações.•de processo primário- descontinuidades geradas pelos processos primários de fundição, forjamento ,laminação, extrusão : rechupes, porosidade, dobras, laminações, trincas etc.•de processo de acabamento - aquelas descontinuidades produzidas por um processo requerido para completar a fabricação da peça, usinagem, usinagem, deposição eletrolítica, tratamento térmico, soldagem: trincas, porosidade, falta de fusão e etc. •de serviço- descontinuidades geradas normalmente em áreas de concentração de tensão: trincas de fadiga.

DESCONTINUIDADES

DESCONTINUIDADE

DESCONTINUIDADES

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