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Inspectores de soldadura
Ensaios não destrutivos Direcção de Formação Italo Fernandes
Objectivos do Tema ¾ Inspecção de soldaduras ¾ Exame visual ¾ Ensaio por líquidos penetrantes ¾ Ensaio por magnetoscopia ¾ Ensaio por radiografia ¾ Ensaio por ultra-sons
Ensaios Não Destrutivos – 2 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Inspector ¾ Requisitos do Inspector: 9 Treino; 9 Experiência; 9 Conhecimentos específicos; 9 Ferramentas necessárias.
¾ Tem por objectivo verificar descontinuidades superficiais ou interiores das soldaduras ¾ Deve ser efectuado continuamente ao longo de todo o processo produtivo Ensaios Não Destrutivos – 3 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Actividades de Inspecção
– Antes da soldadura – Durante a soldadura – Após soldadura
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Inspecção Antes da soldadura ¾Verificação de documentos de fabrico ¾Verificação das qualificações de processos de soldadura ¾Verificação soldadores
das
certificações/qualificação
de
¾Estabelecimento do plano de inspecção assim como dos períodos de inspecção obrigatórios ¾Estabelecimento dos critérios de aceitação ¾Estabelecimento dos procedimentos de reparação Ensaios Não Destrutivos – 5 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Inspecção Antes da soldadura •Inspecção imediatamente Antes da soldadura ¾Verificação dos Metais de Base e consumíveis de soldadura (especificações, certificados, etc.) ¾Verificação dos equipamentos de soldadura ¾Verificação do tipo e dimensões da junta, limpeza dos bordos, etc. (exame Visual) ¾Verificação da preparação para soldadura, dos pingos de montagem, das pré-deformações, etc. (exame Visual) ¾Verificação do Pré-aquecimento Ensaios Não Destrutivos – 6 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Exemplos de Inspecção Controlo das pré-deformações
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Inspecção Durante a soldadura ¾Verificação das aptidões dos soldadores ¾Verificação dos parâmetros de soldadura ¾Verificação da manutenção do pré-aquecimento ¾Verificação da temperatura inter-passes ¾Verificação da limpeza inter-passes assim como da eventual ocorrência de descontinuidades (inclusões de escória, porosidade, etc.) ¾Verificação da remoção e limpeza da raiz (caso de soldaduras com passe de confirmação – Back Weld) Ensaios Não Destrutivos – 8 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Inspecção Após Soldadura •
¾Verificação do aspecto da soldadura (exame Visual) ¾Verificação das dimensões da soldadura (exame Visual) ¾Acompanhamento e registo dos tratamentos térmicos após soldadura ¾Acompanhamento e registo de todos os Ensaios não Destrutivos (efectuados por laboratório acreditado ou por técnicos certificados nível II)
¾Preparação do relatório da Inspecção da soldadura Ensaios Não Destrutivos – 9 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Inspecção de Soldaduras • Controlo de temperaturas em: – Pré-aquecimento – Temperatura inter-passes – Tratamentos térmicos após soldadura
• Meios de controlo: – Lápis térmicos – Pirómetros – Termopares Ensaios Não Destrutivos – 10 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Inspecção de Soldaduras
• Lápis térmicos
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Inspecção de soldaduras
• Pirómetro digital
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Exame visual ¾ É um método de observação de irregularidades tanto superficiais como de forma das soldaduras ¾ Necessita de procedimentos/normas e critérios de aceitação ¾ Necessita de luz superior a 500 lx ¾ Examina visualmente as irregularidades superficiais (visão normal ou com correcção) com lupas, boroscópios ou endoscópios ¾ Examina as irregularidades de forma 9Dimensionalmente com fita métrica, régua, paquímetro, micrómetro, bitolas ou calibres, etc. Ensaios Não Destrutivos – 13 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Exame visual • Ferramentas para controlo
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Exame visual ¾ Irregularidades superficiais da soldadura 9 9 9 9 9
Fissuras Faltas de penetração/fusão Poros superficiais Bordos queimados Etc.
¾ Irregularidades superficiais de forma 9 9 9 9 9 Ensaios Não Destrutivos – 15 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Excesso de material (sobre-espessura) Excesso de penetração Abatimentos ou escorrimentos Dimensões das soldaduras de ângulo Etc.
Exame visual ¾Dimensões de soldaduras de ângulo: 9 Côncava ou convexa 9 Determinação da dimensão do cateto 9 Verificação da menor dimensão utilizando o calibre correcto
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Exame visual • ...
Controlo da concavidade ou da convexidade Ensaios Não Destrutivos – 17 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Controlo da dimensão do cateto
Ensaio por líquidos penetrantes • Princípio do método –Método para detecção de descontinuidades superficiais através da penetração de um líquido por capilaridade, baixa tensão superficial e grande poder molhante
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Ensaio por líquidos penetrantes ¾Fases da aplicação do método 9 Limpeza da superfície 9 Aplicação do penetrante 9 Remoção do excesso de penetrante 9 Aplicação do revelador/revelação 9 Observação, interpretação e avaliação 9 Limpeza final Ensaios Não Destrutivos – 19 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por líquidos penetrantes
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Ensaio por líquidos penetrantes ¾Tipo de líquidos penetrantes 9 Visíveis (colorido) 9 Fluorescentes Luz ultravioleta Luz negra de vapor de mercúrio Luz de wood
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Ensaio por líquidos penetrantes
Peça a ensaiar após limpeza Ensaios Não Destrutivos – 22 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Aplicação do penetrante por aspersão
Ensaio por líquidos penetrantes ¾Tempo e temperatura de aplicação do penetrante 9 São parâmetros importantes, uma vez que estabelecem as condições necessário para que o penetrante preencha as descontinuidades; 9 Varia com o tipo de trabalho e com o tipo de líquido aplicável; 9 A temperatura da peça deverá ser de 10 a 50ºC; 9 Segundo a recomendação dos fabricantes, o tempo de aplicação deverá ser, no mínimo, de 5 a 20 minutos. Ensaios Não Destrutivos – 23 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por líquidos penetrantes
Remoção do penetrador por aspersão Ensaios Não Destrutivos – 24 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por líquidos penetrantes ¾Técnica de remoção do penetrante 9Com Água 9Com Solvente 9Com Emulsifcador Lipófilos – à base de óleo e removíveis com água Hidrófilos – diluíveis em água
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Ensaio por líquidos penetrantes
Ensaios Não Destrutivos – 26 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por líquidos penetrantes
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Ensaio por líquidos penetrantes
• Aplicação do revelador – O spray não pode estar muito
perto da peça; recomenda-se uma distância de 250 a 300 mm
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Ensaio por líquidos penetrantes Observação, interpretação e avaliação
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Ensaio por líquidos penetrantes ¾Limpeza das peças após ensaio 9 A limpeza das zonas soldadas deverá ser feita após conclusão do ensaio, principalmente se a peça tiver que ser reparada por soldadura (existência de defeitos) ou se for pintada após inspecção. A ausência de limpeza poderá originar corrosão. 9 Os reveladores solúveis em água ou os aquosos de suspensão em água são removidos por imersão em água Ensaios Não Destrutivos – 30 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por líquidos penetrantes •Vantagens
•Limitações
– Método simples e com resultados rápidos – Aplicável metais
a
todos
os
– Método lento – Só para descontinuidades em contacto com a superfície
– Sensível
– Só permite analisar o lado com acesso
– Portátil
– Não tem registo (só relatório) – Não aplicável porosos
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a
materiais
Ensaio por líquidos penetrantes
•Tipo de registo –Relatório da inspecção e eventualmente complementado com um esquema e/ou com uma fotografia
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Ensaio por partículas magnéticas ¾Princípio do método 9Criação de um campo magnético de fuga em descontinuidades (lineares) à superfície ou subsuperficiais, utilizando partículas ferromagnéticas que tornam a descontinuidade visível no campo de fuga
Ensaios Não Destrutivos – 33 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Fases de aplicação 9 Magnetização da peça 9 Aplicação de partículas magnéticas 9 Observação e registo 9 Desmagnetização 9 Limpeza Ensaios Não Destrutivos – 34 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas
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Ensaio por partículas magnéticas ¾Técnicas de magnetização 9 Directa (por passagem de corrente eléctrica) Corrente alternada Corrente alternada rectificada Corrente contínua
9 Indirecta (por indução de um campo magnético) Ensaios Não Destrutivos – 36 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Íman permanente Electroíman Bobina Fio condutor simples
Ensaio por partículas magnéticas ¾Tipo de corrente 9 Corrente Alternada Detecção de descontinuidades superficiais – a “fraca penetração” dos campos induzidos (efeito de pele) leva a que seja utilizada só em descontinuidades superficiais. Forte mobilidade das partículas.
9 Corrente contínua Detecção de descontinuidades sub-superficiais – gera campos magnéticos mais profundos que a corrente alternada. Sem mobilidade das partículas. Ensaios Não Destrutivos – 37 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Tipo de corrente 9 Corrente rectificada em meia onda Bom poder de penetração podendo ser utilizada na detecção de descontinuidades sub-superficiais;
Promove a mobilidade das partículas.
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Ensaio por partículas magnéticas
Ensaios Não Destrutivos – 39 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas
Magnetização longitudinal 1. Íman permanente 2. Electroíman
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Ensaio por partículas magnéticas
Equipamentos fixos
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Ensaio por partículas magnéticas ¾Equipamentos fixos – Magnetização circular por passagem directa da corrente através de pontas fixas • Tem um cabeçote de fixação das peças
– Magnetização longitudinal por indução da bobina • Tem uma bobina de “n” espiras
– Painel de comando • Tem comandos do tempo e intensidade de corrente normalmente de 500 a 4000A • Tem sistema de desmagnetização
– Aplicação de partículas • Por via húmida (derrame de torneira) Ensaios Não Destrutivos – 42 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas
Equipamentos móveis
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Ensaio por partículas magnéticas ¾Equipamentos móveis – Magnetização circular por passagem directa da corrente através de pontas móveis • Tem pontas de cobre, de liga de estanho e chumbo ou de metal igual ao da peça.
– Magnetização circular por indução de condutor simples • Tem cabos condutores flexíveis
– Magnetização longitudinal por indução da bobina • Tem cabos condutores flexíveis para formar a bobina ou tem bobina rígida Ensaios Não Destrutivos – 44 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Equipamentos móveis – Painel de comando • Tem comando numa das pontas móveis e no painel regula tempos e intensidade com correntes de 500 a 4000A • Possui corrente alterna ou rectificada em meia onda • Possui sistema de desmagnetização
– Aplicação de partículas • Via seca (por pulverização) • Via húmida (em suspensão no líquido)
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Ensaio por partículas magnéticas
Equipamentos portáteis
Ensaios Não Destrutivos – 46 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Equipamentos portáteis – Magnetização longitudinal por indução de electroíman • Tem comando no punho do electroíman • Pode ter só corrente alterna ou também rectificada • Tem de ter uma força atractiva mínima de 4,5 kg em CA e de 18,3 kg em CC
– Magnetização permanente
longitudinal
por
indução
de
• Tem de ter uma força de atracção mínima de 18,3 kg
Ensaios Não Destrutivos – 47 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Íman
Ensaio por partículas magnéticas ¾Técnicas de aplicação das partículas
– Contínua (aplicada durante a magnetização) – Residual (aplicada na magnetização residual) •
Técnica por via húmida (veículo transportador das partículas – água ou produto derivado do petróleo com partículas coloridas ou fluorescentes) – Aplicado por derrame – Aplica do por aspersão (Spray) – Aplicada em superfícies pouco rugosas, na posição ao tecto ou na vertical
•
Técnica por via fluorescentes)
seca
(partículas
coloridas
– Aplicado por pulverizador de pó – Aplicado por pistola de ar – Aplicado em superfícies rugosas na posição ao baixo Ensaios Não Destrutivos – 48 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
ou
Ensaio por partículas magnéticas ¾Desmagnetização e limpeza após ensaio – Desmagnetização (quando necessário) – Limpeza final •A limpeza das zonas soldadas deverá ser feita após conclusão do ensaio, principalmente se a peça tiver que ser maquinada, reparada por soldadura ou se for pintada após inspecção. A ausência de limpeza poderá originar corrosão.
Ensaios Não Destrutivos – 49 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Vantagens – Rápido (mais rápido do que os PT) – Aplicável em superfícies pintadas – Portátil – Permite detectar alterações de materiais com propriedades magnéticas diferentes, assim como descontinuidades sub-superficiais ou superficiais que estejam obstruídas. Ensaios Não Destrutivos – 50 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Limitações – Somente é aplicável a materiais magnéticos – Limitado à forma e posição de descontinuidades superficiais ou sub-superficiais – Necessidade de desmagnetização das peças – Não tem registo (só relatório)
Ensaios Não Destrutivos – 51 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por partículas magnéticas ¾Tipo de registo –Relatório da inspecção e eventualmente complementado com um esquema e/ou com uma fotografia
Ensaios Não Destrutivos – 52 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia ¾Princípio do método –Registo da imagem de um objecto, incluindo o seu interior, pelo diferencial das radiações ionizantes, absorvidas pelas diversas espessuras
Ensaios Não Destrutivos – 53 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 54 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia ¾Natureza dos Raios X e dos Raios γ – Não têm carga eléctrica nem massa (fotões); – A sua energia é inversamente proporcional ao comprimento de onda; – Possuem a característica de penetrar a matéria, sendo, no entanto, absorvidos na razão exponencial da espessura dos materiais; – Impressionam películas radigráficas; – São invisíveis e impossíveis de detectar através dos sentidos Ensaios Não Destrutivos – 55 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 56 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 57 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia Fontes de radiação X 1. Fonte de radiação de baixa ou média energia 1. Equipamentos de raios X de energia ≤ 400 keV 2. Fontes de radiação de alta energia 1. Gerador Van de Graaff 2. Betartão 3. Acelerador linear Ensaios Não Destrutivos – 58 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia Fonte de Raios X de baixa ou média energia
Ensaios Não Destrutivos – 59 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia Fontes de radiação gama Cobalto 60 Período de meia vida – 5,3 anos; Aplicação – aço de forte espessura (50 a 150 mm)
Irídio 192 Período de meia vida – 74 dias; Aplicação – aço de médias espessuras (10 a 100 mm)
Túlio 170 Período de meia vida – 129 dias; Aplicação – aço de espessuras de 2 a 12 mm
Ensaios Não Destrutivos – 60 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia Características de uma radiografia Sensibilidade –
Possibilidade de detectar defeitos de menor dimensão(avaliada pelo conjunto contraste e definição)
Contraste – Diferença de densidades Definição – contorno da imagem (tem
a ver com o grão das
películas)
Densidade –
Maior ou menor enegrecimento da película (tem a ver com a quantidade de radiação que a impressionou)
Qualidade – pretendida Ensaios Não Destrutivos – 61 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Avaliada pelo IQI Especificado para a sensibilidade
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 62 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 63 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia ¾Fases de execução de uma radiografia – Delimitação da zona de segurança – Posicionamento da fonte – Posicionamento e identificação do filme – Exposição radiográfica – Revelação do filme – Avaliação das descontinuidades Ensaios Não Destrutivos – 64 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 65 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 66 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 67 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia
Ensaios Não Destrutivos – 68 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por radiografia ¾Vantagens – Registo permanente (Película) – Detecção externas
de
descontinuidades
– Utilização em todos os materiais
Ensaios Não Destrutivos – 69 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
internas
e
Ensaio por radiografia ¾Limitações – Necessidade de protecção contra radiações – Necessidade de acesso aos dois lados da peça – Impossibilidade de detecção de descontinuidades em função do seu tipo e da sua orientação (exemplo, folheamento/delaminações) – Resultados morosos (necessidade exposição e de revelação da película) Ensaios Não Destrutivos – 70 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
da
Ensaio por radiografia ¾Tipo de registo – Película – Vídeo, disquete ou CD – Relatório da interpretação radiográfica
Ensaios Não Destrutivos – 71 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons ¾Princípio do método –Medir espessuras por intermédio do tempo de percurso da vibração ultra-sónica emitida por cristais piezoeléctricos (sondas) de alta frequência (normalmente nos metais de 1 a 6 MHz), incluindo avaliação da quantidade de energia reflectida numa interface
Ensaios Não Destrutivos – 72 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons
Ensaios Não Destrutivos – 73 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons •
As vibrações mecânicas atravessam o material a uma determinada velocidade característica de cada material;
•
As vibrações não se propagam no vazio.
•
Os tipos de ondas sonoras aplicadas na inspecção de soldaduras são:
– Ondas longitudinais – Ondas Transversais Ensaios Não Destrutivos – 74 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons ¾Efeito piezoeléctrico –Característica de alguns materiais que transforma energia mecânica em energia eléctrica e vice-versa
Ensaios Não Destrutivos – 75 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons
Ensaios Não Destrutivos – 76 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons
Ensaios Não Destrutivos – 77 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons
Ensaios Não Destrutivos – 78 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons Esquema geral do ensaio por Ultra Sons (eco pulsado)
45º - Ângulo de refracção no aço Ensaios Não Destrutivos – 79 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons ¾Vantagens – – – –
Ensaio que analisa todo o volume em tempo real Controla, se necessário, só por um lado Boa resolução/sensibilidade Controla facilmente fortes espessuras (normalmente até cerca de 5000 mm - 200 ”) – Detecta facilmente descontinuidades planares (exemplo, folheamento – delaminações) – Equipamento portátil Ensaios Não Destrutivos – 80 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons ¾Limitações – Necessidade de operadores com muita formação e experiência – Necessidade de acesso/contacto e preparação das superfícies – Pode ser aplicável a espessuras superiores a 6 mm (¼“), normalmente superior a 10 mm – Não aplicável a materiais porosos ou ferros fundidos cinzentos – Não tem registo (só relatório) salvo em técnicas automáticas Ensaios Não Destrutivos – 81 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
Ensaio por Ultra Sons ¾Tipo de registo –Relatório do ensaio complementado eventualmente com um esquema e/ou com uma fotografia
Ensaios Não Destrutivos – 82 / 82 IF - Rev. 1 (2007-02)
