Ensaio não destrutivo

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Denomina-se ensaio não destrutivo (END ou NDT em inglês nondestructive testing) a qualquer tipo de ensaio praticado a um material que não altere de forma permanente suas propriedades físicas, químicas, mecânicas ou dimensionais.[1] Os ensaios não destrutivos implicam um dano imperceptível ou nulo.

Ensaios não destrutivos representam um conjunto amplo de técnicas de análise utilizadas na ciência e na indústria para avaliar as propriedades de um material, componente ou sistema, sem causar danos, baseando-se na aplicação de fenômenos físicos tais como ondas eletromagnéticas, acústicas, elasticidade, emissão de partículas subatômicas, capilaridade, absorção e qualquer tipo de teste que não implique um dano considerável à amostra examinada.[1]

Os ensaios não destrutivos são técnicas altamente valiosas, uma vez que permitem o controle das propriedades dos materiais, com economia de tempo e dinheiro, e permitem que o material testado volte intacto para o local de trabalho após a inspeção.[2] Métodos comuns de END incluem ultra-som, partículas magnéticas, líquido penetrante, radiografia e ensaios por correntes de Foucault (correntes parasitas). END são uma ferramenta comumente usada em engenharia forense, engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia civil, sistemas de engenharia, engenharia aeronáutica, medicina e arte.[1]

Ensaio não destrutivo de tubos[editar | editar código-fonte]

Ensaios não destrutivos de tubos ou END tubular (em literatura em inglês Tubular NDT) são ensaios não destrutivos pela aplicação de várias tecnologias para detectar anomalias tais como corrosão e defeitos de fabricação e, tubos metálicos. As tubulações podem ser encontradas em equipamentos tais como caldeiras e trocadores de calor. Para conduzir um exame "in situ" (i.e. exame dos tubos na sua posição, onde eles estão instalados), a cobertura de uma abertura de manutenção é normalmente removida para permitir o acesso de um técnico aos tubos. Alternativamente, um feixe de tubos pode ser removido de um trocador de calor e transportado por uma empilhadeira para uma área de manutenção para um acesso mais fácil.

Ensaio não destrutivo para determinação dos módulos elásticos[editar | editar código-fonte]

É possível calcular os módulos elásticos (módulo de Young, módulo de cisalhamento) e o coeficiente de Poisson através das frequências naturais de vibração do corpo de prova, sem que este sofra qualquer dano, através do chamado método dinâmico (um tipo de ensaio não destrutivo); ou através da velocidade do som, ensaio por ultra-som (pulso-eco). As frequências juntamente com as dimensões e massa, possuem uma relação unívoca com os módulos elásticos.

Os três modos principais de vibração são: vibração longitudinal, vibração flexional e vibração torcional. Os dois primeiros permitem o cálculo do módulo de Young, enquanto que o último possibilita a determinação do módulo de cisalhamento e do coeficiente de Poisson. O ensaio pode ser de:

  • Excitação por impulso: no qual o corpo de prova sofre um leve impacto para que as vibrações mecânicas sejam geradas e um transdutor capta esta resposta acústica transformando-a em sinal elétrico de tal forma que as frequências de ressonância possam ser lidas.
  • Varredura de frequência: neste ensaio o corpo de prova recebe um estímulo com frequência variável.

Ambos os métodos exigem que o corpo de prova seja apoiado em pontos nodais em acordo com as normas ASTM E-1875 [3] e E-1876.[4]


No caso de corpos de prova no formato de barras de secção retangular, o módulo de Young, módulo de cisalhamento e coeficiente de Poisson podem ser obtidos da seguinte forma:[4]

  • Módulo de Young (E):
E=0,9465\left( \frac{mf_f^2}{b}\right ) \left( \frac{L^3}{t^3} \right )T_1

m é a massa da barra, L o comprimento, b a largura e t a altura; ff é a frequência de ressonância fundamental flexional e T1 é um fator de correção para o modo fundamental flexional, obtido por:

T_1=1+6,585(1+0,0752\mu+0,8109\mu^2)\left( \frac{t}{L}\right)^2 -0,868 \left( \frac{t}{L} \right )^4-\left( \frac{8,340(1+0,2023\mu+2,173\mu^2)\left( \frac{t}{L}\right )^4}{1,000+6,338(1+0,1408\mu+1,536\mu^2)\left( \frac{t}{L} \right )^2} \right)

μ é o coeficiente de Poisson.

  • Módulo de cisalhamento (G):
G= \frac{4mf_t^2}{bt}\R

ft é a frequência de ressonância fundamental torcional e R um fator dependente da relação entre a largura e altura da amostra igual a:

R=\left( \frac{1+\left( \frac{b}{t}\right )^2}{4-2,521 \frac{t}{b}\left( 1-\frac{1,991}{e^\pi\frac{b}{t}+1} \right )} \right)\left( 1+ \frac{0,00851n^2b^2}{L^2}\right)-0,060\left( \frac{nb}{L}\right)^\frac{3}{2}\left( \frac{b}{t}-1\right)^2
  • Com o valor do módulo de Young e o módulo de cisalhamento temos o coeficiente de Poisson (μ) (no caso de materiais isotrópicos):
\mu=  \left( \frac{E}{2G}\right )-1

Estes cálculos são válidos para corpos de prova no formato de barras de secção retangular. Geometrias diferentes exigem equações diferentes.[4]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b c CARTZ, L. Nondestructive Testing. A S M International,1995.
  2. GARCIA, A., SPIM, J.A., SANTOS, C.A. Ensaios dos Materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
  3. Standard Test Method for Dynamic Young’s Modulus, Shear Modulus, and Poisson’s Ratio by Sonic Resonance; designation: E 1875 – 00. ASTM International, 2000. 7 p.
  4. a b c Standard Test Method for Dynamic Young’s Modulus, Shear Modulus, and Poisson’s Ratio by Impulse Excitation of Vibration; designation: E 1876 – 07. ASTM International, 2007. 15 p.

ss

Ligações externas[editar | editar código-fonte]