UERJ CRR FAT
Disciplina
ENSAIOS DE MATERIAIS
Tópico 12
A. Marinho Jr
ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS – END
PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
Introdução
O ensaio por partículas magnéticas é um procedimento para detectar falhas ou defeitos em
materiais magnetizáveis, com o qual é possível visualizar defeitos superficiais e, em alguns
casos, defeitos sub-superficiais. O ensaio teve sua origem por volta de 1929 e o nome comercial
Magna flux é, em geral, associado a este método, que apresenta características como
simplicidade de princípio, facilidade de aplicação, liberdade de restrições quanto a tamanho,
forma , composição e tratamento térmico dos materiais examinados, com a ressalva de que
devem ser magnéticos.
Princípios básicos
Se uma agulha magnética se aproximar de um condutor elétrico retilíneo por onde circula uma
corrente elétrica, observa-se que a agulha tende a se colocar perpendicularmente ao plano que
passa pelo eixo do condutor e pelo centro de rotação da agulha. Tal experiência, elementar em
física, mostra que sobre a agulha atuam forças específicas, que se chamam forças magnéticas.
Toda a região próxima do condutor elétrico pela qual circula a corrente exerce uma ação sobre a
agulha magnética. Chama-se essa zona de campo magnético da corrente. O campo magnético
age também sobre outros condutores nos quais circule uma corrente elétrica. Se um papelão for
atravessado por um condutor elétrico, como na figura 12.1, e uma corrente elétrica passar por
ele, será gerado um campo magnético em torno desse condutor elétrico. Se for colocada uma
limalha de ferro muito fina e se fizer vibrar o papelão, a limalha de ferro vai se organizar em
forma de círculos concêntricos, tendo o eixo do condutor elétrico como o seu centro. Tais
círculos concêntricos, formados pela limalha de ferro, chamam-se linhas magnéticas ou espectro
de campo. Se sobre o papelão forem colocadas pequenas agulhas magnéticas e for invertido o
sentido da corrente elétrica no condutor, observa-se que as agulhas magnéticas também vão
inverter a sua posição.
Figura 12.1 Experiência clássica mostrando o campo magnético das correntes elétricas
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Procedimento
O ensaio não-destrutivo por partículas magnéticas consiste na magnetização do corpo de prova,
aplicando-se logo em seguida partículas magnéticas (óxido de ferro ou limalha de ferro) sobre
ele. Se o corpo de prova apresentar alguma descontinuidade superficial ou sub-superficial (até
4mm da superfície), as partículas magnéticas forçarão a passagem do campo magnético para fora
do corpo de prova, formando um campo de fuga que irá atrair as partículas magnéticas. As
partículas formam uma indicação visível da localização e da extensão do defeito, conforme
mostra a figura 12.2 a seguir:
Figura 12.2 Esboço do campo magnético desviado por uma trinca e sua visualização
Principais utilizações
Os ensaios por partículas magnéticas são mais utilizados para:
Inspeção durante a fabricação de partes ou componentes mecânicos sujeitos a tensões
cíclicas, que poderão causar uma fratura por fadiga.
Inspeção de peças soldadas, bem como fundidos, forjados e laminados
Inspeção em protótipos de fundição, analisando a presença de trincas de contração
Localização de trincas em componentes em operação
Os principais materiais metálicos ensaiados são os aços e ferros fundidos, que podem ser
facilmente magnetizáveis, se bem que, adotando-se outras técnicas e utilizando-se o mesmo
equipamento, podem se observar os mesmos tipos de defeitos em metais não magnéticos.
Tipos de magnetizações
A magnetização numa peça pode ser do tipo circular e/ou longitudinal. A magnetização circular
consiste em se fazer passar através da peça uma corrente elétrica, que irá produzir um campo ao
seu redor. Para casos em que a peça é vazada, como por exemplo, no caso de tubos, o condutor
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de corrente não é a própria peça, mas sim outro objeto colocado dentro dela. A magnetização
longitudinal é feita colocando-se a peça entre dois pólos de um eletroimã ou dentro de uma
bobina do tipo solenóide, conforme mostra a figura 12.3.
(a)
(b)
(c)
Figura 12.3 Campos magnéticos circular ( a e b) e longitudinal (c)
A melhor indicação de uma trinca é obtida quando o campo magnético formado tem uma direção
perpendicular à direção da trinca. Portanto, nas trincas longitudinais que ocorrem nas barras
laminadas, deve-se utilizar o tipo de magnetização circular. Nos casos de trincas causadas pelos
processos de usinagem, de tratamentos térmicos ou por ação de solicitações cíclicas (fadiga), que
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podem ocorrer em variadas direções, é necessário o uso de dois tipos de magnetização, o que é
conseguido pelo uso de máquinas de ensaio chamadas universais.
A intensidade e a distribuição do campo magnético são afetadas pela quantidade e pelo tipo de
corrente utilizados para a magnetização, podendo-se citar a alternada e a contínua. O método de
magnetização pode ser classificado em duas categorias: o método contínuo, no qual o resultado é
obtido co a aplicação de partículas com o equipamento ligado, e o método residual, no qual as
partículas são depositadas após o desligamento da corrente elétrica. O segundo método só é
aplicável em materiais que apresentem alta remanência magnética (magnetização que permanece
em um material após ele Ter sido removido de um campo magnético).
Quanto às partículas, elas podem ser aplicadas sob a forma de pós ou suspensas em líquido,
geralmente querosene ou similar. Os pós secos são partículas metálicas ou magnéticas
selecionadas pelo tamanho, forma e propriedades magnéticas, e geralmente são de coloração
cinza, vermelha ou preta. Já nos ensaios com líquidos, as partículas consistem em óxido de ferro
magnético preto ou vermelho que apresentam tamanhos bastante reduzidos.
Defeitos internos próximos da superfície também podem ser identificados por esse ensaio, porém
requerem grande experiência e habilidade do operador ou inspetor. Em algumas circunstâncias,
torna-se necessária a desmagnetização das partes ensaiadas, o que se consegue pela passagem
das peças em um campo magnético formado por corrente alternada.
A principal desvantagem da aplicação da indução por partículas magnéticas, no caso de peças de
grandes dimensões, consiste no fato de que o aparelho de indução magnética pode produzir
faíscas nos pontos de contato, podendo haver contaminação com o cobre do eletrodo ou originar
pontos de têmpera no corpo de teste. Esse tipo de ensaio não se aplica em peças usinadas
acabadas ou em locais que contenham gases inflamáveis, devido ao perigo de explosão.
A figura 12.4 a seguir ilustra a sua aplicação na detecção de defeitos superficiais tais como
trincas.
Figuras 12.4 Exemplo de detecção de trincas pelo ensaio de partículas magnéticas
Revisão: 00 Março de 2009
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