46448-António Paço
46450- Filipe Duarte
Contextualização
• A inspecção por Ultra - Sons é um dos métodos de
detecção de defeitos e análise de falhas.
• Os métodos de inspecção não destrutiva, ou
ensaios não destrutivos (END), são um conjunto de
técnicas e de ensaios destinados a avaliar a
ausência de defeitos ou anomalias estruturais, nos
componentes mecânicos, sem lhes afectar a
capacidade de desempenhar a sua função.
• Estes métodos visam essencialmente a detecção de
defeitos superficiais ou defeitos internos que
constituem uma descontinuidade estrutural,
fissuras, poros, impurezas, etc.
Princípios das inspecções por
Ultra - Sons
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Ultra-som tem uma frequência acima dos 20 quilohertz (kHz).
Os transdutores de ultra-sons vulgarmente utilizados baseiam-se no
efeito piezoeléctrico (piezo:pressão ;electron:âmbar).
A transmissão de ultra-sons através de materiais piezoeléctricos
efectua-se aplicando uma DDP alternada às faces de um cristal
inicialmente em repouso, em consequência, o cristal expande e
contrai alternadamente a uma frequência constante.
As vibrações ultrasónico deixam a sonda e são administradas no
material a ser testado por um “couplant”, normalmente graxa, óleo,
água, pasta, ou gelatina.
A recepção do eco desencadeia vibrações nos átomos da rede
cristalina, gerando assim uma DDP eléctrtica.
As ondas ultrasónicas propagam-se concêntricamente.
VISUALIZAÇÃO DO
PRINCÍPIO
As Vantagens do Método
dos Ultra - Sons
• A vantagem da tecnologia dos ultra sons é de fácil
compreensão. São ondas de alta frequência e baixo
comprimento de onda.
• 1 - Os ultra -sons são muito direccionais.
• 2 - Os Ultra-sons podem ser facilmente bloqueados e
protegidos.
• 3 - Pode-se utilizar este método em ambientes muito
ruidosos.
• 4 - Cargas ultrasonicas providenciam uma aviso antecipado de
potencial problemas.
• 5 - O equipamento é de fácil uso.
Exemplo de cálculo do comprimento de onda á
saída do transdutor para um feixe de 3MHs que
se propaga a uma velocidade de 4000 m/s no
cristal:
• f=V/
– =V/f =  =1.33mm
Aplicações
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Inspecção em tubos de aço,titanium ...
Inspecção em soldaduras entre tubos de aço.
Inspecção em fibras ( carbono,amido,vidro…).
Inspecção em navios que possuem válvulas de
pressão .
• Teste do módulo de elasticidade em cerâmicas de
alta performance .
Limitações
• Existem casos em que a expessura da chapa
é demasiado reduzida, assim,as ondas de
som propagam-se no meio posterior á chapa
e não são reflectidas. Deste modo a
soldadura é caracterizada como livre de
defeitos.
Desvantagens
• Cavitação
– formação de bolhas de gás(microbubble).
Time-of-Flight Diffraction
(TOFD)
• As vantagens deste método inclui:
• Velocidade de aplicação (tipicamente um ratio de
scanning de cerca de 10 - 20 pés por hora).
• Capacidade de detecção do defeito e do tamanho
deste.
• Fácil calibração dos instrumentos.
• Grande probabilidade da detecção do defeito.
• Ocorrências elevadas da detecção do tamanho do
defeito e natureza deste.
• Totalmente digitalizada a gravação e imagens,
guardados num arquivo que contem todos os
resultados e dados do ensaio.
ILUSTRAÇÃO DO TOFD
Imagem em tempo real do
TOFD
Imagem já tratada no
TOFD
• Na construção naval:
• Na reparação naval:
• Dimensões e formas das
estruturas
• Defeitos na construção
soldada
• Defeitos da protecção
superficial
• Estanquicidade do casco,
compartimentos e tanques
• Alinhamento de
equipamentos e
componentes dinâmicos
• Desgaste mecânico
• Desgaste por corrosão e
defeitos de protecção
superficial
• Estanquicidade do casco,
compartimentos e tanques
• Alinhamentos de
equipamentos e
componentes dinâmicos
• Detecção de fendas
devidas a esforços
dinâmicos (fadiga)
Inspecção durante o processo de
aplicação dos Risers
Transdutor:
Risers de águas profundas
Aplicações em outras
áreas:
• Oftalmologia
• Obstectrícia
• Estudos cardíacos,
através do efeito
Doppler