HM-1200 - Medidor de Espessura de Chapa por Ultrassom

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Princípio básico de medição de espessura por ultrassom - Método


Introdução: Sons extremamente graves ou agudos, podem passar desapercebidos pelo aparelho auditivo humano, não por deficiência deste, mas por caracterizarem vibrações com freqüências muito baixas, até 20Hz (infrassom) ou com freqüências muito altas acima de 20 kHz (ultrassom), ambas inaudíveis.


Como sabemos, os sons produzidos em um ambiente qualquer, refletem-se ou reverberam nas paredes que consistem o mesmo, podendo ainda ser transmitidos a outros ambientes. Fenômenos como este apesar de simples e serem freqüentes em nossa vida cotidiana, constituem os fundamentos do ensaio ultrassonico de materiais. No passado, testes de eixos ferroviários, ou mesmos sinos, eram executados através de testes com martelo, em que o som produzido pela peça, denunciava a presença de rachaduras ou trincas grosseiras pelo som característico.


Assim como uma onda sonora, reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultrassonica ao percorrer um meio elástico, que pode ser um metal, plástico, concreto, etc...refletirá da mesma forma, ao incidir numa descontinuidade ou falha interna neste meio considerado. Através de aparelhos especiais, detectamos as reflexões provenientes do interior da peça examinada, localizando e interpretando as descontinuidades. 


Mas qual é a finalidade do ensaio da medição de espessura por ultrassom?


O ensaio por ultrassom, caracteriza-se num método não destrutivo que tem por objetivo a detecção de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos mais variados tipos ou forma de materiais ferrosos ou não ferrosos. Tais defeitos são caracterizados pelo próprio processo de fabricação da peça ou componentes a ser examinada como por exemplo: bolhas de gás em fundidos, dupla laminação em laminados, micro-trincas em forjados, escorias em uniões soldadas e muitos outros. Portanto, o exame ultrassonico, assim como todo exame não destrutivo, visa diminuir o grau de incerteza na utilização de materiais ou peças de responsabilidades.






Onde podemos aplicar a utilização da medição de espessura por ultrassom?


Atualmente, na moderna indústria, principalmente nas áreas de caldeiraria e estruturas marítimas, o exame ultrassonico, constitui uma ferramenta indispensável para garantia da qualidade de peças de grandes espessuras, geometria complexa de juntas soldadas, chapas. Na maioria dos casos, os ensaios são aplicados em aços-carbonos, em menor porcentagem em aços inoxidáveis. Materiais não ferrosos são difíceis de serem examinados, e requerem procedimentos especiais.


 


Mas quais são as vantagens e desvantagens do medidor de espessura por ultrassom?


Em relação a outros ensaios - O medicao de espessura por ultrassom possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas descontinuidades internas, por exemplo:


• Trincas devido a tratamento térmico, fissuras e outros de difícil detecção por ensaio de radiações penetrantes (radiografia ou gamagrafia).


• Para interpretação das indicações, dispensa processos intermediários, agilizando a inspeção. • No caso de radiografia ou gamagrafia, existe a necessidade do processo de revelação do filme, que via de regra demanda tempo do informe de resultados.


• Ao contrário dos ensaios por radiações penetrantes, o ensaio ultrassonico não requer planos especiais de segurança ou quaisquer acessórios para sua aplicação.


• A localização, avaliação do tamanho e interpretação das descontinuidades encontradas são fatores intrínsecos ao exame ultrassonico, enquanto que outros exames não definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostrado num filme radiográfico define o tamanho mas não sua profundidade e em muitos casos este é um fator importante para proceder um reparo.

Aplicações

Aplicações

Limitações em relação a outros ensaios.


• Requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor. • O registro permanente do ensaio não é facilmente obtido.


• Faixas de espessuras muito finas, constituem uma dificuldade para aplicação do método.


• Requer o preparo da superfície para sua aplicação (uso de glicerina). Em alguns casos de inspeção de solda, existe a necessidade da remoção total do reforço da solda, que demanda tempo de fábrica.


 



 


O que siginifica e para que serve a freqüência, velocidade e comprimento de onda nos medidores de espessura por ultrassom?


Freqüência:


As ondas acústicas ou som propriamente dito, são classificados de acordo com suas freqüências e medidos em ciclos por segundo, ou seja o número de ondas que passam por segundo pelo nossos ouvidos. A unidade “ciclos por segundos” é normalmente conhecido por “Hertz”, abreviatura “Hz”. Assim sendo se tivermos um som com 280 Hz, significa que por segundo passam 280 ciclos ou ondas por nossos ouvidos. Note que freqüências acima de 20.000 Hz são inaudíveis denominadas freqüência ultrassonica.


 Obs: Considera-se 20 kHz o limite superior audível e denomina-se a partir desta, a denominada freqüência ultrassônica. 


 


Velocidade de propagação.


Existem várias maneiras de uma onda sônica se propagar, e cada uma com características particulares de vibrações diferentes. Definimos “Velocidade de propagação” como sendo a distância percorrida pela onda sônica por unidade de tempo. É importante lembrar que a velocidade de propagação é uma característica do meio, sendo uma constante, independente da freqüência.


 


Comprimento de onda.


Quando atiramos uma pedra num lago de águas calmas, imediatamente criamos uma perturbação no ponto atingido e formando assim, ondas superficiais circulares que se propagam sobre a água. Neste simples exemplo, podemos imaginar o que definimos anteriormente de freqüência como sendo o número de ondas que passam por um observador fixo, também podemos imaginar a velocidade de propagação pela simples observação e ainda podemos estabelecer o comprimento entre dois picos de ondas consecutivos. A esta medida denominamos comprimento de onda, e representaremos pela letra grega Lambda “λ“.


Obs: O conhecimento do comprimento de onda é de significante importância, pois relaciona-se diretamente com o tamanho do defeito a ser detectado. Em geral , o menor diâmetro de uma descontinuidade a ser detectada no material deve ser da ordem de λ/2. Assim se inspecionarmos um material de velocidade de propagação de 5900 m/s com uma freqüência de 1 MHz , a mínima descontinuidade que poderemos detectar será de aproximadamente 2,95 mm de diâmetro.


 

Ficha Técnica

Ficha Técnica

Especificações Técnicas


 


Escala: 1,2 a 225mm


Resolução: 0,1mm


Precisão: ± 0,1mm


Velocidade do som: 1000 a 9999 m/s


Temperatura de operação: 50ºC (Máx.)


Temperatura suportada pelo sensor: 50°C (Máx.)


Umidade de operação: <80% RH



Cuidados Referentes à Calibração:


É importante sempre a calibração do medidor de espessura por ultrassom, todo aparelho é calibrado de fábrica No entanto, o operador deverá proceder uma recalibração dos instrumentos e acessórios sempre que:


• Houver trocas de transdutores no decorrer de inspeção


• O aparelho for desligado


• Transcorrer 90 minutos com o aparelho ligado


• Houver troca de operadores

Sondas

Sondas

O medidor de espessura por ultrassom utliza sensor tipo trandustor.


Os transdutores do medidor de espessura por ultrassom são construídos a partir de um cristal piezelétrico colado num bloco rígido denominado de amortecedor e sua parte livre protegida ou uma membrana de borracha ou uma resina especial. O bloco amortecedor tem função de servir de apoio para o cristal e absorver as ondas emitidas pela face colada a ele.


Assim o transdutor emite um impulso ultrassonico que atravessa o material a inspecionar e reflete nas interfaces, originando o que chamamos ecos. Estes ecos retornam ao transdutor e gera, no mesmo, o sinal elétrico correspondente que é medido e indicado no medidor de espessura por ultrassom. 


Mas quais são as recomendações e cuidados que devemos ter com os sensores tipo transdutor dos medidores de espessura por ultrassom?


A face de contato do transdutor com a peça deve ser protegida contra desgastes mecânico podendo utilizar membranas de borracha finas e resistentes ou camadas fixas de epoxi enriquecido com óxido de alumínio.


Por esta razão, deve-se usar um líquido que estabeleça uma redução desta diferença, e permita a passagem das vibrações para a peça. Tais líquidos, denominados líquido acoplante são escolhidos em função do acabamento superficial da peça, condições técnicas, tipo da peça.


Os acoplantes devem ser selecionados em função da rugosidade da superfície da área de varredura, o tipo de material, forma da peça, dimensões da área de varredura e posição para inspeção, sempre utlilize acoplante antes da sua medição, exemplo: Glicerina.


 


Em geral os transdutores normais são circulares, com diâmetros de 5 a 24 mm, com freqüência de 0,5 ; 1 ; 2 ; 2,5 ; 5 e 6 MHz. Outros diâmetros e freqüências existem , porém para aplicações especiais, sempre qual será a sua aplicação ou finalidade de uso do medidor de espessura por ultrassom antes da sua aquisição.


 


 


 

Acessórios

Acessórios

Acessórios Fornecidos com HM-1200


 


Estojo para transporte


Transdutor ultra-sônico (10mmØ)


Hoslter de proteção


Padrão em aço de calibração


Frasco com glicerina


Manual de instruções