Ensaio não destrutivo

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 e 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 ultrassom, 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

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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

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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 ( ):
 
  é a massa da barra,   o comprimento,   a largura e   a altura;   é a frequência de ressonância fundamental flexional e   é um fator de correção para o modo fundamental flexional, obtido por:
 
  é o coeficiente de Poisson.
  • Módulo de cisalhamento ( ):
 
  é a frequência de ressonância fundamental torcional e   um fator dependente da relação entre a largura e altura da amostra igual a:
 
  • Com o valor do módulo de Young e o módulo de cisalhamento temos o coeficiente de Poisson ( ) (no caso de materiais isotrópicos):
 

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

Ver também

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Referências

  1. a b c CARTZ, L. Nondestructive Testing. A S M International,1995. ISBN 978-0-87170-517-4. (em inglês)
  2. GARCIA, A., SPIM, J.A., SANTOS, C.A. Ensaios dos Materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2000. ISBN 8-521-61221-4
  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. doi:10.1520/E1875-00 (em inglês)
  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. doi:10.1520/E1876-09 (em inglês)

Bibliografia

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  1. José Carlos A. Cintra, Nelson Aoki, Cristina de H. C. Tsuha, Heraldo Luiz Giacheti, Fundações: ensaios estáticos e dinâmicos; Oficina de Textos, 2013, ISBN 8-579-75161-6
  2. S. R. Daniewicz, J. C. Newman, K. Schwalbe, Fatigue and Fracture Mechanices, Volume 34, ASTM International, 2005, ISBN 0-8031-3487-8 ISSN 1040-3094 (em inglês)
  3. C. M. Hudson, Thomas P. Rich, Case Histories Involving Fatigue and Fracture Mechanics: A Symposium, Edição 918 , ASTM International, 1986 ISBN 0-803-10485-5 (em inglês)
  4. Donald Maxwell Brunette, Titanium in Medicine: Material Science, Surface Science, Engineering, Biological Responses, and Medical Applications , Springer Science & Business Media, 2001 ISBN 3-540-66936-1 (em inglês)
  5. Basic Rubber Testing, ASTM International ISBN 0-8031-3358-8 (em inglês)
  6. Charles Hellier (2003). Handbook of Nondestructive Evaluation. McGraw-Hill. ISBN 0-07-028121-1 (em inglês)
  7. ASTM International, ASTM E1316-13a: Standard Terminology for Nondestructive Examinations (2013), ASTM International doi:10.1520/E1316-14 (em inglês)
  8. ASTM International, EN 1330: Non-destructive testing. Terminology. Nine parts. Parts 5 and 6 replaced by equivalent ISO standards. ISBN 0-580-28390-9 (em inglês)
  9. ISO 12706: Non-destructive testing. Penetrant testing. Vocabulary] (2009) (em inglês)
  10. ISO 12718: Non-destructive testing. Eddy current testing. Vocabulary (2008) (em inglês)
  11. Paul E. Mix, P.E., E.E., Introduction to Nondestructive Testing: A Training Guide , John Wiley & Sons, 2005 ISBN 0-471-71913-7 (em inglês)

Ligações externas

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