Ensaios Não Destrutivos

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1 Ensaios Não Destrutivos Ensaio Radiográfico O Ensaio Radiográfico Peça Filme Introdução de radiação na peça, que é absorvida diferencialmente quando ocorrem variações de densidade, espessura ou composição química na peça. Princípios do Método Arranjo Básico para Exposição Fonte de radiação Objeto Vazio Feixe de radiação Filme 1

2 Vantagens e limitações Descontinuidades superficiais e internas, Materiais ferrosos, não ferrosos, cerâmicos, etc., Registro permanente dos resultados, Estrutura e granulação não influenciam Defeitos planares são difíceis de detectar, Ensaio lento e relativamente caro, Necessário acesso a dois lados da peça, Problemas de segurança pessoal Tipos de radiação Raios-X Raios Gama Desaceleração de elétrons, Menor poder de penetração, em geral, Espectro contínuo. Reações nucleares, Maior poder de penetração, Comprimentos de onda discretos, E dependente do isótopo usado. Princípios Físicos Ondas Eletromagnéticas! Ondas de rádio! Microondas! Infravermelhas! Luz visível! Ultravioleta! Raios- Xe radiação gama 2

3 Princípios Físicos Espectro Eletromagnético Princípios Físicos Comprimento de Onda e Freqüência λ λ Princípios Físicos Freqüência 1 1 F 2 = 2F 1 2 Tempo 3

4 Princípios Físicos Características das Radiações X e γ v = λ. f v velocidade de propagação da onda λ- comprimento de onda da radiação f freqüência da radiação Princípios Físicos Características das Radiações X e γ Alta freqüência F Pequeno comprimento de onda (λ) Alta energia da radiação Alto poder de penetração Baixa freqüência F Grande comprimento de onda (λ) Menor energia da radiação Menor poder de penetração Princípios Físicos Características das Radiações X e γ! Propagam- se com a velocidade da luz (c)! Propagam- se em linha reta! Não são afetados por campos elétricos e magnéticos! Provocam a alteração de emulsões fotográficas! Possuem a capacidade de penetrar na matéria 4

5 Princípios Físicos Geração de Raios-X Filamento Feixe de elétrons Alvo Catodo Anodo Envólucro de vidro Pyrex Cassete contendo o filme radiográfico Feixe de Raios-X Objeto radiografado Princípios Físicos Geração de Raios-X Elétron com energia de 150 kev se afastando do átomo de tungstênio Elétron com energia de 300 kev penetrando em um átomo de tungstênio Núcleo Fóton de raios-x com energia de 150 kev resultante da interação com o núcleo do átomo de tungstênio Princípios Físicos Energia da Radiação E = ½ mv 2 = ev E = energia adquirida pelo elétron ao ser acelerado V = diferença de potencial aplicada entre o cátodo e o anodo m = massa do elétron v = velocidade do elétron quando atinge o alvo no anodo e = carga do elétron = 1,6 x C 5

6 Princípios Físicos Energia da Radiação E = h. c / λ onde: E = energia da radiação (J) h = constante de Planck ( x J.s) c = velocidade da luz (m/s) λ = comprimento de onda da radiação Princípios Físicos Fatores que afetam geração kv e ma Influência da tensão Influência da corrente Intensidade Alta quilovoltagem Baixa quilovoltagem Comprimento de onda Intensidade Alta miliamperagem Baixa miliamperagem Comprimento de onda Princípios Físicos Geração de Radiação Gama γ β α β α Partículas Alfa (α) Partículas Beta (β) γ α γ α β Radiação Gama (γ) β γ γ 6

7 Fontes Radioativas Características Radioisótopo Césio 137 Cobalto 60 Irídio 192 Itérbio 169 Selênio 75 Túlio 170 Meia- vida 33 anos 5,27 anos 74 dias 32 dias 120 dias 129 dias Energias (kev) e a ,5 52 e Espessura de aço (mm) 25 a a a 65 2,5 a 15 5 a 40 Até 13 Princípios Físicos Interação da Radiação com a Matéria Fóton Incidente Fóton Incidente Produção de Pares Fóton Incidente Fotodesintegração Espalhamento coerente Princípios Físicos Interação da Radiação com a Matéria Fóton Incidente Efeito Fotoelétrico Fóton Incidente Espalhamento Compton 7

8 d 2 d d Princípios Físicos Fatores que afetam a exposição - atenuação Radiação primária incidente I 0 Radiação secundária Elétrons Radiação primária emergente I formadora de imagem Princípios Físicos Fatores que afetam a exposição - distância Plano 1 Plano 1 Plano 2 Plano 2 Ampola Diafragma Ampola de Raios-X Diafragma 2d Lei do Inverso do Quadrado da Distância I1 I2 = d 2 2 d1 2 Princípios Físicos Fatores que afetam a exposição - Contraste! Qualidade da radiação X ou γ: energia da radiação! Características de contraste do filme! Tipos de ecrans utilizados! Densidade ótica das radiografias!condições de processamento!características do objeto radiografado 8

9 Princípios Físicos Fatores que afetam a exposição - Contraste Alta Quilovoltagem Baixa Quilovoltagem Equipamentos Equipamentos de Raios-X Equipamento de Raios-X Circuito Tranformador do filamento Amperímetro Linha 230 V Reostato Auto tranformador Linha 230 V Chave seletora de tensão miliamperímetro Transformador de Alta Tensão Timer Auto tranformador 9

10 Equipamento de Raios-X Circuito Graetz i Ampola de raios-x i 0º 90º 180º 270º tempo Equipamento de Raios-X Circuito Greinacher i Ampola de raios-x i tempo Equipamento de Raios-X Circuito Villard i Ampola de raios-x i tempo 10

11 Equipamentos Fontes Radioativas Fontes de Radiação Fonte de Iridio 192 Fontes de Radiação Irradiadores Gama 11

12 Fontes de Radiação Irradiadores Gama Fontes de Radiação Irradiadores Gama Fontes de Radiação Irradiadores Gama 12

13 Fontes de Radiação Irradiadores Gama Fontes de Radiação Irradiadores Gama Fontes de Radiação Irradiadores Gama 13

14 Equipamentos Densitômetro Equipamentos Fatores que afetam a exposição - Ecrans! Intensificam a ação da radiação primária! Protegem o filme contra os efeitos da radiação espalhada! Metálicos: emitem elétrons com a passagem da radiação! Salinos: emitem luz com a passagem da radiação Equipamentos Telas Intensificadoras 14

15 Equipamentos Telas Intensificadoras Equipamentos Telas Intensificadoras Equipamentos Telas Intensificadoras 15

16 Equipamentos Indicadores de qualidade da imagem IQI ASTM DIN e ASTM 1.0 Ф4t Фt Ф2t t DIN FE Equipamentos Indicadores da Qualidade da Imagem ASTM Indicadores da Qualidade da Imagem IQI ASTM 16

17 Indicadores da Qualidade da Imagem IQI ASTM Indicadores da Qualidade da Imagem IQI DIN Indicadores da Qualidade da Imagem IQI AFNOR 17

18 Indicadores da Qualidade da Imagem Espessura Nominal do Material (mm) Parede Simples Tipo Placa IQI ASTM Lado da Fonte Furo Essencial Diâmetro do Fio (mm) Penetrômetro Tipo Placa Lado do Filme Furo Essencial Diâmetro do Fio (mm) Até 6, T 0, T 0,006 Acima de 6,35 até 9, T 0, T 0,008 Acima de 9,525 até 12,7 17 2T 0, T 0,010 Acima de 12,7 até 19, T 0, T 0,013 Acima de 19,05 até 25,4 25 2T 0, T 0,016 Acima de 25,4 até 38,1 30 2T 0, T 0,020 Acima de 38,1 até 50,8 35 2T 0, T 0,025 Acima de 50,8 até 63,5 40 2T 0, T 0,032 Acima de 63,5 até 101,6 50 2T 0, T 0,040 Acima de 101,6 até 152,4 60 2T 0, T 0,050 Acima de 152,4 até 203,2 80 2T 0, T 0,063 Acima de 203,2 até 254, T 0, T 0,100 Acima de 254,0 até 304, T 0, T 0,126 Acima de 304,8 até 406, T 0, T 0,160 Acima de 406,4 até 508, T 0, T 0,250 Indicadores da Qualidade da Imagem IQI ASTM Conjunto A Conjunto B Diâmetro do Fio (in/mm) Identificação do Fio 0,0032 / 0,08 1 0,004 / 0,10 2 0,005 / 0,13 3 0,0063 / 0,16 4 0,008 / 0,25 5 0,010 / 0,25 6 Diâmetro do Fio Identificação (in/mm) do Fio 0,010 / 0,25 6 0,013 / 0,33 7 0,016 / 0,40 8 0,020 / 0,51 9 0,025 / 0, ,032 / 0,81 11 Indicadores da Qualidade da Imagem IQI ASTM Conjunto C Conjunto D Diâmetro do Fio (in/mm) Identificação do Fio 0,032 / 0, ,04 / 1, ,05 / 1, ,063 / 1, ,08 / 2, ,10 / 2,5 16 Diâmetro do Fio Identificação (in/mm) do Fio 0,10 / 2,5 16 0,126 / 3,2 17 0,16 / 4, ,20 / 5, ,25 / 6, ,32 / 8,

19 Indicadores da Qualidade da Imagem IQI ASTM Tolerâncias no Diâmetro d do Fio (mm) Diâmetro d do Fio (mm) Tolerância (mm) 0,000 < d? 0,125 ± 0,0025 0,125 < d? 0,250 ± 0,0050 0,250 < d? 0,500 ± 0,010 0,500 < d? 1,600 ± 0,020 1,600 < d? 4,000 ± 0,030 4,000 < d? 8,000 ± 0,050 Materiais Tipos de filme: Rápidos ou lentos Granulação x definição Filmes Filme Características Aplicações Classificação ASTM Velocidade muito baixa Kodak DR Grão ultra fino Altíssimo contraste Baixa velocidade Kodak M Grão ultra fino Altíssimo contraste Baixa velocidade Kodak M100 Grão ultra fino Altíssimo contraste Baixa velocidade Kodak MX125 Grão muito fino Alto contraste Média velocidade Kodak T200 Grão muito fino Alto contraste Alta velocidade Kodak AA400 Grão fino Alto contraste Altíssima velocidade Kodak CX Grão médio Altíssimo contraste Dispositivos eletrônicos Materiais cerâmicos finos, plásticos e Especial partes laminadas Componentes eletrônicos Tipo 1 Materiais compostos Indústria aeronáutica e aeroespacial Fundidos Tipo 1 Soldas de altíssima qualidade Indústria nuclear Técnica de múltiplos filmes Tipo 1 Soldas e fundidos Construção de navios Tipo 1 Indústria aeronáutica e aeroespacial Técnica de múltiplos filmes Soldas e fundidos Construção de navios Indústria aeronáutica e aeroespacial Tipo 2 Técnica de múltiplos filmes Materiais compostos Fundidos Concreto reforçado Tipo 3 Técnica de múltiplos filmes 19

20 Filmes Fabricante Classificação Agfa Fuji Du Pont ASTM Structurix D2 Especial Structurix D4 Structurix D5 Structurix D7 lx 25 lx 50 lx 890 lx 100 lx 150 NDT-45 NDT-70 Tipo 1 Tipo 1-2 Tipo 2 Realização do Ensaio Preparação para a exposição Realização do Ensaio Preparação para a exposição 20

21 Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Simples / Vista Simples 1º Caso: tubulações com qualquer diâmetro Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Simples / Vista Simples 2º Caso : tubulações com qualquer diâmetro Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Simples / Vista Simples 3º Caso: tubulações com qualquer diâmetro 21

22 Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Dupla / Vista Simples 1º Caso: tubulações com qualquer diâmetro Mínimo de 3 radiografias defasadas de 120º Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Dupla / Vista Simples 2º Caso: tubulações com qualquer diâmetro Mínimo de 3 radiografias defasadas de 120º Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Dupla / Vista Dupla 1º Caso: tubulações com diâmetro menor ou igual a 89 mm Mínimo de 2 radiografias defasadas de 90º 22

23 Técnicas Radiográficas Técnica Radiográfica de Parede Dupla / Vista Dupla 2º Caso: tubulações com diâmetro menor ou igual a 89 mm Mínimo de três radiografias defasadas de 60º ou 120º Técnicas Especiais Radiografia em movimento Fonte de Raios-X Blindagem de chumbo Radiação Gama Filme Feixe de Raios-X Radiação Gama Amostra de material radioativo Técnicas Especiais Radiografia em movimento Solda Solda Colimador de chumbo Feixe de Raios-X Tubo de Raios-X Solda Tubo de Raios-X Discos de chumbo 23

24 Técnicas Especiais Radiografia em movimento Anodo Região Focal Colimador de chumbo Chumbo Diafragma Objeto radiografado Filme Técnicas Especiais Fluoroscopia Câmara blindada Vidro plumbífero Câmara blindada Espelho Peça Porta blindada Tela fluorescente Janela de observação com vidro plumbífero Equipamentos Especiais Instalação para teste de aros de rodas 24

25 Câmara Escura Tipos de Entrada Sala de Processamento Entrada Externa Sala de Processamento Entrada Externa Câmara Escura Tipos de Entrada Sala de Processamento Entrada Externa Câmara Escura 1 Entrada Lâmpada de segurança 3 Armazenagem de cassetes 4 Caixas de passagem 5 Bancada de carregamento Colgaduras 7 Armazenamento de filmes 8 Recipiente estanque à luz/lixo 9 Distribuição de energia 10 Entrada de ar 11 Timer 1 12 Tanque de processamento 13 Lanterna 14 Suporte para colgaduras dreno/pia 15 Exaustão de ar da secadora 16 - Secadora 25

26 Câmara Escura Filmes Caixas de Passagem Caixas de Passagem Câmara Escura Cassetes e Colgaduras Pia Processadora Tanques de Armazenamento de Químicos Câmara Clara Densitômetros e Negatoscópios Câmara Escura Etapas para Montagem dos Filmes em Colgaduras Câmara Escura Lavagem Intermediária 26

27 Câmara Escura Fixação Câmara Escura Lavagem Final Dreno Entrada de água Câmara Escura Misturador do Banho Misturador Marcas na radiografia devido à não agitação do banho 27

28 Câmara Escura Processamento Automático Câmara Escura Processadoras Structurix NDT 1 Structurix NDT M Structurix NDT 3 Structurix NDT OS Aplicações Caldeiraria 28

29 Aplicações Construção Civil Aplicações Indústria Nuclear Aplicações Indústria Petrolífera 29

30 Aplicações Indústria Petrolífera Aplicações Indústria Aeronáutica Aplicações Indústria Automobilística 30

31 Aplicações Componentes Eletrônicos Aplicações Obras de Arte 31

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