Partículas Magnéticas

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1 Partículas Magnéticas O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localização de descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos, tais como, as ligas de Ferro e de Níquel. Pode ser aplicado tanto em peças acabadas quanto semi-acabadas e durante as etapas de fabricação. O processo consiste em submeter à peça, ou parte desta, a um campo magnético. Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja, a falta de continuidade das propriedades magnéticas do material irá causar um campo de fuga (*) do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferro magnéticas (partículas finamente divididas), ocorrerá a aglomeração destas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles atraídas devido ao surgimento de pólos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da extensão da descontinuidade (Figura 1). (*) Campo de Fuga é a interrupção das linhas de força que dá origem a novos pólos, provocando a dispersão das linhas de fluxo magnético que dão origem ao Campo de Fuga. Página 1

2 A figura 1 demonstra como as linhas de força são perturbadas pela presença de uma descontinuidade. Figura 1: Peça contendo uma trinca, dando origem ao campo de fuga. O ensaio por partículas magnéticas é um detector de campos de fuga, que são revelados pela presença de acúmulos de partículas. Verificamos na prática que, para ocorrer um campo de fuga adequado na região das descontinuidades, a intensidade de campo, deve atingir valores adequados e as linhas de força devem ser o mais perpendicular possível ao plano da descontinuidade, caso contrário não será possível o acúmulo das partículas de forma nítida. Página 2

3 Técnicas do ensaio Técnicas do Yoke Existem dois tipos de yokes; o yoke de imã permanente e o yoke eletromagnético. A maior parte das normas apenas permite o uso do yoke eletromagnético de corrente alternada, pelo fato do mesmo apresentar as melhores características de detecção de descontinuidades. O yoke eletromagnético consiste basicamente de uma bobina enrolada em um entreferro ou núcleo em forma de "U". O yoke induz na peça um campo magnético longitudinal, que é gerado por corrente alternada. Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas entre os pontos de contato do yoke, em uma direção aproximadamente perpendicular às linhas de força do campo magnético estabelecido na peça, conforme apresentado na figura 2. Figura 2: Detecção de descontinuidades, técnica do Yoke. Página 3

4 Técnica dos Eletrodos É a técnica de magnetização pela utilização de eletrodos, também conhecida como pontas que, quando apoiadas na superfície da peça, permitem a passagem de corrente elétrica através da mesma. O campo magnético criado é circular. Esta técnica é geralmente aplicada em peças brutas fundidas, em soldas, nas indústrias de siderurgia, caldeiraria e outros. A intensidade de corrente a ser utilizada depende da distância entre os eletrodos e, da espessura da peça a ser inspecionada. Estes valores são mostrados na tabela 1. Tabela 1: Corrente de Magnetização, Técnica dos Eletrodos. Espessura da Peça Amperes por mm no espaçamento entre eletrodos < 19 mm 3,6 a 4,4 > 19 mm 4,0 a 5,0 Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas entre os pontos de contato dos eletrodos, numa direção aproximadamente perpendicular às linhas de força do campo magnético estabelecido na peça, conforme apresentado na figura 3: Página 4

5 Figura 3: Detectabilidade das descontinuidades, técnica dos eletrodos. Técnica da Bobina É assim denominado o método de magnetização que produz um campo magnético longitudinal na peça fechando o circuito através do ar. Portanto, essa técnica é recomendada para a detecção de descontinuidades transversais na peça. A magnetização longitudinal é obtida por indução de campo por bobinas ou eletroímãs. A indução pode ser feita de duas maneiras: o Enrolando-se um cabo em torno da peça, de modo que a peça funcione como o núcleo de uma bobina; o No caso de peças pequenas, colocando as mesmas no interior de uma bobina. Página 5

6 Para esta técnica, podem-se utilizar as correntes contínua ou retificada de meia onda. Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas simultaneamente em toda a peça, numa direção aproximadamente perpendicular às linhas de força do campo magnético gerado, conforme apresentado na figura 4. Figura 4: Método para magnetização longitudinal, por bobina indutora. Técnica do Contato Direto ou Magnetização Circular Neste método, que pode ser tanto por indução quanto por passagem de corrente elétrica através da peça, as linhas de força que formam o campo magnético circulam através da peça em circuito fechado, não fazendo uma ponte através do ar. É usada para a detecção de descontinuidades longitudinais. Página 6

7 A intensidade de corrente de magnetização deve observar os valores mostrados na tabela 2. Tabela 2: Limites para corrente de magnetização - técnica de contato direto. Diâmetro externo da peça (mm) Amperes por mm diâmetro externo da peça Corrente contínua ou Corrente alternada retificada D < < D < < D < < D 28 a a a a a a a a 10 Durante a inspeção, as descontinuidades são detectadas simultaneamente em toda a peça numa direção aproximadamente perpendicular às linhas de força do campo magnético formado, conforme apresentado na figura 5. Página 7

8 Figura 5: Detectabilidade das descontinuidades, técnica do contato direto. Partículas Ferro Magnéticas As partículas ferro magnéticas indicam a existência das descontinuidades, aderindo aos locais onde existem campos de fuga. A fim de aumentar o contraste com a superfície em inspeção, as partículas podem ser: o Coloridas - Visíveis sob luz normal, onde as cores mais usuais são: Preta; Cinza; Vermelha. o Fluorescentes - Visíveis sob luz negra Quanto ao método de aplicação as partículas se classificam em: Página 8

9 o Partículas para via seca - Aplica-se simplesmente o pó seco sobre a peça; o Partículas para a via úmida - Aplica-se uma suspensão de partículas em meio líquido sobre a peça a ser examinada. Os veículos mais utilizados são água e querosene. A relação líquido/partículas deve variar dentro de uma faixa prédeterminada. Sequência do Ensaio Basicamente, a inspeção por meio de partículas se compõe das seguintes etapas: Etapa Descrição 1 Limpeza - A superfície a ser inspecionada e qualquer área adjacente dentro de pelo menos 25 mm deve estar livre de sujeira, graxa, óleo, carepa, escória, fluxo ou qualquer impureza que possa prejudicar a resolução e a sensibilidade do ensaio. 2 Magnetização da peça - Escolhe-se a técnica de magnetização segundo o procedimento de inspeção qualificado, que pode ser qualquer das técnicas citadas anteriormente. Observar sempre a sobreposição especificada para as técnicas do Yoke e dos eletrodos. Observar ainda que a peça seja magnetizada em duas direções diferentes, isto é, as linhas de força da primeira magnetização devem ter direções aproximadamente a 90 graus das da segunda magnetização, de modo que toda descontinuidade, independente de sua orientação, seja detectada. 3 Aplicação das partículas - Enquanto a peça está sujeita ao campo magnético, aplica-se às partículas, por via - seca ou Página 9

10 via úmida, as quais são atraídas para os possíveis campos de fuga existentes na peça. 4 Inspeção final - Enquanto a região inspecionada está sujeita à aplicação do campo magnético, o inspetor deve procurar indicações de descontinuidades, tais como: trincas e falta de fusão. 5 Desmagnetização da peça. Vantagens Detecta descontinuidades sub-superficiais. Mais barato do que o ensaio por meio de líquido penetrante. Fornece resultados imediatos, não tendo os tempos de espera requeridos pelo ensaio por meio de líquido penetrante. Limitações e desvantagens O ensaio por partículas magnéticas aplica-se somente a materiais ferromagnéticos. A inspeção de áreas, com materiais de características magnéticas muito diferentes, dificulta bastante à inspeção. A geometria da peça pode dificultar e/ou tornar a inspeção não confiável, ou mesmo impossível em alguns casos. Não permite o registro permanente dos resultados. Página 10

11 Você estudou neste texto que para se localizar descontinuidades em materiais ferromagnéticos são utilizados os ensaios por partículas magnéticas. Como o ensaio é capaz de detectar as descontinuidades superficiais e sub-superficiais fornecendo resultados imediatos, o método pode ser aplicado em peças acabadas, semi-acabadas e até mesmo naquelas que se encontre em processo de fabricação. Teste agora o seu nível de compreensão do texto respondendo às questões de revisão. Caso seja necessário releia o texto e/ou recorra aos tutores para resolver suas dúvidas. Questões de Revisão 1 Descreva em que consiste o ensaio por partículas magnéticas juntamente com a sequência do ensaio? 2 Explique detalhando como ocorre o procedimento das seguintes técnicas de ensaio por partículas magnéticas: a) Técnicas do Yoke b) Técnicas dos Eletrodos c) Técnicas da Bobina d) Técnicas do Contato Direto ou Magnetização Circular Página 11