O que é Ensaio por Ultra-sons?

O Ensaio por Ultra-sons (Ultrasonic/Ultrasound Testing), segundo o método de impulso-eco, pode ser descrito de forma simples como uma espécie de “radar” para materiais.

É enviada uma impulsão muito curta de vibrações mecânicas de altíssima frequência para o interior do material.

Estas vibrações são da mesma natureza que as ondas sonoras, mas não podem ser ouvidas, sendo por isso chamadas vibrações ultrassónicas.

Os impulsos propagam-se no material como um feixe relativamente estreito até atingirem uma interface, por exemplo a superfície oposta da peça em ensaio ou uma descontinuidade interna. A partir daí, são refletidos total ou parcialmente de volta para o emissor, que agora funciona como recetor. O tempo entre o envio de um impulso depende da distância percorrida, pois a velocidade de propagação é constante para um determinado tipo de material.

Se for enviado um impulso perpendicular através de uma chapa e for medido o tempo de trânsito, pode calcular-se a espessura da chapa. Este princípio é o fundamento do funcionamento do Medidor de Espessura por Ultra-sons.

Se se pretender localizar descontinuidades internas numa peça, para além da distância percorrida, é necessário saber onde o impulso sonoro se origina e em que direção se propaga. As descontinuidades de maior dimensão são mapeadas deslocando o cabeçote emissor de som ou “transdutor” (que emite e recebe impulsos sonoros) sobre a superfície da peça.

Este processo de rastreio (scanning) segue normalmente um padrão definido.

A emissão repete-se tantas vezes por segundo que o visor do aparelho apresenta uma imagem aparentemente fixa. Ainda assim, ocorre com intervalos suficientemente longos para que os impulsos refletidos, os quais podem por vezes viajar para trás e para a frente várias vezes em peças com superfícies lisas e baixa atenuação, desapareçam completamente antes de o impulso seguinte ser enviado.

Este sistema é designado método de impulso-eco e pode ser utilizado tanto para determinar dimensões de um material, quando se conhece a velocidade do som, como inversamente para determinar a velocidade do som quando se conhece a espessura do material percorrida.

Ensaio por Ultra-sons na perspetiva histórica:

O ensaio usando vibrações sonoras tem sido utilizado há muitos anos, por exemplo através da perceção auditiva (o ouvido) do som que uma peça (moeda, taça, aro de roda) produz quando é posta em vibração por um impacto adequado.

Durante a Segunda Guerra Mundial, a eletrónica desenvolveu-se fortemente e, entre outras inovações, surgiu o sistema de radar.

Depois de se descobrir que discos de certos cristais, como o quartzo, produziam vibrações mecânicas quando lhes era aplicada uma tensão elétrica alternada na superfície, tornou-se possível fabricar os primeiros aparelhos de ultra-sons que funcionavam segundo o princípio de impulso-eco. Aparelhos totalmente funcionais que utilizavam este princípio chegaram ao mercado no início da década de 1950. Desde então, foram muito aperfeiçoados para inúmeros fins especiais, mas continuam a basear-se essencialmente no mesmo funcionamento.

Existem agora aparelhos bastante pequenos, alimentados por bateria, para medição de espessuras que podem ser usados para medir peças metálicas entre 1 e 100 mm de espessura ou mais.

O que é Medição de Espessura?

A medição de espessura é um dos métodos mais utilizados para inspecionar e testar tubos, tanques, etc.
É emitido um sinal ultrassónico e escuta-se o eco que regressa para definir a espessura de um componente. É muito frequentemente usada nas indústrias petrolífera, de gás e química.

Durante inspeções de condição em instalações em funcionamento, o ensaio por ultra-sons é especialmente usado para medições de espessura, permitindo identificar reduções da espessura da parede causadas por erosão (desgaste mecânico) ou corrosão (desgaste químico).
No controlo de condição, a medição de espessura pode também ser utilizada para avaliar alterações estruturais que podem ocorrer em alguns materiais sob temperaturas elevadas e, por exemplo, pela penetração de hidrogénio no material.

O que é Ensaio por Ultra-sons?