Inspeção:Entregando Fundições de Qualidade

Encontrar defeitos de fundição por meio de testes destrutivos e não destrutivos

Cada etapa do processo de fundição de metal, desde a modelagem ao tratamento térmico, é feita com cuidado para evitar problemas com a solidez, acabamento superficial, propriedades mecânicas e dimensões finais da fundição acabada. No entanto, mesmo fundidos feitos com diligência devem passar por inspeção para controle de qualidade. Pequenos problemas podem surgir inesperadamente, e muitas peças fundidas têm requisitos mecânicos que podem ser prejudicados por um defeito oculto. A inspeção de peças fundidas permite que a fundição e os clientes se sintam confiantes de que têm uma peça fundida de qualidade.

Métodos de inspeção de fundição estão em vigor para garantir que quaisquer defeitos ocultos sejam identificados durante o processo de fabricação. Alguns defeitos comuns de fundição incluem defeitos de superfície, defeitos de inclusão e defeitos de resfriamento.

Testes destrutivos

Em cada ciclo de produção, a fundição escolherá algumas amostras e as submeterá a testes destrutivos. A fundição é cortada e as propriedades do metal são inspecionadas de perto. O testador procurará por inclusões, porosidade e encolhimento. Embora testar destrutivamente uma fundição não garanta nada sobre as outras fundições em execução, ele dá uma noção da qualidade geral do processo. As tecnologias radiográficas e ultrassônicas diminuíram a importância dos testes destrutivos, mas ainda são usados ​​para inspecionar a qualidade e fazer avaliações sobre uma execução.

Ensaios não destrutivos (NDT)

Testes não destrutivos são feitos por trabalhadores de fundição, clientes e técnicos de END para verificar a solidez interna e externa de uma peça fundida sem danificar a peça em si.

Inspeção visual

Este método usa o olho humano para identificar defeitos de superfície, rachaduras, evolução de gás, inclusões de escória ou areia, erros de funcionamento, fechamentos a frio e falhas de moldagem.

Inspeção Dimensional

Este tipo de inspeção de peças fundidas é realizado para garantir que uma peça atenda aos requisitos/tolerâncias dimensionais. Isso pode ser feito manualmente ou com uma máquina de medição por coordenadas (CMM) que usa sondas para obter medições muito precisas.

Inspeção de Corante Líquido Penetrante (LPI)

Encontra pequenas rachaduras, poros ou outras imperfeições superficiais em todos os tipos de peças fundidas de metal que seriam difíceis de ver ao olhar. O testador primeiro limpa o fundido para remover quaisquer partículas de areia ou poeira que possam impedir que o corante líquido entre em rachaduras no metal.

Uma vez limpo e seco, o testador banha o fundido com uma solução penetrante. Diferentes tipos de LPI usam soluções diferentes, mas geralmente é um óleo brilhantemente tingido com alta capilaridade e baixa viscosidade, o que significa que ele corre livremente em rachaduras na fundição. Este corante é deixado por um “tempo de permanência” para que possa penetrar em quaisquer fendas invisíveis.

Após o tempo suficiente para permitir que o líquido faça seu trabalho, o excesso é removido da superfície. Isso geralmente é feito limpando suavemente com um pano úmido, certificando-se de não inundar o molde que poderia remover o corante nas rachaduras.

O testador então aplica um revelador especial e os defeitos de fundição tornam-se claramente visíveis.

Inspeção de partículas magnéticas (MPI)

O MPI é como o LPI, pois é usado para encontrar pequenas rachaduras e furos na superfície ou subsuperfície rasa de uma peça fundida. No entanto, esse processo só pode ser usado em peças fundidas de metal ferromagnético que podem criar um campo magnético – metais como ferro, cobalto, níquel e algumas de suas ligas. A fundição é magnetizada, geralmente com eletroímãs, para iniciar o teste.

Um campo magnético é mais forte no metal do que no ar. Onde houver descontinuidades como rachaduras ou furos na superfície ou subsuperfície próxima de uma peça fundida, o campo magnético induzido será interrompido.

Rachaduras muito profundas muitas vezes não criam distorção magnética suficiente na superfície para serem encontradas dessa maneira.

Para encontrar as rupturas, o fundido é pulverizado com um pó ou líquido contendo pequenas partículas de óxido de ferro ou outra substância que reage em um campo magnético. Esse particulado pulverizado se aglomerará próximo às bordas das distorções, delineando os locais onde o fluxo magnético é baixo. Portanto, o uso de ímãs e pó magnético pode ser usado para mostrar interrupções onde há mais ar do que metal, em qualquer rachadura ou acima de qualquer orifício. O método MPI é usado para inspecionar peças fundidas e também é usado em campo para testar a fadiga de metais em tubulações e estruturas já operacionais. Ele pode detectar rachaduras de estresse invisíveis a olho nu.

Testes ultrassônicos (UT)

Este teste detecta defeitos usando energia acústica de alta frequência transmitida para um fundido, em uma tecnologia como os ultra-sons usados ​​por técnicos médicos. As ondas sonoras viajam através de um molde até atingirem a superfície oposta ou uma interface ou defeito. Qualquer barreira reflete as ondas sonoras, que voltam e são gravadas para um analista observar. O padrão da deflexão de energia pode indicar a localização e o tamanho de um defeito interno. Este teste não destrutivo também pode ser usado para examinar a espessura da parede e a contagem de nódulos de ferro dúctil. Falhas extremamente pequenas podem ser encontradas com UT em profundidades muito grandes, permitindo uma grande precisão e confiança. Um técnico experiente pode até fazer estimativas sobre a natureza de uma liga observando a assinatura acústica de um metal desconhecido.

O teste ultrassônico requer conhecimento e experiência para uma interpretação precisa dos resultados. A peça deve ser limpa de escamas e tintas soltas e não deve ser muito irregular, pequena ou fina. Na maioria dos casos, uma superfície a ser examinada com ultra-som deve estar molhada, e muitas vezes é usada água:se a superfície enferrujar, então uma solução anticongelante com inibidores de ferrugem pode ser usada.

Inspeção Radiográfica (Raio-X)

Raios-X criam imagens como as de um hospital que mostram ossos quebrados. As imagens fantasmagóricas produzidas através da fundição de raios-X mostram manchas escuras onde há cavidades de contração, as pequenas quebras e fendas de rachaduras de calor ou os pontos de porosidade. Essas imagens ajudam um metalúrgico experiente a decidir se as propriedades mecânicas da peça fundida estão comprometidas por encolhimento, inclusões ou furos e se podem ser corrigidas antes que as peças fundidas sejam enviadas.

Durante o processo de inspeção radiográfica de peças fundidas, uma peça fundida é exposta à radiação de um tubo de raios X. O casting absorve parte da radiação e a porção restante da radiação expõe o filme radiográfico. As partes mais densas da fundição resistirão à penetração da radiação, de modo que o filme é exposto em menor grau nessas áreas, dando ao filme uma aparência mais clara. Partes menos densas do casting permitem maior penetração de radiação, resultando em maior exposição do filme. Cada espaço no casting, portanto, lança uma “sombra” no raio-x final, causada pela radiação que passa mais facilmente por ele, e o raio-x retrata qualquer rachadura, vazio ou inclusão como uma área escura no filme.

Depois que as inspeções das peças fundidas são concluídas pela fundição, a peça inspecionada e aceita às vezes é usada como está. Irregularidades ou descontinuidades comuns na superfície podem não ser importantes para o uso de um produto de outra forma sólido. Às vezes, o acabamento pode resolver problemas observados. A fundição pode voltar para o tratamento térmico ou para processamento adicional, que pode incluir pintura, óleos preventivos de ferrugem, outros tratamentos de superfície, como galvanização a quente e usinagem. As preparações finais também podem incluir a eletrodeposição de metais chapeados ou revestimento em pó para requisitos cosméticos ou operacionais.
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