Escolhendo Inspeção por Raio-X de Baterias: Quando e Por Que Importa

Uma técnica de inspeção conhecida como Tomografia Computadorizada, ou TC, usa raios-X para avaliar um objeto em três dimensões.

Valor da Terceira Dimensão

Essa terceira dimensão é valiosa, e permite a um fabricante obter dados volumétricos para efetivamente ver dentro de um objeto.

O método TC revela os detalhes internos de objetos como baterias, e o faz de forma não-destrutiva.

Reconstrução 3D a Partir de Projeções 2D

Tomografia computadorizada fornece um mapa 3D da absorção de raio-X através de uma amostra. Rotacionando um objeto 360 graus, os sistemas TC recebem imagens de projeção 2D de todos os ângulos. As peças bidimensionais são então reconstruídas em um volume 3D.

Um algoritmo de reconstrução computadorizada cria uma pilha de fatias transversais a partir dos radiografias 2D, permitindo usuários de TC visualizar, analisar, e medir superfícies e estruturas internas — componentes como válvulas de segurança ou separadores de uma bateria.

Veja as pilhas AA dentro desta escova de dentes elétrica, por exemplo.

TC como "Autópsia Virtual" na Análise

Tomografia computadorizada pode atuar como uma espécie de "pós-morte" na fase de análise, diz Chris Peitsch, Gerente de Desenvolvimento de Negócios, Sistemas Raio-X/TC, na fabricante de inspeção Avonix Imaging, baseada em Maple Grove, MN, que falou com uma audiência da Tech Briefs este mês.

"Você pode gerar seções transversais virtuais em qualquer plano que desejar, e pode até rodar análise numérica e fazer medições precisas," Peitsch disse em uma apresentação ao vivo intitulada Tomografia Computadorizada por Raio-X: Permitindo Tecnologia de Bateria Segura e Eficaz.

Perguntas da Audiência sobre Baterias e Inspeção

Leitores tiveram as seguintes perguntas relacionadas a baterias e inspeção para Peitsch e co-apresentador Andrew Ramsey, Consultor de TC Raio-X na Nikon Metrology, sediada no Reino Unido. Leia as respostas editadas de Peitsch e Ramsey abaixo.

TC detecta distribuição de substâncias moles como líquidos ou graxa?

Andrew Ramsey: Líquidos são um pouco complicados, a menos que estejam contidos. Nossos scans funcionam girando o objeto 360 graus. Qualquer um que já pegou um balde e girou perceberá que o líquido não se move de fato quando você faz isso.

Se o líquido está preso em pequenos poros, então, sim, podemos detectá-lo. Certamente, material mole é complicado; você tem que filtrar seus raios-X para obter energia muito alta no feixe para que possa penetrar o material denso ao redor.

Mais Baterias na Tech Briefs

Um leitor pergunta ao nosso especialista como conter uma explosão de "runaway térmico" em bateria de íon-lítio.

No Blog: Uma ferramenta do consultório dentário poderia levar a melhor reciclagem de baterias de íon-lítio?

Então, claro, tendo feito isso, você tem que fazer um scan bem longo para obter boa relação sinal-ruído, mas você pode detectar coisas como anéis de borracha e graxa. Realmente depende da situação. Em teoria, é definitivamente possível visualizar líquidos. Só leva um pouco mais de tempo.

TC é efetivo para peças metálicas pesadas e grossas como ferro fundido ou alumínio fundido, ou é mais efetivo para chapa metálica fina ou peças plásticas?

Andrew Ramsey: É efetivo para peças de densidade menor. Fundidos grandes são um pouco mais difíceis; realmente depende do material de que são feitos. Você mencionou alumínio ou aço. Eles são animais bem diferentes realmente. Alumínio tem número atômico baixo, então é muito mais fácil de penetrar que ferro fundido ou aço.

Enquanto podemos [inspecionar] até um pé de alumínio, provavelmente só podemos fazer três ou quatro polegadas de aço. Titânio está em algum lugar no meio.

Para quais materiais os sistemas são adequados: Ligas? Materiais ferrosos? Não-ferrosos?

Chris Peitsch: Temos sistemas capazes de inspecionar [a superliga de níquel-cromo] Inconel agora. Tudo depende do tamanho e estrutura da peça. Felizmente, em aeroespacial, redução de peso é um grande negócio, então muitas estruturas de Inconel já são de parede fina; tudo depende da quantidade de material que temos que penetrar.

Andrew Ramsey: Não é o tamanho real da amostra, mas o comprimento total do caminho de material sólido. Então, se você tem uma peça grande feita de paredes muito finas, mas tem muitos buracos e espaços dentro dela, então vai ser muito mais fácil de penetrar que uma amostra sólida.

Você já usou TC em uma bateria? Compartilhe suas perguntas e comentários abaixo.