Ensaios Não Destrutivos (END): Métodos Completos e Aplicações

O que são Ensaios Não Destrutivos (END)?

Ensaios não destrutivos (END) são técnicas de teste e análise usadas pela indústria para avaliar propriedades de material, componente, estrutura ou sistema para diferenças características ou defeitos e descontinuidades de soldagem sem causar dano à peça original. END também conhecido como exame não destrutivo (END), inspeção não destrutiva (IND) e avaliação não destrutiva (AND).

No campo, END frequentemente usado como termo guarda-chuva para métodos de inspeção não destrutiva, ferramentas de inspeção, ou até todo campo de inspeções não destrutivas.

Para aplicações comerciais, foco principal deste artigo e nosso trabalho na Flyability, objetivo do END é garantir que infraestrutura crítica seja devidamente mantida para evitar acidentes catastróficos.

Embora métodos END tipicamente associados a casos industriais, como inspecionar pontos fracos em caldeira usada em refinaria de petróleo, usos na medicina são na verdade alguns dos mais comuns.

Por exemplo, gestante fazendo ultrassom para verificar saúde do bebê seria caso de uso END, assim como raio-X ou ressonância para saber mais sobre lesão.

Mas importante notar que END não necessariamente requer ferramentas especiais, ou qualquer ferramenta.

Por exemplo, quando inspetores em ambientes industriais revisam exterior de vaso de pressão a olho nu, isso se enquadra em END, pois coletam dados sobre status da caldeira sem danificá-la. Por outro lado, usar ferramenta sofisticada como sensor ultrassônico para buscar defeitos em material ou ativo também seria END.

Independentemente do caso de uso específico, comum subjacente entre todos exemplos é coleta de dados de forma não intrusiva.

Ensaios Destrutivos vs. Não Destrutivos

Antes de prosseguir, devemos esclarecer que existem métodos para testar materiais que alteram ou até danificam e destroem materiais testados.

Uso destes métodos chama-se Ensaios Destrutivos.

Em Ensaios Destrutivos, pedaço do material pode ser raspado para análise ou alterado de alguma forma no local.

Exemplos:

• Macroseccionamento. Testa pequena seção de material soldado polindo e atacando para exame.
• Ensaio de tração. Também chamado ensaio de tensão, técnica destrutiva que usa tensão controlada aplicada a amostra para ver reação. Tensão aplicada para testar certas cargas/condições ou ponto de falha do material.
• Ensaio de flexão em 3 pontos. Examina solidez e flexibilidade (ou ductilidade) de material tomando amostra, chamada corpo de prova, dobrando-a em três pontos a ângulo especificado.

Códigos e Normas de END

Técnicas END usadas para todos tipos de inspeções. Mas alguns dos mais importantes são ativos como caldeiras e vasos de pressão, perigosos se não mantidos adequadamente.

Como manutenção adequada destes ativos é crucial para segurança de trabalhadores próximos (ou à distância, no caso de usinas nucleares), maioria dos países tem leis exigindo empresas aderirem a códigos e normas específicos ao conduzir inspeções.

Estas normas e códigos tipicamente exigem inspeções periódicas seguindo diretrizes específicas. Para ativos com maior risco, inspeções devem ser conduzidas por inspetor certificado e aprovadas por testemunha certificada trabalhando para corpo de inspeção formal.

Organizações mais seguidas mundialmente para criar normas e códigos de END:

• API (American Petroleum Institute)
• ASME (American Society for Mechanical Engineers)
• ASTM (American Society for Testing and Materials)
• ASNT (American Society For Nondestructive Testing)
• COFREND (Comitê Francês para Estudos de Ensaios Não Destrutivos)
• CSA Group (Canadian Standards Association)
• CGSB (Canadian General Standards Board)

Por que Usar END?

Principais razões pelas quais END usado por tantas empresas mundialmente:

• Economia. Resposta mais óbvia: END mais atraente que ensaios destrutivos pois permite material/objeto examinado sobreviver ileso, economizando dinheiro e recursos.
• Segurança. END também atraente pois quase todas técnicas (exceto ensaio radiográfico) são inofensivas a pessoas.
• Eficiência. Métodos END permitem avaliação completa e relativamente rápida de ativos, crucial para garantir segurança contínua e desempenho em local de trabalho.
• Precisão. Métodos END comprovadamente precisos e previsíveis, qualidades desejadas em procedimentos de manutenção para garantir segurança de pessoal e longevidade de equipamentos.

"Ensaios não destrutivos são a força vital de instalação bem gerida. Técnicas END e resultados repetíveis dependem de técnicos altamente treinados com experiência e integridade. Métodos END industriais e interpretação de resultados realizados por profissionais certificados.

Não só técnico precisa ser certificado em método END específico, mas também saber operar equipamento usado para coletar dados. Entender capacidades e limitações do equipamento é diferença entre determinação de aceitar ou rejeitar."

Os 8 Métodos de END Mais Comuns

Existem várias técnicas usadas em END para coleta de diversos tipos de dados, cada uma requerendo seu tipo de ferramentas, treinamento e preparação.

Algumas técnicas permitem inspeção volumétrica completa de objeto, enquanto outras só inspeção superficial. Similarmente, alguns métodos terão graus variados de sucesso dependendo do tipo de material, e algumas técnicas como END por Partículas Magnéticas, por exemplo, só funcionam em materiais específicos (ex: que podem ser magnetizados).

Aqui estão as oito técnicas de END mais usadas:

1. END Visual (EV)
2. END Ultrassônico (EU)
3. END Radiográfico (ER)
4. END por Correntes Parasitas (ECP)
5. END por Partículas Magnéticas (EPM)
6. END por Emissão Acústica (EEA)
7. END por Líquido Penetrante (ELP)
8. Ensaio de Vazamento (EVZ)

1. Ensaio Visual (EV)

Definição: Ensaio Visual Não Destrutivo é ato de coletar dados visuais sobre status do material. Ensaio Visual é forma mais básica de examinar material ou objeto sem alterá-lo.

Como conduzir Ensaio Visual:

Ensaio Visual pode ser feito a olho nu, por inspetores revisando visualmente material ou ativos. Para Ensaio Visual interno, inspetores usam lanternas para adicionar profundidade ao objeto examinado. Também pode ser feito com ferramenta IVR (Inspeção Visual Remota), como câmera de inspeção. Para posicionar câmera, inspetores END podem usar robô ou drone, ou simplesmente pendurá-la de corda.

2. Ensaio Ultrassônico (EU)

Definição: Ensaio Ultrassônico Não Destrutivo é processo de transmitir ondas sonoras de alta frequência no material para identificar mudanças nas propriedades do material.

Como conduzir Ensaio Ultrassônico:

Em geral, Ensaio Ultrassônico usa ondas sonoras para detectar defeitos ou imperfeições na superfície de material criado.

Um dos métodos mais comuns é pulso-eco. Com esta técnica, inspetores introduzem sons no material e medem eco (reflexões sonoras) produzido por imperfeições na superfície do material conforme retornam a receptor.

Outros tipos de Ensaio Ultrassônico:

1. Ensaio Ultrassônico com Array Faseado (PAUT)
2. Ensaio Ultrassônico Automatizado (AUT)
3. Difração por Tempo de Voo (TOFD)

3. Ensaio Radiográfico (ER)

Definição: Ensaio Radiográfico Não Destrutivo é ato de usar radiação gama ou raios-X em materiais para identificar imperfeições.

Como conduzir Ensaio Radiográfico END:

Ensaio Radiográfico direciona radiação de isótopo radioativo ou gerador de raios-X através do material testado para filme ou outro tipo de detector. Leituras do detector criam radiografia, revelando aspectos subjacentes do material inspecionado.

Ensaio Radiográfico pode revelar aspectos de material difíceis de detectar a olho nu, como alterações em sua densidade.

4. Ensaio por Correntes Parasitas (Eletromagnético) (ECP)

Definição: Ensaio por Correntes Parasitas Não Destrutivo é tipo de ensaio eletromagnético que usa medições da força de correntes elétricas (também chamadas correntes parasitas) em campo magnético circundando material para fazer determinações sobre o material, que podem incluir localização de defeitos.

Como conduzir Ensaio por Correntes Parasitas:

Para conduzir Ensaio por Correntes Parasitas, inspetores examinam fluxo de correntes parasitas no campo magnético circundando material condutivo para identificar interrupções causadas por defeitos ou imperfeições no material.

5. Ensaio por Partículas Magnéticas (EPM)

Definição: Ensaio por Partículas Magnéticas Não Destrutivo é ato de identificar imperfeições em material examinando interrupções no fluxo do campo magnético dentro do material.

Como conduzir Ensaio por Partículas Magnéticas:

Para usar Ensaio por Partículas Magnéticas, inspetores primeiro induzem campo magnético em material altamente suscetível à magnetização. Após induzir campo, superfície do material coberta com partículas de ferro, que revelam interrupções no fluxo do campo magnético. Estas interrupções criam indicadores visuais para localização de imperfeições dentro do material.

6. Ensaio por Emissão Acústica (EEA)

Definição: Ensaio por Emissão Acústica Não Destrutivo é ato de usar emissões acústicas para identificar possíveis defeitos e imperfeições em material.

Como conduzir Ensaio por Emissão Acústica:

Inspetores conduzindo Ensaios por Emissão Acústica examinam materiais para rajadas de energia acústica, também chamadas emissões acústicas, causadas por defeitos no material. Intensidade, localização e tempo de chegada podem ser examinados para revelar informações sobre possíveis defeitos dentro do material.

7. Ensaio por Líquido Penetrante (ELP)

Definição: Ensaio por Líquido Penetrante Não Destrutivo refere-se a processo de usar líquido para cobrir material e então procurar quebras no líquido para identificar imperfeições no material.

Como conduzir Ensaio Penetrante:

Inspetores conduzindo Ensaio Penetrante primeiro cobrem material testado com solução contendo corante visível ou fluorescente. Inspetores removem excesso de solução da superfície do material deixando solução em defeitos que "quebram" a superfície.

Após isso, inspetores usam revelador para extrair solução dos defeitos, então usam luz ultravioleta para revelar imperfeições (para corantes fluorescentes). Para corantes regulares, cor mostra no contraste entre penetrante e revelador.

8. Ensaio de Vazamento (EVZ)

Definição: Ensaio de Vazamento Não Destrutivo refere-se a processo de estudar vazamentos em vaso ou estrutura para identificar defeitos nele.

Como conduzir Ensaio de Vazamento:

Inspetores detectam vazamentos dentro de vaso usando medições com manômetro, testes de bolha de sabão, ou dispositivos eletrônicos de escuta, entre outros.

Onde Ensaios Não Destrutivos São Usados?

Dependendo de quão amplamente você define END, poderia dizer que usado em quase toda indústria no mundo, pois inspeções visuais (formalizadas ou casuais) ocorrem em quase todo local de trabalho de alguma forma.

Dito isso, existem indústrias específicas que requerem END e têm processos formalizados para seu uso, codificados por organizações listadas como API e ASME.

Estas indústrias incluem:

• Óleo & Gás
• Geração de Energia
• Químicos
• Mineração
• Aeroespacial
• Automotiva
• Marítima
• Mineração

Como Drones Podem Ajudar com END

Nos últimos anos, drones equipados com câmeras tornaram-se outra ferramenta comum em END para coleta de dados visuais.

Devido a limitações tecnológicas, por algum tempo drones só forneciam dados visuais suplementares para inspetores, mas não substituíam inspetores coletando dados fisicamente.

Porém, à medida que tecnologia de drones melhorou, inspetores puderam usar drones cada vez mais como ferramentas IVR, em alguns casos substituindo completamente necessidade de coletar dados visualmente manualmente.

Duas formas principais que drones ajudam com END hoje:

Segurança

Removendo necessidade de inspetores entrarem em espaços perigosos para coletar dados visuais, drones ajudam melhorar segurança no trabalho.

Para inspeções externas de ativos como linhas de energia ou torres, usar drone reduz tempo que pessoa precisa fisicamente estar no ar na torre ou linha.

Para inspeções internas de ativos como vasos de pressão ou caldeiras, usar drone como Elios 2 para coletar dados visuais significa inspetor não precisa entrar em espaço confinado, reduzindo significativamente exposição a risco.

Economia

Drones ajudam empresas melhorar ROI em cenários internos e externos, mas economia especialmente significativa para inspeções internas.

Usar drone profissional interno em vez de enviar inspetor para coletar dados manualmente significa economia em não construir/desmontar andaimes, e reduzir tempos de inatividade associados, em alguns casos em até um a dois dias.

Perguntas Frequentes

O que são Ensaios Não Destrutivos?

Ensaios não destrutivos (END) é processo de inspecionar, testar ou avaliar materiais, componentes ou conjuntos para descontinuidades ou diferenças em características sem destruir funcionalidade da peça ou sistema. Em outras palavras, quando inspeção ou teste concluído, peça ainda pode ser usada.

O que END significa?

END significa Ensaios Não Destrutivos. Refere-se a conjunto de métodos de inspeção que permitem avaliar e coletar dados sobre material, sistema ou componente sem alterá-lo permanentemente.

Para que END é usado?

Ensaios não destrutivos (END) é técnica de teste e análise usada pela indústria para avaliar propriedades de material, componente, estrutura ou sistema para diferenças características ou defeitos e descontinuidades de soldagem sem causar dano à peça original.

END é boa carreira?

END usado em ampla gama de indústrias como: Óleo & Gás, Aeroespacial, Energia, Potência, Nuclear, Transporte, oportunidades de emprego virtualmente ilimitadas. Carreira em END extremamente dinâmica, onde treinamento atualizado é necessidade.

Quais são os tipos de ensaios não destrutivos?

Os 8 Métodos de END Mais Comuns

• END Visual (EV)
• END Ultrassônico (EU)
• END Radiográfico (ER)
• END por Correntes Parasitas (ECP)
• END por Partículas Magnéticas (EPM)
• END por Emissão Acústica (EEA)
• END por Penetrante Colorido (ELP)
• Ensaio de Vazamento (EVZ)

Quais são os 3 métodos de ensaios destrutivos?

Tipos mais comuns de métodos de ensaios destrutivos são: Testes em ambiente agressivo. Testes de corrosão. Testes de fratura e mecânicos.

Por que ensaios não destrutivos são usados?

Ensaios não destrutivos realizados para assegurar que componentes ou materiais usados não estão danificados ou defeituosos e são aptos para uso por pessoal. Resultado do teste mostra se componentes precisam reparo ou se seguros para operação.

O que são ensaios destrutivos e não destrutivos?

Diferença entre ensaios destrutivos e não destrutivos. Ensaios destrutivos conduzidos danificando espécime testado. Em contraste, durante ensaios não destrutivos (END), item testado não sofre dano físico e pode ser usado em operação ativa após teste.

Como ensaios não destrutivos são feitos?

Métodos END atuais: Ensaio por Emissão Acústica (EEA), Ensaio Eletromagnético (ECP), Métodos de Ensaio a Laser (MEL), Ensaio de Vazamento (EVZ), Vazamento de Fluxo Magnético (VFM), Ensaio por Líquido Penetrante (ELP), Ensaio por Partículas Magnéticas (EPM), Ensaio Radiográfico por Nêutrons (ERN), Ensaio Radiográfico (ER), Ensaio Térmico/Infravermelho (ETI).

O que Significa Ensaios Destrutivos (ED)?

Ensaios destrutivos (ED) é forma de análise objetiva que envolve aplicar teste para quebrar material particular para determinar suas propriedades físicas, como propriedades mecânicas de resistência, tenacidade, flexibilidade e dureza.

Qual exemplo de ensaio destrutivo?

Inclui diferentes tipos de métodos de ensaios destrutivos como ensaios de tração, flexão, impacto Charpy, queda de peso Pelini, descascamento, crash testing, pressão e fratura.

Por que ensaio ultrassônico é usado?

Ensaio ultrassônico (EU) é método de ensaio não destrutivo que utiliza ondas sonoras para detectar trincas e defeitos em peças e materiais. Também usado para determinar espessura de material, como medir espessura de parede de tubo.

Ensaio de dureza é não destrutivo?

Ensaio de dureza é ensaio não destrutivo relativamente simples e barato realizado em superfície externa de materiais ou soldas. Embora não encontre defeitos geralmente, mostra que material ou soldas não se tornaram excessivamente frágeis durante soldagem ou tratamento térmico.

Como ensaios destrutivos são feitos?

Ensaios destrutivos realizados forçando material a falhar sob vários fatores de carga. Método usado para encontrar propriedades mecânicas de materiais como resistência à tração, limite de escoamento, dureza, tenacidade ao impacto, alongamento, etc.

Como funciona ensaio ultrassônico de solda?

Ensaio Ultrassônico de Solda para Energia Alternativa

• Medidor ultrassônico transmite feixe de energia ultrassônica de alta frequência no componente ou material.
• Feixe ultrassônico penetra totalidade do componente ou material.
• Então, dois sinais audíveis resultam do medidor, alertando o testador.

O que é método destrutivo?

Métodos destrutivos tipicamente usados para determinar propriedades físicas de produto particular que será produzido em massa. Isso garante que você saiba quão durável item é antes de chegar ao mercado.