5 fatos fascinantes sobre o teste de correntes parasitas

Coisas a saber e fatores a serem considerados

Como uma empresa que faz uma quantidade significativa de trabalho com metais especiais, a Metal Cutting Corporation geralmente emprega testes de correntes parasitas (ECT) para inspecionar materiais quanto a defeitos, como rachaduras ou vazios. Este método utiliza indução eletromagnética para detectar e caracterizar falhas na superfície ou subsuperfície de materiais condutores, incluindo metais. Além de detectar falhas, o procedimento de teste de correntes parasitas pode ser usado para medir espessura e condutividade.

Abaixo estão 5 coisas interessantes para saber sobre o teste de correntes parasitas.

O teste de correntes parasitas é um teste não destrutivo

O teste de correntes parasitas é um método importante de teste não destrutivo (NDT) - uma das técnicas usadas na ciência e na indústria para realizar inspeções e fazer medições para garantir que:

• Componentes e sistemas estruturais funcionam de forma confiável, segura e econômica
• O teste em si é feito de forma que não danifique peças ou materiais e não afete seu uso e função futuros

Há, de fato, uma variedade de técnicas de END, com novas sendo desenvolvidas o tempo todo. O método mais básico é um exame visual, que pode significar simplesmente olhar para uma peça em busca de imperfeições visíveis na superfície ou usar sistemas ópticos controlados por computador para detectar e medir as características de um componente.

Algumas das tecnologias usadas no END são familiares porque também são usadas na medicina, como a radiografia (RT), que usa radiação gama ou raios X para procurar defeitos ou ver características internas. Outro exemplo é o teste ultrassônico (UT), usando ondas sonoras de alta frequência para detectar imperfeições ou alterações nas propriedades do material.

O teste de partículas magnéticas (MT) usa um campo magnético em um material ferromagnético e uma camada de partículas de ferro para produzir um indicador visível de defeitos de superfície. O teste de vazamento (LT) encontra vazamentos em peças pressurizadas usando vários métodos, desde dispositivos eletrônicos de escuta a medidores de pressão, até testes simples de bolhas de sabão.

Outro método é o teste de emissão acústica (AE), que encontra imperfeições detectando rajadas de energia acústica. Frequentemente encontramos o teste de vazamento de hélio, que usa o segundo elemento mais leve para encontrar um caminho de vazamento, com ou sem o uso de teste de penetração (PT), que usa corante visível ou fluorescente.

No teste de correntes parasitas - a técnica NDT em que nos concentramos aqui na Metal Cutting - as correntes elétricas (correntes parasitas) são geradas em um material condutor, expondo-o a um campo magnético em expansão e em colapso. A força dessas correntes parasitas pode ser medida; defeitos ou alterações no material causam interrupções no fluxo das correntes, alertando-nos para problemas no material ou peça que está sendo testada.

É extremamente importante na vida diária

Embora nem todos tenham ouvido falar de testes de correntes parasitas e END, esses métodos tocam todas as nossas vidas, talvez até diariamente. Isso ocorre porque essas técnicas são usadas em uma ampla gama de indústrias – principalmente naquelas em que a falha de componentes pode causar danos e perdas devastadores.

Por exemplo, o teste de correntes parasitas é usado para inspecionar tubulações e outras estruturas para aplicações como oleodutos e gasodutos, reatores nucleares, fabricação de produtos químicos e sistemas municipais de água. O equipamento portátil de teste de correntes parasitas é usado para inspeções no local em campo, como procurar rachaduras em pontes e em componentes de aviões, desde as asas até o trem de pouso. Isso torna a ECT, assim como outros métodos de testes não destrutivos, de vital importância para a segurança pública – desempenhando um papel na prevenção de eventos catastróficos, como quebras de dutos, colapsos de pontes e acidentes de avião.

Mesmo em um mundo de peças pequenas, como os componentes metálicos que produzimos aqui na Metal Cutting, o teste de correntes parasitas tem um impacto na segurança, de maneiras menos visíveis, mas ainda assim criticamente importantes. Por exemplo, usamos esse método para inspecionar selos de vidro a metal em peças para óculos de visão noturna que são usados ​​por militares, que podem precisar deles muito tempo após a fabricação e longe de casa.

Existem sondas diferentes para modos diferentes

O equipamento de teste de correntes parasitas inclui sondas de teste, que estão disponíveis em uma variedade de formas, tamanhos e configurações. Essas sondas também têm diferentes modos de operação, dependendo de como as bobinas de teste são conectadas e como elas interagem com a amostra de teste.

Por exemplo, uma sonda de medição absoluta usa uma única bobina para gerar correntes parasitas, detectar mudanças no campo de corrente e fornecer uma leitura de um único ponto na amostra de teste. Uma sonda diferencial utiliza duas bobinas para fornecer uma base de comparação para detectar falhas, mesmo em materiais que possam apresentar inconsistências; quando uma bobina está sobre um defeito e a outra sobre um bom material, um sinal diferencial é produzido. Existem também modos de reflexão e sonda híbrida.

Uma corrente alternada (AC) é passada através da bobina ou bobinas para criar um campo magnético em expansão e colapso dentro e ao redor da(s) bobina(s). Quando a sonda é posicionada próxima a um material condutor – a amostra de teste – esse campo magnético variável é o que gera as correntes parasitas dentro da amostra. Através da interação do campo magnético da bobina e das correntes parasitas, podemos observar e medir mudanças na frequência, amplitude, sensibilidade, impedância e outras características que indicam a presença de uma rachadura, vazio ou outros defeitos na amostra de teste.

Muitos fatores afetam o teste de correntes parasitas

Além de configurações como frequência, amplitude, sensibilidade e assim por diante, que compõem a "receita" para o teste de correntes parasitas, há outros fatores a serem considerados - coisas que podem afetar o fluxo de correntes parasitas, incluindo as propriedades do material ou peça que está sendo testada. Alguns são benéficos, enquanto outros podem exigir ajustes nas configurações ou o uso de outras técnicas para compensar os efeitos.

Obviamente, a condutividade elétrica do material que está sendo testado – ou o que podemos pensar como a facilidade com que os elétrons fluem no material – tem um efeito no fluxo de correntes parasitas que ele produz, assim como a permeabilidade magnética. Embora a medição da permeabilidade possa ser útil na classificação de materiais, essa propriedade pode apresentar problemas. Por exemplo, o chamado “ruído” criado por mudanças na permeabilidade ao testar materiais ferrosos dificulta o uso de testes de correntes parasitas em soldas de aço carbono. No entanto, os problemas podem ser superados usando saturação magnética, inspeção de várias frequências ou arranjos de bobinas diferenciais.

Falando em ruído - o ruído real da sala é um fator físico e ambiental que pode ter impacto no teste de correntes parasitas. No entanto, o ruído muitas vezes pode ser filtrado, para produzir um sinal mais claro. Quando uma amostra de teste é uma peça com borda ou mudanças bruscas na geometria, pode ocorrer o que é chamado de “efeito de borda” nas correntes parasitas; colocar e equilibrar a sonda perto da borda e escanear a essa distância pode evitar esse efeito. Da mesma forma, uma amostra com uma geometria complexa pode criar sinais falsos, causados ​​por mudanças na geometria, em vez de um defeito no próprio material.

Outra consideração importante é o fator de preenchimento da bobina, que é usado para estabelecer quanto espaço um tubo ou haste inspecionada deve ocupar dentro da bobina de inspeção. Ao determinar a tolerância correta entre a bobina e a amostra de teste, você pode garantir que a amostra possa se mover livremente durante a varredura, além de garantir que a bobina esteja próxima o suficiente da amostra para gerar correntes parasitas e realizar a inspeção corretamente.

A frequência de AC passando por uma bobina de teste de correntes parasitas afeta a profundidade de penetração do campo de correntes parasitas em um material de teste; com o aumento da profundidade no material, há diminuição da intensidade do fluxo de correntes parasitas. A profundidade de uma rachadura não pode ser medida com precisão usando o teste de correntes parasitas, e o método também não detectará falhas como laminações, que correm paralelamente ao fluxo de correntes parasitas. No entanto, trincas, falta de fusões de solda e outras descontinuidades planares perpendiculares ao fluxo de correntes parasitas serão detectadas.

O corte de metal é especializado em ECT

Aqui na Metal Cutting, frequentemente usamos o procedimento de teste de correntes parasitas para inspecionar hastes de tungstênio e molibdênio e outras peças de metal quanto a possíveis problemas, como rachaduras, corrosão e fraturas. Também utilizamos ECT para procurar falhas de superfície na haste redonda, fita plana e tubulação capilar usada em vedações de vidro para metal. (Você pode ler mais sobre isso em nosso blog Problemas com a vedação de vidro para metal em eletrônicos .)

Quer tenhamos comprado um material em nome de um cliente ou o cliente tenha fornecido o material para nós processarmos, conversamos com o fornecedor ou cliente para descobrir quais configurações eles usam em seu próprio equipamento de teste de correntes parasitas. Isso nos permite criar nossa receita mútua e compartilhada para ECT bem-sucedida, ajustando as configurações conforme necessário, usando medições absolutas ou diferenciais e escolhendo entre uma variedade de tamanhos de bobinas e opções de ferramentas. Para passar hastes através de uma bobina ECT, também prestamos muita atenção ao fator de preenchimento e usamos uma bucha para posicionar a haste de modo que ela fique centralizada, mas nunca toque na bobina.

Além disso, muitas vezes procuramos uma amostra de referência como base de comparação - especialmente quando estamos inspecionando defeitos internos, que não podem ser vistos. Uma amostra de referência nos permite verificar se é provável que encontremos os defeitos que procuramos usando nossas configurações de ECT estabelecidas. Usando uma amostra com um defeito conhecido, podemos ajustar as configurações de nosso equipamento conforme necessário para encontrar esse defeito específico e verificado.

Pode ser difícil encontrar uma boa amostra de referência. Afinal, você não quer abrir uma amostra para verificar um defeito interno e, assim, destruir a amostra para qualquer uso futuro de ECT. No entanto, podemos usar uma amostra que nosso fornecedor ou cliente acredita ter um defeito de subsuperfície com base em seus testes e corroborada por inspeção anterior de ECT com falha. Para falhas externas, podemos trabalhar com um fornecedor ou cliente para tentar criar um defeito de superfície específico em uma peça, e então nós dois podemos usar isso como nossa amostra de referência.