Teste por Correntes Parasitas Explicado: 5 Insights Principais para Inspeção Confiável de Metais

Coisas para Saber e Fatores a Considerar

Como uma empresa que realiza uma quantidade significativa de trabalho com metais especiais, a Metal Cutting Corporation frequentemente emprega o teste por correntes parasitas (ECT) para inspecionar materiais em busca de defeitos como trincas 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 por correntes parasitas pode ser usado para medir espessura e condutividade.

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

O Teste por Correntes Parasitas é um Ensaio Não Destrutivo

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

• Componentes e sistemas estruturais funcionem de forma confiável, segura e econômica
• O próprio teste seja feito de forma que não danifique peças ou materiais, e não afete seu uso e função futuros

Existem, 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 uma peça para imperfeições visíveis na superfície ou usar sistemas ópticos controlados por computador para detectar e medir as características de um componente.

Algumas das tecnologias usadas em 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 mudanças nas propriedades do material.

O teste por partículas magnéticas (MT) usa um campo magnético em um material ferromagnético e uma aplicação 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 até manômetros, até testes simples de bolhas de sabão.

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

No teste por correntes parasitas — a técnica de END em que nos concentramos aqui na Metal Cutting — correntes elétricas (correntes parasitas) são geradas em um material condutor ao expô-lo a um campo magnético em expansão e colapso. A força dessas correntes parasitas pode ser medida; defeitos ou mudanças no material causam interrupções no fluxo das correntes, alertando-nos para problemas no material ou peça sendo testada.

É Criticamente Importante no Dia a Dia

Embora nem todos tenham ouvido falar de teste por correntes parasitas e END, esses métodos tocam todas as nossas vidas, talvez até diariamente. Isso porque essas técnicas são usadas em uma ampla gama de indústrias — não menos importante, naquelas onde a falha de componentes poderia causar danos e perdas devastadoras.

Por exemplo, o teste por correntes parasitas é usado para inspecionar tubulações e outras estruturas para aplicações como oleodutos e gasodutos, reatores nucleares, fabricação química e sistemas municipais de água. Equipamentos portáteis de ECT são usados para inspeções no local, como procurar trincas em pontes e em componentes de aviões, desde asas até trem de pouso. Isso torna o ECT, bem como outros métodos de ensaio não destrutivo, vitais para a segurança pública — desempenhando um papel na ajuda para prevenir eventos catastróficos como rompimentos de dutos, colapso de pontes e acidentes aéreos.

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

Existem Diferentes Sondas para Diferentes Modos

O equipamento de teste por 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 interfaceiam 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 usa duas bobinas para fornecer uma base de comparação para detectar falhas, mesmo em materiais que podem ter inconsistências; quando uma bobina está sobre um defeito e a outra sobre material bom, um sinal diferencial é produzido. Existem também modos de sonda de reflexão e híbrida.

Uma corrente alternada (CA) é passada pela 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 — este 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 em frequência, amplitude, sensibilidade, impedância e outras características que indicam a presença de uma trinca, vazio ou outros defeitos na amostra de teste.

Muitos Fatores Afetam o Teste por Correntes Parasitas

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

Obviamente, a condutividade elétrica do material sendo testado — ou o que podemos pensar como a facilidade com que os elétrons fluem no material — tem efeito no fluxo de correntes parasitas que ele produz, assim como a permeabilidade magnética. Embora a medição de permeabilidade possa ser útil na triagem de materiais, esta propriedade pode causar problemas. Por exemplo, o chamado "ruído" criado por mudanças na permeabilidade ao testar materiais ferrosos torna difícil usar o teste por correntes parasitas em soldas de aço carbono. No entanto, os problemas podem ser superados usando saturação magnética, inspeção multifrequência ou arranjos de bobinas diferenciais.

Falando em ruído — o ruído ambiente real da sala é um fator físico que pode ter impacto no teste por correntes parasitas. No entanto, o ruído pode frequentemente ser filtrado para produzir um sinal mais claro. Quando uma amostra de teste é uma peça com arestas ou mudanças bruscas de geometria, pode haver o que é chamado de "efeito de borda" nas correntes parasitas; posicionar e balancear a sonda perto da borda e varrer nessa distância pode evitar este efeito. Da mesma forma, uma amostra com 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 inspecionado deve ocupar dentro da bobina de inspeção. Determinando a folga correta entre a bobina e a amostra de teste, você pode garantir que a amostra poderá se mover livremente durante a varredura, enquanto também garante que a bobina está perto o suficiente da amostra para gerar correntes parasitas e realizar a inspeção corretamente.

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

A Metal Cutting é Especialista em ECT

Aqui na Metal Cutting, frequentemente usamos o procedimento de teste por correntes parasitas para inspecionar hastes de tungstênio e molibdênio e outras peças metálicas para potenciais problemas como trincas, pites e fraturas. Também utilizamos ECT para procurar falhas de superfície em hastes redondas, fitas planas e tubos capilares usados em vedações vidro-metal. (Você pode ler mais sobre isso no nosso blog Problemas com a Vedação Vidro-Metal em Eletrônicos.)

Seja comprando um material em nome de um cliente ou o cliente fornecendo o material para processarmos, conversamos com o fornecedor ou cliente para descobrir quais configurações eles usam em seus próprios equipamentos de ECT. Isso nos permite criar nossa receita mútua e compartilhada para ECT bem-sucedido, 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 de ECT, também prestamos muita atenção ao fator de preenchimento e usamos uma bucha para posicionar a haste de forma que ela fique centralizada dentro, mas nunca tocando a bobina.

Além disso, frequentemente buscamos uma amostra de referência como base para comparação — especialmente quando estamos inspecionando defeitos internos, que não podem ser vistos. Uma amostra de referência nos permite verificar se é provável que encontraremos os defeitos que procuraremos usando nossas configurações estabelecidas de ECT. Usando uma amostra com um defeito conhecido, podemos ajustar nossas configurações de equipamento conforme necessário para encontrar aquele defeito específico e verificado.

Pode ser difícil encontrar uma boa amostra de referência. Afinal, você não quer cortar 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 subsuperficial baseado em seus testes e corroborado por inspeção de ECT anterior falha. Para falhas externas, podemos trabalhar com um fornecedor ou cliente para tentar criar um defeito de superfície específico em uma peça, e então ambos podem usá-la como nossa amostra de referência.