Generalidades Descrição e
Aplicabilidade do Método
O ensaio por
partículas magnéticas é utilizado na localização de descontinuidades
superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos. Pode ser aplicado
tanto em peças acabadas quanto semi-acabadas e durante as etapas de fabricação.
O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético.
Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja a falta
de continuidade das propriedades magnéticas do material, irão causar um campo
de fuga do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferromagnéticas,
ocorrerá a aglomeração destas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles
atraídas devido ao surgimento de pólos magnéticos. A aglomeração indicará o
contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da extensão
da extensão da descontinuidade.
Magnetismo
Todos nós conhecemos
os imãs e dizemos que um material ferromagnético nas proximidades de um imã é
por este atraído. O magnetismo é um fenômeno de atração que existe entre esses
materiais. Nota-se que por vezes o fenômeno pode ser de repulsão ou de atração.
Os imãs podem ser naturais,conhecidos como “pedras-imãs” e os artificiais,
fabricados a partir de aços com propriedades magnéticas específicas para esse
fim.
Polos magnéticos
Quando estudamos uma
barra imantada, verificamos que as características magnéticas da barra não são
iguais ao longo da mesma, porém verificamos que ocorre uma concentração da
força magnética de atração ou repulsão nas extremidades. A estes pontos onde se
manifestam a atração com maior intensidade damos o nome de polos magnéticos. Se
dispusermos de duas barras imantadas e colocarmos uma próxima da outra,
deixando uma fixa e a outra livre, verificaremos que ocorrerá uma força de
atração entre as barras de modo a fazer com que se unam. No entanto, se
separarmos as barras e girarmos a barra móvel de 180° e novamente aproximarmos,
verificaremos que ao invés de ocorrer a atração, ocorrerá a força de repulsão,o
que nos leva a concluir que temos duas espécies de pólos. Uma que promove a
atração e o outro que promove a repulsão. Isto é, numa mesma barra os pólos não
são iguais. É por isso que se diz que pólos iguais se repelem e pólos
diferentes se atraem.
Permeabilidade magnética
A permeabilidade
magnética é definida como sendo a facilidade com que um material pode ser
magnetizado, e é representado pela letra “µ“. É um número adimensional, isto é,
não possui unidade, pois é uma relação entre duas grandezas. A permeabilidade
magnética de um material é a relação entre a condutividade magnética do
material e a condutividade magnética do ar , ou ainda , a relação entre o
magnetismo adquirido pelo material pela presença de um magnetismo externo e a
força de magnetização externa. É importante salientar que a permeabilidade
magnética de um material não é constante e depende da força externa de
magnetização. Porém , o material tornar-se-á saturado, quando a magnetização
externa for intensa.
Classificação magnética dos materiais
De acordo com a
permeabilidade magnética podemos classificar os materiais em três grandes
grupos:
a) Ferromagnéticos: µ
> 1. São assim definidos os materiais que são fortemente atraídos por um imã
exemplo: ferro, cobalto e quase todos os tipos de aço. São ideais para inspeção
por partículas magnéticas.
b) Paramagnéticos: µ =
1. São os materiais que são levemente atraídos por um imã. Exemplo:
platina,alumínio,cromo,estanho,potássio. Não são recomendados para inspeção por
partículas magnéticas.
c) Diamagnéticos: µ
< 1. São os materiais que são levemente repelidos por um imã. Exemplo:
prata, chumbo, cobre, mercúrio. O ensaio por partículas magnéticas não é
aplicável a estes materiais.
O campo magnético
É definido como sendo
a região do espaço na qual magneto ou material ferromagnético experimenta uma
força. Assim quando aproximarmos uma barra imantada de uma pilha de alfinetes,
nestes agem uma força de atração. O campo magnético é representado por um
conjunto de linhas de fluxo, também denominamos de linhas de força, cujo número
e forma dependem de fonte geradora.
O campo de fuga
A interrupção das
linhas de força dá origem a novos pólos, provocando a dispersão das linhas de
fluxo magnético que dão origem ao “Campo de Fuga”. A figura demonstra como as
linhas de força são pertubadas pela presença de uma descontinuidade dando
origem ao campo de fuga.
No ensaio por
partículas magnéticas, ao aplicarmos um pó ferromagnético, constituído de
partículas finamente divididas, as quais denominadas de pó magnético, no local
onde surgir um campo de fuga, devido à formação de um dipolo magnético,
provocará o agrupamento das partículas, ou seja, as partículas se acumulam em
todo contorno de um campo de fuga. Desta forma, poderíamos dizer que o ensaio
por partículas magnéticas é um “detector” de campos de fuga, que são
“revelados” pela presença de acúmulos de partículas. Verificamos na prática
que, para ocorrer um campo de fuga adequado na região das descontinuidades, a
intensidade de campo, deve atingir valores adequados e as linhas de força devem
ser o mais perpendicular possível ao plano da descontinuidade, caso contrário
não será possível o acúmulo das partículas de forma nítida. Enfatizamos que é
necessário que haja, na região inspecionada, intensidade de campo suficiente e
que as linhas de força do campo magnéticos estejam o mais perpendicular
possível em relação ao plano formado pelos contornos da descontinuidade para
que ocorra a detecção. Caso contrário, isso não será possível.
Métodos e técnicas de magnetização -
Longitudinal
É assim denominado o
método de magnetização que produz um campo magnético longitudinal da peça e
fechando o circuito através do ar. Portanto, recomendamos para a detecção de
descontinuidades transversais na peça A magnetização longitudinal é obtida por
indução de campo por bobinas ou eletroimãs.
Métodos e técnicas de magnetização -
Circular
Neste método, que pode
ser tanto por indução quanto por passagem de corrente elétrica através da peça
, as linhas de força que formam o campo magnético circulam através da peça em
circuito fechado, não fazendo uma “ponte” através do ar. É usada para a detecção de descontinuidades longitudinais.
Métodos e técnicas de magnetização -
Multidirecional
Também conhecida como
combinada ou vetorial, é um método em que simultaneamente são aplicados na peça
dois campos magnéticos: um pelo método longitudinal e o outro pelo método
circular. É portanto a combinação de duas técnicas que produzem um vetor
rotativo, que permite observar, de uma só vez, as descontinuidades com diversas
orientações. As vantagens dessa técnica são:
• Na inspeção de
componentes seriados onde se reduz substancialmente o tempo de inspeção;
• Economia de partículas
magnéticas;
• Cada peça ou
componente é manuseado apenas uma vez;
• Menor possibilidade
de erros por parte do inspetor, uma vez que, observa-se ao mesmo tempo, tanto
as decontinuidades longitudinais quanto as transversais.
As desvantagens, entre
outras, são:
• Seu emprego é um
tanto quanto restrito a peças de geometria simples;
• A detectabilidade de
defeitos é menor do que quando os campos são aplicados sequencialmente;
• Não é fácil fazer o
equilíbrio magnético entre os campos longitudinal e circular;
• Não é possível
utilizar corrente continua para dois campos;
• Não é possível
efetuar a inspeção pelo método residual.
Podemos concluir que a
magnetização simultânea possibilita menor tempo de execução trazendo como
benefício maior produção. Contudo, é limitada pelo ajuste da intensidade dos
campos magnéticos que é necessário para obtenção de uma resultante capaz de
detectar adequadamente as descontinuidades nas duas direções da peça em ensaio,
descontinuidades longitudinais e transversais. Na prática este ajuste é
conseguido realizando testes com peças ou corpos de prova contendo defeitos
conhecidos. No entanto, ressaltamos que a magnetização simultânea apresenta
resultados mais confiáveis na detecção de descontinuidades de diferentes
direções. A sua desvantagem é que aumenta mais uma etapa no ensaio.
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