Modelo de Instrução Técnica LP

Instrução Técnica de Líquido Penetrante – 001

Material: Aço Cromo Molibidenio SA 387 Gr 91 Cl-2  - Inspeção de Reparo

Condição Superficial: Escovada

Iluminação : Maximo 20Lux

Temperatura: 10 a 50º C.

Objetivo: Trinca de corrosão intergranular.

1- Instrução.

- Esta instrução descreve a sistemática de inspeção da solda das pás do soprador SAQ-01 no eixo conforme PR-01 / Ver 2.

2- Pessoal Autorizado.

- Esta instrução se aplica a inspetores qualificados e certificados pelo SNQC/END como LPN1G ou LPN2G.

3- Produtos e equipamentos a serem utilizados.

3.1 – Produtos – Solvente, penetrante fluorescente removível por água e revelador úmido não aquoso.

- Os produtos acima devem ter sensibilidade comprovada e ter nas embalagens número de lote, data de fabricação, data de validade e encontrar-se no prazo.

3.2 – Equipamentos – Deverá ser utilizado trena,  luxímetro, radiômetro e pirômetro, com todos os certificados de calibração atuais.

4- Produto.

- Solda mais 25mm adjacentes das pás em aço cromo molibdênio SA 387 Gr 91 Cl 2, com objetivo de detectar trincas de corrosão intergranular.

5- Condições de Ensaio.

5.1 – A superfície da solda e 25mm adjacentes deve estar livre de tinta, óxido, etc.

5.2 – A temperatura da superfície e materiais penetrantes devem estar entre 10 a 52º C comprovada pelo pirômetro.

5.3 – A luminosidade ambiente deve estar no máximo a 20 Lux, obtida com lonas para escurecer o ambiente e comprovado com luxímetro.

5.4 – A intensidade de luz negra na superfície da peça deve ser de no mínimo de 1000 µW / Cm² comprovado com radiômetro após 5 minutos de aquecimento. O inspetor deve estar no ambiente escurecido com 1 minuto de antecedência.

6 – Detalhamento das Etapas.

6.1 – Preparar a superfície por escovamento, seguido de limpeza com solvente.

6.2 – Aguardar a evaporação do solvente por 5 minutos.

6.3 – Aplicar o penetrante por pincelamento e aguardar o tempo de penetração mínimo de 10 minutos e no máximo de 60 minutos.

6.4 - Remover o excesso por água controlando a pressão (Máxima 280 Kpa) e temperatura (máximo de 38ºC).

6.5 – Comprovar a remoção com luz negra em ambiente escurecido.

6.6 – Aguardar secagem por 5 minutos.

6.7 – Aplicar revelador por pulverização em aerossol imediatamente após secagem e no máximo 30 minutos após remoção do excesso.

6.8 – Interpretação inicial imediatamente após aplicação do revelador e interpretação final após aplicação do revelador e interpretação final após 20 minutos do termino da revelação.

6.9 – Após registro executar limpeza final.

7- Registro e Classificação.

- Deverá ser registrado toda indicação maior que 1,6mm e classificado como linear os que tiveram comprimento maior que 3 vezes a largura e como arredondadas as que tiverem comprimento menor e igual a 3 vezes a largura.

8- Relatório dos resultados. - Deverá ser emitido um relatório de inspeção

Ensaio por Partículas Magnéticas Parte 2

Técnicas de magnetização

Mencionamos que podemos obter campos magnéticos por diversas técnicas, contudo, o processo de magnetização só é obtido através de indução de campo magnético ou por indução de corrente elétrica. Dizemos que há indução de campo quando o campo magnético gerado na peça é induzido externamente. Já no processo de magnetização por passagem de corrente, a peça em inspeção faz parte do circuito elétrico do equipamento de magnetização, isto é, a corrente de magnetização, circula pela própria peça. É por esta razão que recomendase bastante cuidado na utilização da técnica de magnetização por passagem de corrente, pois poderá ocorrer a abertura de um arco elétrico nos pontos de entrada e saída de corrente, queimando a peça nesta região,o que, em se tratando de peça acabada, pode ser inaceitável, ou mesmo poderá representar risco de explosão ou incêndio se no ambiente houver gases ou vapores inflamáveis.

Tipos de corrente elétrica utilizada

As correntes elétricas utilizadas na magnetização para inspeção por partículas magnéticas poderão ser das mais variadas fontes existentes, como segue:

• corrente contínua (CC): somente obtida através de baterias, e que na prática não é aplicável em processos industriais ;

• corrente alternada (AC): usada para detecção de descontinuidades superficiais. A corrente alternada , devido ao ciclo alternado da corrente, promove maior mobilidade às partículas, tem pouca penetração, as linhas de força são mais concentradas na superfície e portanto é mais recomendada para a detecção de descontinuidades superficiais;

• corrente alternada retificada (meia onda ou onda completa) (CA): usada para detecção de descontinuidades sub-superficiais , o que na prática representa até 4 mm de profundidade.

Magnetização por passagem de corrente pela peça

É a técnica de magnetização, em que a corrente circula pela peça, onde temos as técnicas de eletrodos e de contato direto. Técnica dos Eletrodos É a técnica de magnetização pela utilização de eletrodos, também conhecidas como pontas que quando apoiadas na superfície da peça, permitem a passagem de corrente eletríca pela peça. O campo magnético criado é circular. Esta técnica é geralmente aplicada em peças brutas fundidas, em soldas, nas indústrias de siderurgia, calderaria e outros.

A técnica dos eletrodos induz um campo magnético que é dependente da distância entre os eletrodos e a corrente elétrica que circula por eles. Em geral estes valores são tabelados e disponíveis nas normas técnicas de inspeção aplicáveis ao produto ensaiado.

Aparelho típico para magnetização por passagem de corrente elétrica denominada técnica de eletrodos. Estes equipamentos são portáteis, permitindo atingir até 1500 Ampéres utilizando corrente contínua ou alternada. Cuidados devem ser tomados quanto ao meio ambiente de operação destes equipamentos pois estes produzem faíscas elétricas que podem causar explosões na presença de gases ou produtos inflamáveis.

Técnica de contato direto

Também conhecida como magnetização por placas ou cabeçotes de contato. Devido sua aplicação maior ser através de máquinas estacionárias é definida como sendo a técnica de magnetização pela passagem de corrente elétrica de extremidade a extremidade da peça. O campo magnético formado é circular. Esta técnica se difere da técnica por eletrodos descrita ,pois é aplicável em sistemas de inspeção automáticos ou semi-automáticos, para inspecionar barras, eixos, principalmente nas indústrias automobilísticas ou em fabricas de produtor seriados de pequeno porte.

Técnica da bobina

Nessa técnica a peça é colocada no interior de uma bobina ou solenóide. Pode ocorrer também que a bobina é gerado, por indução magnética, um campo longitudinal na peça.

Técnica do yoke

É a técnica de magnetização pela indução em campo magnético, gerado por um eletroimã, em forma de U invertido, que é apoiado na peça a ser examinado. Pelo eletroimã circula a corrente elétrica alternada ou contínua. É gerada na peça um campo magnético paralelo a linha imaginária que une as duas pernas do Yoke .

Os ioques produzem campo magnético longitudinal, podendo ser de pernas fixas ou os de pernas articuláveis, conhecidos como Ioques de pernas articuladas. Os de pernas articuláveis são mais eficientes por permitirem uma série de posições de trabalho com garantia de um bom acoplamento dos pólos magnéticos. A sua vantagem está em não aquecer os pontos de contato, já que a técnica usa corrente elétrica magnetizante que flui pelo enrolamento da bobina do Ioque, e não pela peça. A recomendação básica de algumas normas para calibração deste equipamento é que o campo magnético formado na região de interesse definida como área útil, esteja entre os valores de 17 a 65 A/cm. Para simplificar e permitir a comprovação periódica da intensidade do campo magnético durante os trabalhos de campo é estabelecido nas normas, que a verificação da força de magnetização do Ioque pode ser comprovada através de sua capacidade mínima de levantamento de massa equivalente a 4,5 kg de aço, no máximo espaçamento entre os pólos a ser utilizado em corrente alternada e de 18,1 kg em corrente elétrica contínua.

Desmagnetização

Verificamos que alguns materiais, devido as suas propriedades magnéticas, são capazes de reter parte do magnetismo após a interrupção da força magnetizante. Conforme a aplicação subsequente destes materiais, o magnetismo residual ou remanente poderá criar problemas, sendo necessário a desmagnetização da peça. Podemos resumir as razões para desmagnetização de uma peça como a seguir.

Interferência nos processos de Usinagem: Uma peça com magnetismo residual poderá interferir nos processos futuros de usinagem, pois o magnetismo da peça induzirá a magnetização das ferramentas de corte afetando o acabamento da peça. A retenção de limalhas e partículas contribuirá para a perda do fio de corte da ferramenta. Interferência nos processos de Soldagem: A interferência em operação de soldagem se faz sentir com a deflexão do arco elétrico, desviando-o da região de soldagem, interferência conhecida como sopro magnético, que prejudicará em muito o rendimento e a qualidade da solda. Interferência com Instrumentos de Medição: O mecanismo residual interfere com instrumentos sensíveis de medição ou navegação, colocando em risco a operação dos equipamentos uma vez que, as leituras obtidas não correspondem à realidade. Há registros de acidentes aéreos por interferências de campos magnéticos detrens de pouso nos instrumentos de navegação da aeronave. A desmagnetização é dispensável quando:

a) Os materiais possuem baixa retentividade;

b) As peças forem submetidas a tratamento térmico. As peças de aço que estiverem magnetizadas, ao atingir a temperatura de 750° C, chamado ponte Curie, perdem a magnetização;

c) As peças forem novamente magnetizadas.

Métodos de desmagnetização

São várias as técnicas de desmagnetização sendo que todas são baseadas no princípio de que, submetendo a peça a um campo magnético que é continuamente invertido e gradualmente reduzindo a zero, após um determinado período e um número de ciclos, a peça será desmagnetizada.

Ensaio Via seca

Dizemos que as partículas são para via seca, como o próprio nome indica, quando aplicadas a seco. Neste caso é comum dizer que o veículo que sustenta a partícula até a sua acomodação é o ar. Na aplicação por via seca usamos aplicadores de pó manuais ou bombas aspersoras que pulverizam as partículas na região do ensaio, na forma de jato de pó. As partículas para via seca devem ser guardadas em lugares secos e ventilados para não se aglomerarem. É muito importante que sejam de granulometria adequada para serem aplicadas uniformemente sobre a região a ser inspecionada. Comparando com o método por via úmida, as partículas por via seca são mais sensíveis na detecção de descontinuidades próximas a superfície, mas não são mais sensíveis para pequenas descontinuidades superficiais. Também, para uma mesma área ou região examinada, o consumo é maior. Por outro lado, é possível a reutilização das partículas , caso o local de trabalho permitir e que seja isenta de contaminação.

Ensaio Via úmida

É método de ensaio pela qual as partículas encontram-se em dispersão em um líquido, denominado de veículo. Este líquido pode ser a água, querosene ou óleo leve . No método por via úmida as partículas possuem granulometria muito fina, sendo possível detectar descontinuidades muito pequenas, como trincas de fadiga. Devemos ressaltar que neste método de ensaio, as partículas que estão em dispersão, mesmo na presença do campo magnético, tem maior mobilidade do que na via seca, e podem percorrer maiores distâncias enquanto se acomodam ou até serem aprisionadas por um campo de fuga. Da mesma forma, nas superfícies inclinadas ou verticais requerem menor esforço para remoção do excesso. Os aplicadores por via úmida são na forma de chuveiros de baixa pressão no caso de máquinas estacionárias ou manuais, tipo borrifadores, que produzem uma névoa sobre a região em exame. Contudo, nada impede que na aplicação manual, a suspensão seja derramada sobre a peça. A escolha do aplicador tipo borrifo tem finalidades econômicas e de execução do ensaio, visto que a quantidade aplicada é menor, e para o inspetor a visualização imediata das indicações, enquanto ocorre a acomodação das partículas e pouco excesso para remoção. Embora já exista no mercado suspensões em forma de spray, a aplicação mais usual é a que é preparada pelo próprio inspetor. O método por via úmida exige uma constante agitação da suspensão para garantir a homogeneidade das partículas na região de exame. Essa agitação é automática nas máquinas estacionárias. Na aplicação manual, o próprio inspetor deverá fazê-la, agitando o aplicador antes de cada etapa de aplicação.

• Preparação das Partículas Via Úmida: As partículas para serem aplicadas pelo método por via seca não requerem preparação e são retiradas diretamente das embalagens para os aplicadores de pó. Já as partículas para via úmida requerem a preparação da suspensão ou banho. Estas partículas podem estar na forma de pó ou pasta. A preparação da suspensão por via úmida é muito importante para garantia da homogeneização do banho e dispersão das partículas na região em ensaio, após aplicação. Os fabricantes indicam nas próprias embalagens os valores de concentração adequada para a suspensão. Algumas partículas são utilizadas tanto em querosene quanto em água, fazendo com que o banho tenha uma composição homogênea, evitar a formação de espuma e a oxidação da superfície da peça logo após o ensaio. Deve-se salientar que no preparo da suspensão, a partícula, que é um pó muito fino, tem dificuldade de se misturar no líquido caso seja adicionada a este de uma única vez. Na prática, o que faz é o inverso: o veículo da suspensão é adicionado aos poucos a um copo contendo o pó e no início em pouquíssima quantidade, com objetivo de permitir que seja bem misturadas todas as partículas. Só depois que o inspetor conseguir “quebrar” bem a aglomeração das partículas, formando um “mingau”, é que se adiciona aos poucos o restante do veículo até completar um litro, sem deixar de mexer ou agitar toda suspensão. A verificação da concentração é realizada usando-se um tubo decantador padronizado graduado, que tem a forma de pera. Com ele, são retirados da suspensão pronta 100 ml, e aguarda-se 30 minutos. Após esse tempo, verifica-se na base do tubo, a quantidade também em ml de partículas decantadas, que se estiverem dentro da faixa recomendada pelas normas, indicam que a suspensão está pronta para uso. Os valores recomendados são de 1,2 a 2,4 ml/50 ml para a inspeção por via úmida de partículas observadas sob luz branca ou natural, e de 0,1 a 0,7 ml/50 ml para as partículas fluorescentes, que são observadas sob luz ultravioleta ( ou luz negra ).

ENSAIO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARTE 1

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.

Têmpera superficial por indução

Têmpera é um dos processos utilizados no tratamento térmico de metais para aumentar a dureza e conseqüente resistência dos mesmos. O processo da têmpera consiste em duas etapas: aquecimento e esfriamento rápido ou brusco. O aquecimento visa obter a organização dos cristais do metal, numa fase chamada austenitização. O nome deriva do sobrenome, Austen, do descobridor dessa fase, a qual é explicada abaixo. O esfriamento brusco visa obter a estrutura martensita (supersaturada em carbono; nome deriva do sobrenome Martens, de seu descobridor).

A têmpera por indução vem a ser a têmpera localizada e superficial realizada em superfícies onde seja desejável alta dureza, sub-superfície tenaz e alta resistência ao desgaste, onde muitos fazem analogia ao tratamento de cementação, entretanto restringido a áreas específicas da peça, reduzindo distorções devido às tensões internas, no entanto, o objetivo principal da têmpera por indução é o aumento da resistência à fadiga.

ƒ A têmpera superficial produz regiões endurecidas na superfície do componente (de microestrutura martensítica) de elevada dureza e resistência ao desgaste, sem alterar a microestrutura do núcleo.

 - Vantagens comparativas do endurecimento superficial em relação ao total:

 - Dificuldades técnicas decorrentes do tratamento térmico de peças de

    grandes dimensões;

 - Diminuição do risco de trincas em peças de grandes dimensões;

 -ƒ Possibilidade de endurecimento apenas regiões submetidas ao desgaste;

 -ƒ Economia - Emprego de aços de baixa temperabilidade (aços ao carbono de

      custo mais baixo) no lugar de aços de alta temperabilidade (custo mais

       elevado);

ƒ Produtividade – o tratamento de têmpera superficial é mais rápido;

2 - Equipamento

Basicamente, utilizam-se bobinas elétricas e uma fonte de energia elétrica, como um conversor de corrente alternada. Seguem alguns exemplos de bobinas utilizadas:

Seguem alguns arranjos utilizados para o processo:

3 - O procedimento

Basicamente, o aço é aquecido por um campo magnético gerado por uma corrente alternada de alta frequência que passa através de um indutor ( bobina de Cobre resfriada a água). O campo gerado depende da resistência da corrente e do n. voltas da bobina

A camada externa é austenitizada e imediatamente resfriada, o que provoca a têmpera.

Os métodos de têmpera superficial diferem em função das fontes de energia utilizadas. Nesse trabalho trataremos apenas  da têmpera por indução.

A energia necessária para a têmpera por indução é fornecida na forma elétrica que se converte para a forma térmica. Um conversor fornece corrente alternada de alta freqüência para um indutor que induz uma corrente parasita na superfície da peça aquecendo-a rapidamente. A temperatura depende da potência disponível e do tempo de aquecimento. A profundidade de austenitização é basicamente determinada pela freqüência utilizada.

A têmpera por indução é dividida em três métodos:

                 • Têmpera progressiva

                 • Têmpera rotativa

                 • Têmpera estacionaria

3.1 - Têmpera progressiva

No método de têmpera progressiva a fonte de energia  é acoplada à ducha de resfriamento e ambas são guiadas  sobre a superfície da peça. Com isto somente uma zona estreita é progressivamente aquecida e imediatamente resfriada.

3.2 - Têmpera rotativa

Na têmpera rotativa a peça gira entre o indutor ou queimadores (para processo à chama)até que se atinja a temperatura de têmpera na profundidade desejada. O resfriamento ocorre numa segunda operação através da imersão da peça num tanque de resfriamento.

A têmpera rotativa é um método utilizado para aumentar a resistência à fadiga

tanto do flanco como da raiz do dente (casos de rodas dentadas), através da têmpera total do dente até uma profundidade de aproximadamente 2 a 5 mm abaixo da raiz. A resistência à fadiga da raiz do dente é igual a da têmpera dente a dente do flanco e raiz.

A têmpera rotativa por chama pode ser considerada um método seguro e flexível.

Engrenagens de módulo 1 até módulo 20, diâmetro até 2000 mm e altura até 400

mm podem ser temperadas. Já a têmpera rotativa por indução das engrenagens

está limitada a pequenos diâmetros de até 350 mm em função da limitação da

potência do conversor.

4 - Dureza superficial

A máxima dureza superficial atingível depende basicamente da quantidade de

carbono que é solubilizada na temperatura de têmpera. Uma quantidade de

carbono de 0,3%, a dureza atingida é de aproximadamente 50 HRC e para 0,5%

a dureza de 60 HRC.

Como não ocorre um efeito de cementação durante a têmpera por chama e

indução, o material deve ter o carbono necessário para a requerida dureza antes

do tratamento. Quando se utiliza materiais para cementação, estes devem ser

cementados antes, obrigatoriamente.

Durante o resfriamento a velocidade crítica de resfriamento deve ser alcançada

para que a austenita seja transformada totalmente em martensita. No caso de

materiais não ligados, o resfriamento deve ser feito quase sempre em água.

Ensaio de Dureza – Dureza Shore

O método consiste em medir a profundidade da impressão deixada no material com a aplicação da carga e é dependente de outros fatores além da dureza, como das propriedades viscoelásticas e da duração do ensaio.

Este aparelho de medição foi desenvolvido em 1920, pelo fabricante de instrumentos Albert F. Shore, e é amplamente utilizado na medição da dureza de polímeros, elastômeros e borrachas.

Existem diversas escalas utilizadas em materiais com propriedades diferentes. As mais comuns são a A e D, sendo a A utilizada em plásticos macios e a D em plásticos rígidos. No entanto, a ASTM D 2240 contém 12 escalas, dependentes da intenção de uso, sendo elas: A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S e R. Cada escala resulta em um valor entre 0 e 100, sendo que valores maiores indicam um material mais duro.

Shore propôs uma medida de dureza por choque que mede a altura do ressalto de um peso que cai livremente até bater na superfície lisa e plana de um corpo de prova. Essa altura de ressalto mede a perda de energia cinética do peso, absorvida pelo corpo de prova. Esse método é conhecido por dureza escleroscópia ou dureza Shore.

A dureza Shore foi introduzida para ensaios de aços endurecidos, onde o método Brinell não podia ser usado por danificar a esfera penetradora. Ele utiliza um martelo de aço em forma de uma barra com uma ponta arredondada de diamante que cai de uma certa altura dentro de um tubo graduado de 0 a 140.

         Outros estudos puderam relacionar a dureza Shore e o limite de resistência de alguns aços. A dureza Shore não é função linear do limite de resistência.

         A impressão Shore é pequena e serve para medir durezas de peças já acabadas ou usinadas. A máquina Shore é leve, portátil e pode portanto ser adaptada em qualquer lugar, podendo com isso, medir a dureza de peças muito grandes, impossíveis de serem colocadas nas maquinas de dureza por penetração, como por exemplo cilindros de laminação. 

Modelo de Instrução Técnica de Líquido Penetrante

Imagem meramente ilustrativa

Este é um modelo de instrução técnica de líquido penetrante que pode auxiliar profissionais de END em fase de qualificação.

IT 001

Instrução técnica de END/LP

Elaborada por Thiago Loretti     SNQC: xxxxx

REV.:00 Abril de 2008

1 - Introdução

1.1 - Esta IT tem por objetivo estabelecer os parâmetros pada o END/LP  nos parafusos de Titânio em questão.

1.2 - Documento de referência: PR-001 REV.:06

2 - Pessoal autorizado

2.1 - Profissional certificado na norma SNQC/END pela Abendi.

2.2 - Execução do ensaio: Profissional LP-N1-G ou LP-N2-G

2.3 - Laudo do ensaio: Somente profissional LP-N2-G

3 - Produtos e equipamentos

3.1 - Produtos

3.1.1 - LP IA

3.1.2 - Revelador úmido não aquoso

3.1.3 - Solvente

Observação: Todos os produtos devem estar aprovados com relação ao teste de contaminantes (Cloro e Flúor) pelo fabricante. As embalagens devem estar em condições aceitáveis, conter rótulo legível e devem conter número de lote/corrida, data de fabricação e data de validade. Somente serão utilizados produtos aprovados no teste de recebimento com o bloco padrão citado no item 3.2.4.

3.2 - Equipamentos

3.2.1 - Trena calibrada

3.2.2 - Luxímetro calibrado

3.2.3 - Radiômetro calibrado

3.2.4 - Bloco padrão JIS 10

3.2.5 - Trapos de pano limpos e secos;

3.2.6 - Pirômetro calibrado

3.2.7 - Luminária com Luz UV

3.2.8 - Bandeija para retenção de líquidos

3.2.9 - Frascos com água

3.2.10 - E.P.I.'s conforme requisitos de segurança do local

4 - Produtos a serem ensaiados

4.1 - Parafusos de titânio com cabeça allen (15 peças)

4.2 - Dentro da oficina do autódromo

4.3 - Iluminação de 400 lux

4.4 - temperatura de 30°C

4.5 - Superfície contém resíduos de óleo

4.6 - Após teste de velocidade

4.7 - Propósito do ensaio: Detectar trincas de fadiga

5 - Condições do ensaio

5.1 - Iluminação máxima de 20 lux

5.2 - temperatura entre 10 e 52°C

5.3 - Superfície livre de óleo, graxa, oxidações e qualquer outro contaminante que possa impedir a penetração do LP

5.4 - Iluminação mínima de 1000 microwatts/cm2 fornecida pela luminária com lâmpada de luz UV

6 - Detalhamento do ensaio

6.1 - Preparação e limpeza da superfície: Limpeza inicial com solvente. Aguardar 5 min para a secagem do solvente.

6.2 - Aplicação do LP por imersão. O tempo de penetração deverá ser de 20 a 30 min.

6.3 - Remoção do excesso de LP: Despejar água dos frascos sobre a superfície dos parafusos removendo todo o excesso de LP e coletando o líquido com a bandeija. Secar o excesso de água com trapos de panos secos e limpos. Aguardar 5 minutos para a secagem da água.

6.4 - Conferência da remoção em ambiente escurecido (máx de 20 lux) com auxílio de luz UV. Aguardar 1 minuto em ambiente escurecido para acostumar a visão ao ambiente. O inspetor não deve utilizar óculos com lentes fotossensíveis.

6.5 - Aplicação do revelador: aplicar o revelador sobre a superfície dos parafusos por pulverização. Deve formar uma camada fina e uniforme em toda a área de interesse.

6.6 - Tempo de interpretação;

6.6.1 - Inicial: Logo após a aplicação do revelador

6.6.2 - Final: Após 20 minutos da aplicação do revelador

6.7 - Limpeza final: Conforme item 6.1 dessa IT.

7 - critérios de aceitação

7.1 - Referência: ASME VIII, div.1 ap.8

7.2 - Indicação relevante: Indicação maior que 1,6 mm

7.3 - Indicação linear: Indicação com comprimento maior que 3x a largura.

7.4 - Indicação arredondada: Indicação de formato circular ou eliptico com comprimento menor ou igual a 3x a largura.

7.5 - Reprovadas;

7.5.1 - Indicação Linear relevante

7.5.2 - Indicação arredondada com medida maior que 4,8 mm

7.5.3 - 4 ou mais Indicações arredondadas, relevantes, alinhadas e com espaçamento menor ou igual a 1,6 mm entre a borda das indicações

8 - Relatório dos resultados

8.1 - As indicações relevantes devem ser registradas no relatório conforme anexo 1, 2a ou 2b do PR-001 REV.:06
Verificar sempre as normas atuais

Ensaio de Dureza – Dureza Vickers

O ensaio Rockwell também mostra limitações. Por exemplo, suas escalas não têm continuidade. Por isso, materiais que apresentam dureza no limite de uma escala e no início de outra não podem ser comparados entre si quanto à dureza.

Outra limitação importante é que o resultado de dureza no ensaio Rockwell

não tem relação com o valor de resistência à tração, como acontece no ensaio Brinell.

Vários pesquisadores tentaram encontrar uma solução para superar essas dificuldades.

Coube a Smith e Sandland, em 1925, o mérito de desenvolver um método de ensaio que ficou conhecido como ensaio de dureza Vickers. Este método leva em conta a relação ideal entre o diâmetro da esfera do penetrador Brinell e o diâmetro da calota esférica obtida, e vai além porque utiliza outro tipo de penetrador, que possibilita medir qualquer valor de dureza, incluindo desde os materiais mais duros até os mais moles.

Isso não quer dizer que o ensaio Vickers resolva todos os problemas de avaliação de dureza dos materiais. Mas, somado aos outros dois métodos já estudados, é um bom caminho para atender às necessidades de processos industriais cada vez mais exigentes e sofisticados.

O ensaio desenvolvido por Smith e Sandland ficou conhecido como ensaio de dureza Vickers porque a empresa que fabricava as máquinas mais difundidas para operar com este método chamava-se Vickers-Armstrong. A dureza Vickers se baseia na resistência que o material oferece à penetração de uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo entre faces de 136º, sob uma determinada carga. O valor de dureza Vickers (HV) é o quociente da carga aplicada (F) pela área de impressão (A) deixada no corpo ensaiado. Essa relação, expressa em linguagem matemática é a seguinte:

A máquina que faz o ensaio Vickers não fornece o valor da área de impressão da pirâmide, mas permite obter, por meio de um microscópio acoplado, as medidas das diagonais (d1 e d2) formadas pelos vértices opostos da base da pirâmide. Conhecendo as medidas das diagonais, é possível calcular a área da pirâmide de base quadrada (A), utilizando a fórmula:

Na fórmula anterior, a força deve ser expressa em quilograma-força (kgf) e o “d.” corresponde à diagonal média, ou seja: d1+d2/2 e deve ser expresso em milímetro (mm). Se a máquina der o resultado em mícron (m), esse valor deve ser convertido em milímetro.

Por exemplo, para encontrar o valor de dureza Vickers de um material que apresentou 0,24 mm e 0,26 mm de medida de diagonal da impressão, após aplicação de uma força de 10 kgf, basta utilizar as fórmulas apresentadas. Primeiro, é preciso calcular o valor da diagonal média, que corresponde a:

Assim, ficamos sabendo que o valor de dureza Vickers (HV) para o material ensaiado é 296,7. Outra forma de obter os valores de dureza Vickers é consultar tabelas

montadas para determinadas cargas, em função da diagonal média.

Cargas usadas no ensaio Vickers

Neste método, ao contrário do que ocorre no Brinell, as cargas podem ser de qualquer valor, pois as impressões são sempre proporcionais à carga, para um mesmo material. Deste modo, o valor de dureza será o mesmo, independentemente da carga utilizada. Por uma questão de padronização, as cargas recomendadas são: 1, 2, 3, 4, 5,

10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 kgf.

Para cargas muito altas (acima de 120 kgf), em vez do penetrador de pirâmide de diamante pode-se também usar esferas de aço temperado de 1 ou 2 mm de diâmetro na mesma máquina. Neste caso, o ensaio feito na máquina Vickers é o ensaio de dureza Brinell.

Para aplicações específicas, voltadas principalmente para superfícies tratadas (carbonetação, têmpera) ou para a determinação de dureza de microconstituintes individuais de uma microestrutura, utiliza-se o ensaio de microdureza Vickers.

A microdureza Vickers envolve o mesmo procedimento prático que o ensaio Vickers, só que utiliza cargas menores que 1 kgf. A carga pode ter valores tão pequenos como 10 gf. Na microdureza, como a carga aplicada é pequena, a impressão produzida é microscópica, como mostra a figura ampliada, ao lado.

Vantagens e limitações do ensaio Vickers

O ensaio Vickers fornece uma escala contínua de dureza, medindo todas as gamas de valores de dureza numa única escala. As impressões são extremamente pequenas e, na maioria dos casos, não inutilizam as peças, mesmo as acabadas.

O penetrador, por ser de diamante, é praticamente indeformável.

Este ensaio aplica-se a materiais de qualquer espessura, e pode também ser usado para medir durezas superficiais.

Por outro lado, devem-se tomar cuidados especiais para evitar erros de medida ou de aplicação de carga, que alteram muito os valores reais de dureza. A preparação do corpo de prova para microdureza deve ser feita, obrigatoriamente, por metalografia, utilizando-se, de preferência, o polimento eletrolítico, para evitar o encruamento superficial. Quando se usam cargas menores do que 300 gf, pode haver recuperação elástica, dificultando a medida das diagonais. A máquina de dureza Vickers requer aferição constante, pois qualquer erro na velocidade de aplicação da carga traz grandes diferenças nos valores de dureza.

Ensaio de Dureza – Microdureza Knoop

No problema da determinação das profundidades de superfície carbonetada, de têmpera, além da determinação de dureza de constituintes individuais de uma microestrutura de materiais frágeis, de peças pequenas ou extremamente finas, é geralmente solucionado pelo uso da microdureza.

Trata-se de uma impressão microscopia no material, empregando uma carga menor que 1kgf, com penetrador de diamante. A carga pode chegar a até 10gf somente e a superfície do corpo de prova deve ser plana.

Quanto ao penetrador utilizado existem dois tipos: Vickers e Knoop. A microdureza Knoop utiliza um penetrador em forma de pirâmide alongada, tendo uma relação comprimento-largura-profundidade de aproximadamente 30:4:1. A relação entre a diagonal maior e a diagonal menor da impressão é de 7:1. A expressão para calcular a microdureza Knoop (HK), é obtida usando-se a área projetada da impressão e é a seguinte:

A dureza Knoop é sempre expressa em kgf/mm². Verifica-se que a impressão Knoop é mais estreita que a Vickers, sendo possível então ser usada na determinação de por exemplo, finas regiões de camadas eletrodepositadas ou endurecidas.

A profundidade da dureza Knoop é menor que a metade da profundidade causada pela impressão Vickers com a mesma carga, sendo possível na dureza Knoop medir a dureza de materiais extremamente frágeis como vidro ou certas tintas. A área de uma impressão Knoop é cerca de apenas 15% da área de uma impressão Vickers com a mesma carga.

A dureza Knoop é ainda muito sensível à orientação da superfície da amostra (anisotropia) principalmente quando se mede a microdureza de um grão ciristalino, por ocorrer à diagonal maior mais alongada que a Vickers.

A profundidade da dureza Knoop é menor que a metade da profundidade causada pela impressão Vickers com a mesma carga, sendo possível na dureza Knoop medir a dureza de materiais

A preparação do corpo de prova deve ser feita metalograficamente, em vista da pequena carga a ser aplicada. Polimento eletrolitíco deve ser usado preferencialmente para evitar encruamento do metal na superfície, que afetaria o resultado. O polimento eletrolítico também torna mais nítida a impressão para as medidas das diagonais. Um método bem empregado para corpos de prova muito pequenos é o de embuti-lo em baquelite, para fixá-lo firmemente e de tornar a sua superfície perpendicular ao penetrador.