Diagramas AVG ou DGS

Os diagramas AVG ou DGS foram preparados para facilitar a avaliação de uma série de parâmetros do ensaio ultra-sônico relacionados ao material, o feixe sônico, o tamanho mínimo da descontinuidade detectável por um determinado transdutor, e outros. A figura abaixo ilustra um diagrama específico para o transdutor do tipo normal de ondas longitudinais, com 2 MHz de frequência , fornecido pelo fabricante Krautkramer.

O diagrama abaixo foi elaborado mediante o estudo da resposta do transdutor em termos de ganho , dos ecos provenientes de vários furos de fundo chato usinados numa peça de aço a diversas profundidades, resultando assim as curvas mostradas no diagrama para cada furo.

Como exemplo de aplicação e uso do diagrama podemos observar que o comprimento do campo próximo do transdutor B 2 S é aproximadamente 50 m pois a partir da profundidade de 50 m no diagrama o comportamento das curvas tem a forma linear. Outra característica que podemos observar no diagrama é que só é possível a detecção de um refletor com 1 m de diâmetro equivalente até600 m de profundidade para este transdutor.

Uma aplicação interessante do diagrama AVG é a determinação da atenuação sônica do material. Frequentemente é requerido a determinação da atenuação sônica de um material para comparar com o critério da qualidade requerido, principalmente em forjados, fundidos nas mais variadas aplicações. A título de exemplo vamos supor uma peça de aço com 100 m de espessura onde foi acoplado um transdutor normal B 2 S na superfície.

Diagrama AVG ou DGS extraído do "data-sheet" publicado pela Krautkramer para o transdutor normal B 2 S

O percurso sônico no interior da peça será igual a duas vezes a espessura desta equivalente a 200 m. O 10 eco de fundo deve ser ajustado para uma altura de 80% da tela. Sem alterar o controle de ganho do aparelho de ultra-som, é feita a leitura da diferença de altura entre o 10 eco de fundo e o 20 eco de fundo . No nosso exemplo a diferença foi de 8 dB.

No diagrama AVG é feita a leitura correspondente a queda da intensidade sônica com a distância percorrida devido à divergência, no diagrama é lido sobre a curva do eco de fundo para 200 m e 400 m resultando em -6dB. Portanto a atenuação será igual a 8 dB - 6dB / 200 m, ou seja 0,01 dB/m para frequência de 2 MHz.

DETERMINAÇÃO DO TAMANHO DO REFLETOR EQUIVALENTE NO DIAGRAMA DGS

A determinação do tamanho de descontinuidades pelo método AVG ou DGS somente é aplicável a descontinuidades menores que o diâmetro do transdutor. A determinação do tamanho da descontinuidade é feita por comparação ao refletor equivalente no diagrama AVG ou DGS, seguindo as seguintes etapas:

A título de exemplo, vamos considerar um transdutor normal B2S e uma peça forjada com superfícies paralelas de espessura 250 m contendo um pequeno refletor a uma profundidade de 200 m a ser determinado.

a) O eco de fundo deve ser ajustado de forma que sua altura esteja a 80% da altura da tela, numa região da peça isenta de descontinuidades ;
 b) O transdutor deve ser posicionado sobre a descontinuidade, e o eco correspondente deve ser maximizado;
c) Com auxílio do controle de ganho, deve ser feita a leitura em “dB” da diferença entre o eco da descontinuidade e o de fundo a 80% da tela. Vamos considerar a título de exemplo +14 dB;
 d) No diagrama AVG do transdutor B2S levanta-se uma perpendicular na profundidade de 250 m até encontrar a curva do eco de fundo no diagrama ;
 e) A partir deste ponto, na mesma perpendicular, reduzir 14 dB, e seguir paralelamente ao eixo da profundidade (eixo x) até cruzar com a perpendicular referente à profundidade da descontinuidade ( 200 m);

f) A partir do ponto de cruzamento, fazer a leitura da curva do refletor que estiver mais próxima, que no caso será 8 m. Este deve ser considerado o tamanho do refletor equivalente encontrado.

               Abaixo:  Exemplos  de vários recursos visuais de ilustração, para elaboração de croquis com detalhamentos dos resultados das inspeções.

Desenhos : Walter

INSPEÇÃO DE PEÇAS  DIVERSAS EM AERONAVES

            Na inspeção ultra-sônica tornou-se possível localizar defeitos em todos os tipos de materiais, sem provocar-lhes quaisquer danos. São elaborados procedimentos de inspeção específicos e dimensionais; assim poderá ser  avaliado numa manutenção preventiva e preditiva, os esforços repetitivos de peças, eixos, pistões, verificando a detecção de trincas de fadiga, como exemplo.   

             O  método denominado teste por contato, que é facilmente adaptado ao uso no hangar (esse é o método aqui apresentado). Nesse método a peça a ser inspecionada e a unidade de pesquisa são acopladas com um material viscoso acoplante que reveste as faces da unidade de pesquisa e o material sob exame. Há dois sistemas básicos ultrassônicos: 
1) O pulsante. 
2) O de ressonância.

Eco-pulso - Os efeitos são detectados medindo-se a amplitude dos sinais refletidos e o tempo necessário para esses sinais irem das superfícies para as descontinuidades.

Sistema de ressonância - Esse sistema difere do método pulsante no sentido de que a freqüência de transmissão é, ou pode ser, continuamente variada. O método de ressonância é utilizado principalmente para medida da espessura, quando os dois lados da peça sob teste são lisos e paralelos. O ponto no qual a frequência transmitida equivale ao ponto de ressonância da peça sob teste, é o fator que determina a espessura.

Porosidades

Falta de fusão ou mordedura na raiz

Falta de penetração devido ao mal acoplamento da junta.

O ganho recebido pelo transdutor depende da incidência do feixe sônico sobre a superfície irregular do defeito para que o retorno seja maximizado. A energia é medida pelo cristal e sua intensidade em decibéis é lida no osciloscópio, onde pode-se observar as características da superfície do defeito, pelo desenho do eco que se forma no aparelho de ultrassom.

É dos ensaios de END, o mais interessante devido a sensibilidade para detectar defeitos internos ou superficiais. Somente quando a projeção do defeito for maximizada, com precisão e destreza, o melhor posicionamento do cabeçote com o defeito, até que o sinal capturado tenha o maior valor, marcando assim a proporção dimensional do defeito com o do bloco de referência (Asme V), determinado para o equipamento específico segundo norma cabível.

Difração de ondas

Defeitos agudos, com a ponta em forma de cunha em direção a propagação da onda, como a ilustração, tem uma característica particular visualizada pelo método a-scan.Quando isto ocorre, deve-se complementar a varredura com cabeçotes angulares, para determinar a sua profundidade e tamanho pelo valor do ganho. Neste caso temos o fenômeno de difração da onda. 

A pedra ao cair sobre a superfície de um líquido verificamos a formação de ondulações em forma de círculos concêntricos. Essas ondulações são as ondas, as quais, por terem pequenas amplitudes, consideramos ondas transversais. No decorrente movimento dessas ondas, elas tanto podem ser refletidas como podem ser refratadas.
O fenômeno denominado difração nada mais é do que o desvio ou espalhamento sofrido pela onda quando esta contorna ou transpõe obstáculos que estão em seu caminho. Dizemos  que tal fenômeno acontece a todos os tipos de ondas e é fácil de perceber  se tratando de ondas sonoras. Exemplo da difração sonora é quando estamos ouvindo uma música está sendo tocada do outro lado de um muro. O som é diferente e tem outra qualidade devido a mudança das direções e a forma das ondas propagadas.
A largura da passagem a transportar e o tamanho mais o comprimento da referida onda determinam a maior ou menor capacidade de uma onda sofrer difração. 
A difração será tanto mais intensa quanto maior for o comprimento de onda quando comparado ao tamanho do obstáculo. Ou seja, a onda contorna mais facilmente os obstáculos quando estes são pequenos, se comparados ao comprimento destas ondas.