Como o brilho e o contraste afetam as inspeções de END

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Neste artigo, observamos como a percepção e os objetos próximos podem ter impacto significativo, ainda que não atualmente mensurado, na probabilidade de detecção

Emily Gibbons, Gerente de Produto

 

A maioria dos ensaios não destrutivos que dependem de materiais coloridos ou fluorescentes para identificar descontinuidades usa o olho humano como o detector principal. Em outras palavras: o inspetor precisa ver a indicação para que o ensaio seja bem-sucedido.

Muitos fatores podem afetar a capacidade de um inspetor identificar uma indicação. A quantidade de luz ambiente ou de luz UV presente, a precisão visual de um inspetor e sua adaptação ao escuro ao realizar uma inspeção são apenas alguns exemplos comumente observados e controlados por normas do setor.

No entanto, existem outros fatores que influenciam a capacidade de um inspetor para detectar visualmente uma indicação que nem sempre recebem a atenção devida ao preparar ou realizar uma inspeção por partículas magnéticas ou um procedimento de ensaio de líquido penetrante.

 

Como o brilho e a cor afetam o que se vê

O que você vê quando observa esta imagem?

Green Spirals 1

Copyright Akiyoshi Kitaoka 2002 (c)Akiyoshi Kitaoka "Trick eyes" Tokyo: KANZEN 2002

Eu vejo uma espiral verde-amarelada brilhante e uma espiral verde-turquesa interceptada por raios amarelos e azuis. É claro que há dois tons de verde muito diferentes.

Mas, na verdade, há somente um tom de verde. A espiral verde-amarelada e a espiral verde-turquesa são exatamente da mesma cor.

Não acredita? Você pode medir os valor de cor dos pixels de cada espiral ou usar um colorímetro para medir a cor, mas os resultados mostrarão que o verde-amarelado brilhante e o verde-turquesa na imagem acima são a mesma cor verde.

Para provar isso, podemos começar substituindo o fundo azul na primeira imagem por preto:

Green Spirals 2

As duas espirais verdes começam a parecer que não são tão diferentes. Ainda vejo dois tons diferentes de verde, mas, para mim, a espiral turquesa parece mais verde nesta imagem.

Em seguida, vamos remover o fundo amarelo:

Green Spirals 3

Agora, fica óbvio que as espirais têm o mesmo tom de verde.

Você acha que mudei as cores?

Se unirmos a imagem original (com o fundo amarelo e azul) à imagem final modificada (com o fundo preto), é possível seguir uma única espiral para ver que o tom de verde é o mesmo.

Green Spirals 4

 

Esta demonstração é mais do que um truque impressionante — ela pode ser usada para mostrar como as nossas percepções da cor podem ser subjetivas durante inspeções por END fluorescentes.

Então, como a ilusão funciona?

De acordo com Ben Backus da Backus Labs e a Faculdade de optometria da SUNY, “Essa ilusão funciona porque o sistema visual mede a cor em uma escala espacial mais grosseira do que a iluminação (ou seja, brilho). Dessa forma, a cor aparente de um objeto pequeno pode ser contaminada pelas cores dos objetos vizinhos, o que é muito bem demonstrado por essa ilusão. Quando o verde está entre amarelos, parece muito mais amarelo do que quando está entre os azuis”.

Em outras palavras, a maneira como percebemos a cor de um objeto é muitas vezes determinada pelas cores e o brilho dos objetos vizinhos e esse efeito é amplificado ao olhar objetos ou características pequenas, como indicações ou descontinuidades.

 

 

O olho humano, bem como outros dispositivos de detecção, utiliza o contraste para detectar uma indicação durante uma inspeção por END, por isso é fundamental que haja contraste suficiente entre a indicação e o resto da superfície. Caso contrário, será mais difícil para o inspetor ver a indicação, especialmente se a indicação for muito fina.

Quanto maior o contraste entre a indicação e o fundo, maior a probabilidade de que o inspetor veja a indicação.

Quando se trata de ensaio de partícula magnética e de líquido penetrante, existem dois tipos de contraste a considerar: o contraste do brilho e o contraste da cor.

 

Contraste do brilho

O brilho refere-se à quantidade de luz refletida por uma superfície e nós a vemos como uma cor ou imagem “clara” ou “escura”.

Um objeto com alto brilho reflete a maior parte da luz que atinge sua superfície, fazendo com que o objeto pareça “claro” ou “brilhante”.

Um objeto de baixo brilho absorve grande parte da luz que o atinge, então o objeto parece “escuro”.

O contraste do brilho é a diferença de brilho de duas superfícies adjacentes.

Nas inspeções por END, não importa se a indicação é de alto ou baixo brilho, importa somente que o resto da superfície, o fundo, tenha o brilho oposto.

Contraste do brilho em ensaios visíveis

As indicações visíveis do líquido penetrante e das partículas magnéticas são tipicamente de baixo brilho (exemplos: líquido penetrante vermelho ou partículas magnéticas pretas) contra um fundo de alto brilho (como o fundo branco produzido pelo revelador ou tinta de contraste).

A proporção de contraste do brilho para a maioria dos ensaios de luz visível é 9:1, suficiente para o olho humano detectar se a indicação for grande o suficiente para ser resolvida.

Contraste do brilho em ensaios fluorescentes

Nas inspeções por END fluorescente, a indicação é muito brilhante porque o material fluorescente absorve luz UV de alta energia, invisível para nossos olhos, e reflete essa luz de volta com um nível de energia mais baixo que é visível aos nossos olhos e que percebemos como luz “brilhante”.

Mas, como a luz ultravioleta contém mais energia do que a luz visível, quando o pigmento fluorescente reflete a luz visível de volta aos nossos olhos, reflete MAIS luz visível, o que cria o “brilho” que vemos.

Ambient Light vs UV Black Light

Além disso, sem qualquer luz visível no ambiente da área de inspeção escurecida, nossos olhos recebem mais luz refletida do pigmento fluorescente do que se houvesse outra luz branca visível presente.

As indicações fluorescentes “brilhantes” de alto brilho contrastam fortemente com o fundo de baixo contraste no ambiente escurecido produzindo uma relação de contraste do brilho elevada de 200:1 ou mais, significativamente maior do que a relação no ensaio de luz visível.

Contraste da cor

Contraste de cor é a diferença de cor (comprimento de onda) e de saturação (valor do comprimento de onda) entre duas cores de brilho igual.

Apesar da ilusão visual dramática com a qual iniciei este artigo, o contraste da cor desempenha um papel menos relevante do que o brilho na detecção em END, mas ainda é um fator importante a considerar na seleção de materiais e da iluminação para um ensaio de partícula magnética ou inspeção por líquido penetrante.

No entanto, assim como o brilho, no END o fator mais importante em relação à cor é a diferença entre a cor da indicação e a cor do resto da peça.

Nas inspeções por líquido penetrante fluorescente, os reveladores são normalmente usados para aumentar o contraste da cor, porque produzem um fundo branco brilhante que reflete significativamente mais luz do que o penetrante, aumentando o contraste da indicação. O mesmo se aplica à tinta de contraste branco usada em inspeções por partículas magnéticas visíveis.

 

Como o brilho e o contraste afetam inspeções por END

 

Na ilusão de cores no início deste artigo, vimos como as cores e o brilho circundantes podem literalmente transformar as coisas que vemos. Acima, é possível observar como uma indicação se destaca quando o fundo é muito mais escuro do que a indicação fluorescente.

O mesmo princípio é aplicável aos inspetores quando estão avaliando as indicações de uma peça: o entorno da indicação SEMPRE afeta a capacidade do inspetor de identificar a indicação. Isso pode ocorrer com o excesso de fluorescência do fundo, como na imagem acima à esquerda, muita luz visível na área da cabine, o não uso de revelador ou tinta de contraste branco para reduzir o fundo da superfície.

Muitos fatores permitem assegurar que o contraste entre a indicação e o fundo seja o maior possível para que as inspeções sejam mais confiáveis.

 

Dicas - Coloque estes conhecimentos em prática

1. Utilize o líquido penetrante/partícula magnética correto para a sua aplicação

Pode ser tentador usar as menores partículas magnéticas ou o penetrante de maior sensibilidade disponível, mas, conforme a aplicação, isso pode resultar em uma inspeção de menor qualidade, se no final as peças ficarem com um brilho verde devido ao excesso de fluorescência do fundo ou forem encontradas muitas indicações não relevantes.

Tenha o cuidado de selecionar os materiais certos para a sua aplicação específica para maximizar sua probabilidade de encontrar todas as indicações relevantes.

Para os penetrantes, é importante que a fluorescência do penetrante se mantenha durante o processamento, de modo que as indicações ainda sejam nítidas e brilhantes quando avaliadas. Alguns penetrantes podem enfraquecer devido a calor (em um secador) e sob luz UV forte (luz UV brilhante em cabine de inspeção), portanto é necessário dispor de um líquido penetrante robusto projetado para manter a fluorescência. Isso é especialmente importante se as especificações determinarem tempos de secagem mais longos ou se houver um atraso entre o processamento e a inspeção das peças.

Para partículas magnéticas, procure partículas magnéticas duráveis que não deteriorem ao longo do tempo. Com o tempo, o pigmento fluorescente de partículas menos duráveis se separa da partícula de ferro, o que produz indicações menos fluorescentes e resulta em excesso de fundo que pode ocultar as indicações. Também é importante que as partículas não se aglomerem, os aglomerados de partículas não se movem livremente para as indicações e produzem uma superfície manchada que pode ocultá-las.

2. Use sempre revelador ou tinta de contraste branco

Os reveladores para penetrante e a tinta de contraste branco são projetados para aumentar o contraste no ensaio de líquido penetrante e nas inspeções por partículas magnéticas visíveis, e eles funcionam.

Procure um revelador ou tinta de contraste branco que ofereça uma cobertura branca clara, uniforme e opaca. Com um bom revelador ou tinta de contraste branco não é possível ver a superfície da peça, mesmo com apenas uma fina camada de produto.

Tenha como objetivo aplicar a camada mais fina possível de revelador ou tinta de contraste branco, que ainda permita obter uma cobertura totalmente opaca.

3. Certifique-se de que o veículo oleoso, limpador etc. sejam aprovados para END

Certifique-se de que o único material fluorescente seja o penetrante ou as partículas magnéticas.

Óleos e veículos oleoso que não são especificamente designados para END geralmente fluorescem sob luz UV, o que automaticamente gera um fundo em toda a superfície da peça e interfere na inspeção. O mesmo vale para qualquer aditivo ou limpador aplicado à superfície da peça.

Não prejudique uma inspeção cuidadosamente planejada e executada usando um veículo oleoso, limpador ou aditivo não aprovado para END.

O ensaio não destrutivo é um setor com vários controles, requisitos e padronizações por um bom motivo! Quando a segurança está em jogo, é importante que todos os envolvidos com END façam sua parte para garantir que todas as inspeções sejam feitas corretamente.

Na próxima vez em que configurar um ensaio de partícula magnética ou realizar uma inspeção por líquido penetrante, leve em conta o fundo, o brilho e a cor e pergunte-se se tem certeza de que você ou seus inspetores estão vendo tudo o que deve ser encontrado.

 

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