O propósito de um bom acoplante para ensaio por ultrassom é:
- Obter o máximo de energia ultrassônica a partir do transdutor na peça de teste
- Obter o máximo de energia ultrassônica que é refletida pela falha da superfície de teste traseira de volta ao transdutor
Como a energia sonora é afetada pela densidade do material pela qual percorre, ela não circula bem entre ar (baixa densidade) e sólidos (alta densidade).
Portanto, para que a energia ultrassônica se desloque do transdutor (um sólido), para a peça de teste (outro sólido), é necessário formar uma “ponte” no espaço entre os dois sólidos para que a energia circule. Em muitos casos, um acoplante ultrassônico é usado para criar essa “ponte”.
A meta de selecionar o acoplante correto é maximizar a quantidade de energia transmitida sobre a “ponte” enquanto minimiza o risco, custo, tempo, limpeza, etc.
Neste artigo, analisamos cinco questões que você deve se questionar e oferecemos recomendações para ajudá-lo a selecionar o melhor acoplante para ensaio de ultrassom para qualquer aplicação.
1. Quais peças devem ser inspecionadas?
Textura da superfície
Uma peça com uma superfície irregular significa que o acoplante se esforçará mais para criar uma “ponte” confiável para a circulação da energia ultrassônica. Um acoplante mais espesso preencherá melhor as aberturas e saliências em uma peça com textura irregular do que um acoplante aquoso fino.
Entretanto, em superfícies de teste lisas, não será necessário um acoplante de alta viscosidade. Aqui, um acoplante fino é ideal para ajudar um transdutor a deslizar facilmente sobre a superfície lisa ou usinada.
Tipo de metal/material
A chave para qualquer ensaio não destrutivo é que o material deve permanecer exatamente o mesmo após o ensaio, por isso, é primordial usar um acoplante que comprovadamente não danificará a peça de teste de maneira alguma.
Diferente de alguns materiais com especificações não aprovadas comumente usados como um acoplante (como graxa para altas temperaturas, vaselina, óleo de motor, gel para cabelo, etc.), um acoplante para ensaio não destrutivo deve apresentar testes independentes para assegurar que seja seguro usá-lo sobre o material da peça.
Alguns acoplantes são melhores anticorrosivos do que outros, alguns acoplantes são seguros para usar sobre plástico e fibra de vidro, alguns acoplantes são aprovados para ligas aeroespaciais. Certifique-se de saber para quais materiais seu acoplante é aprovado.
Tamanho
Se a peça ou área de teste for relativamente grande, é importante usar um acoplante que apresente autonivelamento para minimizar a quantidade de tempo gasto aplicando o acoplante.
Além disso, um acoplante com boas características umectantes ajudará a garantir a transmissão ininterrupta durante uma inspeção UT em uma ampla área de teste.
2. Quais são as condições/ambiente de teste?
Ângulo de inspeção
A superfície a ser inspecionada está na horizontal, na vertical ou suspensa?
Para uma inspeção vertical ou suspensa, é melhor usar um acoplante mais espesso com uma viscosidade mais alta que grude na superfície de teste e forneça uma ponte confiável para a circulação da energia ultrassônica.
Temperatura
Para ensaios ultrassônicos em altas temperaturas, é importante usar um acoplante especialmente formulado para aguentar altas temperaturas, visto que um acoplante para uso geral não transmitirá a energia ultrassônica em altas temperaturas e pode queimar ou inflamar.
Quando selecionar um acoplante para altas temperaturas, preste muita atenção à temperatura de autoignição, que é a temperatura mais baixa na qual ele espontaneamente acenderá em uma atmosfera normal, sem uma fonte externa de ignição, como uma chama ou faísca. Certifique-se de que nunca usará um acoplante para altas temperaturas em uma temperatura acima da temperatura de autoignição.
É necessário prestar mais atenção ao realizar leituras de espessura ultrassônica com isolamento. A mistura do acoplante com o isolamento cria uma temperatura de ignição baixa, portanto, é necessário muito cuidado nessas aplicações.
Além disso, as leituras de espessura ultrassônica geralmente são feitas em um ambiente “fechado”, onde gases ou fumaça podem se acumular quando o acoplante começa a se decompor em decorrência da exposição ao calor. Isso diminui o ponto de fulgor do acoplante, portanto, você não deve usar um acoplante no limite superior do intervalo de temperatura recomendável nessas situações. Certifique-se sempre de consultar a ficha do produto do acoplante antes de usá-lo em uma aplicação em alta temperatura.
Para ensaios ultrassônicos em baixas temperaturas, um acoplante à base de água não é a melhor escolha, pois eles são mais propensos a congelar quando a temperatura cair. Uma melhor opção para aplicações em baixas temperaturas é usar um acoplante à base de silicone ou glicol. Porém, é possível adicionar propileno glicol a alguns acoplantes à base de água para que eles resistam a temperaturas baixas. Certifique-se de confirmar com o fabricante do acoplante antes de adicionar propileno glicol ou outro material a um acoplante.
Outra consideração para inspeções UT em temperaturas extremas é que a viscosidade do acoplante aumentará (torna-se mais espesso) em baixas temperaturas e diminuirá (torna-se mais fino) em altas temperaturas. Portanto, escolha um acoplante que lhe ofereça a viscosidade desejada durante a inspeção, ou seja, escolha um acoplante mais espesso ou mais fino do que você acredita precisar
3. Qual tipo de inspeção de ultrassom?
Detecção de falhas, medição de defeitos
Esses tipos de ensaios ultrassônicos geralmente demoram somente alguns minutos e são tipicamente limitados a uma área predeterminada. Portanto, uma ampla gama de acoplantes é compatível com essas aplicações de inspeção UT.
Medição de espessura
Esse tipo de ensaio ultrassônico geralmente envolve tubos em alta temperatura ou podem exigir um acoplante que seja resistente ao sal. Isso porque alguns espessantes usados para controlar a viscosidade de um acoplante se degradarão mais rapidamente se usados na presença de sal (como algumas pontes ou caldeiras).
Medição de fluxo
Um medidor de fluxo de longo prazo requer um acoplante que não seque ao longo do tempo. Para essas aplicações, escolha um acoplante à base de glicol ou silicone com excelentes propriedades anticorrosivas de longo prazo.
Onda de cisalhamento
Um acoplante espesso, de alta viscosidade, é necessário para acoplar ondas de cisalhamento, uma vez que os acoplantes líquidos ou gel não suportam tensão de cisalhamento. Com esse acoplantes espessos para ondas de cisalhamento, ainda é recomendável usar uma camada de acoplante mais fina possível.
4. Quais aprovações/especificações/conformidades são necessárias?
Como outros tipos de ensaios não destrutivos, muitas especificações da indústria têm requisitos claramente definidos para acoplantes ultrassônicos. Algumas das especificações com requisitos para configuração de acoplantes são API, ASME BPVC e AWS.
Aos acoplantes usados nas inspeções UT na indústria nuclear é exigido atender a níveis muito baixos de teor de enxofre e halogênio.
Os acoplantes aprovados para a indústria aeroespacial devem ser testados de maneira independente para garantir que não causem corrosão, rachaduras por tensão ou fragilização pelo hidrogênio em uma ampla gama de metais, ligas e outros materiais.
Certifique-se de considerar todas as peças diferentes que você é responsável por testar e assegure-se de selecionar um acoplante ou acoplantes que atendam a todas as especificações.
5. Outros requisitos/fatores a considerar?
Volume de inspeção
Quando for inspecionar muitas peças, é mais importante selecionar um acoplante que seja fácil de aplicar e remover do que se fosse inspecionar somente algumas peças, pois a aplicação e a remoção podem afetar o tempo total gasto em uma inspeção UT.
Proteção contra corrosão
Alguns acoplantes ultrassônicos são melhores do que outros na proteção anticorrosiva, especialmente por períodos de tempo mais longos. Portanto, certifique-se de usar um acoplante que atenda suas necessidades anticorrosivas.
Faixa de preço
A chave para encontrar o melhor acoplante para sua aplicação é equilibrar preço e desempenho.
Para componentes caros, fundamentais ou de precisão, é essencial usar um acoplante aprovado para ensaio não destrutivo de um fabricante confiável.
Considerações finais
É necessário considerar atentamente a realização de mudanças em qualquer processo de ensaio não destrutivo, portanto, convém gastar alguns minutos considerando sua situação atual antes de procurar um novo acoplante ultrassônico.
Mais algumas questões que você pode fazer a si mesmo:
- Qual produto você utiliza atualmente?
- O que te agrada no acoplante ultrassônico atual?
- O que não te agrada no acoplante ultrassônico atual?
- Por que você pretende efetuar uma alteração?
Considerando onde você está agora, você pode avaliar se uma alteração está sendo feita pelas razões corretas e estará melhor equipado para fazer a escolha certa para seu negócio.
Não importa qual acoplante você decidir usar, pois é necessário estar seguro de seu ensaio não destrutivo.
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