Como selecionar a luminária de luz ultravioleta correta para suas necessidades de ensaio não destrutivo

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O que considerar ao procurar uma nova luminária ultravioleta para ensaio por líquido penetrante ou inspeção por partículas magnéticas

David Geis, Gerente do produto

 

Como escolher a luminária ultravioleta correta

 

A indústria de iluminação em geral adotou os LEDs como a tecnologia ideal, em detrimento de lâmpadas incandescentes e fluorescentes, pois fornecem mais flexibilidade e geram menos preocupação de segurança. Entretanto, a comunidade de ensaio não destrutivo adotou os LEDs devido aos requisitos especiais de iluminação e desafios apresentados por métodos fluorescentes, tais como ensaio de líquido penetrante ou inspeções por partículas magnéticas.

Com o fim das isenções regulamentares para ensaio não destrutivo nos últimos anos e os avanços na tecnologia e na fabricação de LEDs, fontes de luz LED Ultravioleta de alta intensidade são agora a solução preferencial dos profissionais de ensaio não destrutivo.

Embora a flexibilidade seja uma das vantagens principais trazidas pela tecnologia LED para o ensaio não destrutivo, ela também significa que são necessários mais detalhes para especificar o desempenho correto de ensaios não destrutivos. Para uma luminária de luz ultravioleta ser útil na inspeção por partículas magnéticas ou na inspeção de penetrante fluorescente, muitos fatores devem ser considerados.

 

Pico do comprimento de onda e espectro de emissão

Pico do comprimento de onda  é o fator mais importante ao selecionar uma luminária de luz LED ultravioleta para inspeção fluorescente.

Quando as fórmulas de materiais penetrantes e de materiais de partícula magnética foram criadas, a fonte de luz ultravioleta UV-A padrão era vapor de mercúrio, que produz um único pico UV-A de 365,4 nm, a linha de emissão elementar do mercúrio. Portanto, todos os materiais penetrantes fluorescentes e materiais de partículas magnéticas fluorescentes são ajustados para fluorescer sob UV-A de 365 nm.

Com os LEDs, o pico do comprimento de onda é variável e depende dos LEDs individuais usados quando a luminária UV é fabricada. Para certificar-se de que a luminária LED UV-A produz fluorescência nos materiais penetrantes e nos materiais de partículas magnéticas, os LEDs devem ter um pico de comprimento de onda dentro da faixa 360–370 nm.

Também é importante considerar o espectro de emissão de UV-A uma vez que a emissão de UV-A de um LED é muito mais ampla do que a produzida pelo vapor de mercúrio. Em sua porção final, o espectro inclui alguma emissão na faixa de luz visível acima de 400 nm que pode ser observada como um brilho violeta profundo da lâmpada. A inspeção por partículas magnéticas e a inspeção por penetrante fluorescente são executadas em um ambiente escuro para aumentar o contraste. A contaminação por luz visível degradará a inspeção. Para inspeções conforme as especificações aeroespaciais, como ASTM E3022, Nadcap AC7114 e Rolls-Royce RRES 90061, esse brilho violeta profundo não é aceitável. Por essa razão, qualquer luminária usada para inspeção aeroespacial, como a EV6000, deve incluir um filtro UV-A para bloquear a emissão visível.

 

Perfil de feixe e distância de trabalho

Com luminárias LED, você não está limitado a uma única configuração para efetuar todas as inspeções de ensaio não destrutivo. As luminárias podem ser projetadas para aplicações e usos específicos.

As luminárias projetadas para inspeção mais detalhada terão um ponto de foco intenso, mas uma área de feixe pequeno. A área de feixe de uma luminária LED UV-A é a medida da quantidade de superfície acima da irradiação mínima de 1.000 µW/cm2 necessária para a inspeção. Para alcançar uma área de feixe ampla, é necessário um painel de LEDs.

No entanto, se um painel for usado muito perto da superfície de inspeção, ocorrerão padrões de pontos brilhantes e fracos. Essa é a escolha entre a intensidade e a área do feixe. 

As luminárias com uma área de feixe pequena são úteis para inspecionar áreas pequenas, como orifícios, junções de solda e superfícies internas. Mas, quando são usadas em estruturas largas, o feixe estreito pode criar uma “visão em túnel” em que o inspetor mantém o foco em uma única área e as indicações fora da área do feixe podem ser facilmente perdidas.

Uma luminária com uma área de feixe ampla proporciona irradiação UV-A à área periférica para a inspeção. Isso permite ao inspetor localizar e identificar rapidamente as indicações fluorescentes na área periférica para inspeção mais detalhada.

A distância de trabalho de uma luminária LED UV-A é a distância mínima exigida para fornecer cobertura uniforme.

Quando colocados muito perto de uma superfície, os LEDs individuais em um painel projetarão feixes separados com áreas escuras entre eles. Essa cobertura desigual degrada a qualidade da inspeção e pode levar a indicações perdidas. Mas, conforme a luminária é afastada da superfície, os feixes de LEDs individuais se consolidam em um perfil suave e uniforme.

A inspeção deve ser efetuada somente quando a luminária estiver posicionada mais distante do que a distância mínima de trabalho.

 

Fonte de alimentação

Trabalhando em baixa tensão, uma luminária LED UV-A pode operar sob energia da bateria por muitas horas. Isso torna a luminária muito portátil, e as inspeções de campo tornam-se rápidas e simples.

Entretanto, há uma preocupação com luminárias alimentadas por bateria, pois a intensidade do LED está diretamente relacionada ao fornecimento de tensão e corrente. Conforme a bateria é usada, ocorre queda de tensão e corrente, proporcionando uma curva de descarga característica. Com uma luminária LED UV-A, isso pode resultar em diminuição da intensidade ao longo do tempo, eventualmente caindo abaixo do requisito mínimo de 1.000 µW/cm2.

Luminárias avançadas incorporam circuitos de corrente constante que monitoram a descarga da bateria. Essas luminárias se desligarão automaticamente se não forem capazes de manter uma intensidade mínima de 1.000 µW/cm2. Saber o tipo de bateria e a curva de descarga é fundamental para garantir inspeções de qualidade com luminária LED UV alimentadas por bateria.

 

Requisitos de certificação

Diferentes indústrias têm diferentes requisitos de inspeção e tolerâncias.

A indústria de ensaio não destrutivo aeroespacial, que inclui inspeção por partículas magnéticas e inspeção por líquido penetrante fluorescente, tem especificações de alto nível sob todos os aspectos do processo. Após cinco anos de estudo, os requisitos aeroespaciais para as luminárias LED UV-A foram estabelecidos na ASTM E3022. Essa norma fornece um desempenho base que os fabricantes de luminárias precisam satisfazer para utilização em inspeções fluorescentes.

Uma luminária LED UV-A certificada pelo fabricante conforme a ASTM E3022, como a luminária UV portátil EV6000, é aceitável para uso por todos os principais serviços e OEMs aeroespaciais e atende aos critérios de auditoria da Nadcap. Entretanto, esses requisitos se aplicam somente para luminárias usadas para inspeção aeroespacial final. Luminárias usadas em outros pontos do processo, como estações de lavagem ou enxágue de penetrante, não costumam precisar de certificação total da ASTM E3022.

Para outras indústrias, como o segmento automotivo ou de óleo e gás, incluindo aplicações como soldagem, energia, tubulação ou inspeção de campo, há menos requisitos de certificação. Inspeções industriais mais robustas são muitas vezes feitas em condições menos ideais, portanto, é necessário UV-A mais intenso para que as indicações fluorescentes sejam visíveis. Entretanto, pesquisas demonstraram que intensidades UV-A acima de 10.000 µW/cm2 a 38 cm podem causar descoloração em corantes e pigmentos fluorescentes.

Uma luminária LED para aplicações industriais, como a recentemente lançada luminária UV de luz dupla EV6500, deve incluir um certificado de conformidade do fabricante que inclua a intensidade máxima de UV-A, regulada abaixo de 10.000 µW/cm2. O certificado também deve incluir pico do comprimento de onda dentro da faixa de 360–370 nm para garantir que a luminária apresente espectro de emissão adequado para induzir fluorescência.

Luminárias LED são um avanço valioso para ensaios não destrutivos proporcionando mais flexibilidade em projetos e aplicações, além de mais segurança. Entretanto, há muitas considerações a serem feitas para escolher a luminária LED UV-A correta para uso em inspeção fluorescente. Fatores como espectro de emissão, área de feixe e fonte de alimentação devem ser considerados ao utilizar luminárias LED. Os requisitos de certificação também são considerados pela indústria aeroespacial e outras indústrias de alta especificação.

Ao considerar atentamente suas necessidades de ensaio antes de investir em uma luminária LED UV, os profissionais de ensaio não destrutivo podem ter a confiança de que estão obtendo a ferramenta correta para ajudar a fazer seus ensaios por líquido penetrante e suas inspeções por partículas magnéticas mais rápidos e eficientes. 

Conheça também nosso mais novo lançamento a luminária estacionária de luz LED ultravioleta ST700.

 

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