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Inspeção por ultrassom em materiais compósitos com liga em poliuretano

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Inspeção por ultrassom em materiais compósitos com liga em poliuretano

Cada vez mais, devido à sua facilidade de uso, as juntas adesivas têm tido emprego crescente em diversas áreas da indústria, uma vez que sua utilização proporciona diversas vantagens, como, por exemplo: a união de materiais dissimilares, distribuição uniforme das tensões na junta, aderência de alta resistência e proteção contra corrosão, e todos os tipos de defeitos apresentados por estas juntas, como trincas, vazios e porosidades, podem ser detectados com o método de inspeção por ultrassom convencional.

Porém essa inspeção nem sempre é uma tarefa fácil e direta usando um simples A-Scan, pode ser uma inspeção desafiadora e, se houver várias camadas, nem sempre se pode confiar em reflexões satisfatórias, especialmente se a construção for complicada e/ou uma variedade de materiais estiver envolvida.

Ao contrário do alumínio ou de outros metais homogeneizados, os adesivos geralmente não são aplicados uniformemente e geralmente apresentam alto nível de atenuação de sinal. A inspeção em juntas adesivas de poliuretano requer um transdutor com frequência mais baixa do que as inspeções mais comuns, pois a composição do material não é homogeneizada e sua estrutura de grãos é significativamente maior em comparação com o alumínio. Além dos problemas de transmissão do som, a geometria da peça (núcleo de espuma, por exemplo), a condição da superfície e o acesso para p cabeçote, também são fatores significativos a serem considerados.

A melhor solução atual é a técnica de sombra através da transmissão, usando a penetração do ultrassom através de um par de cabeçotes com a técnica Pitch e Catch. A limitação desta técnica é que o acesso é necessário para ambos os lados do material. Um cabeçote SE (Duplo Cristal) ou simples pode ser utilizado em todos os casos, porém é recomendado a seleção de um cabeçote com cristal piezoelétrico de baixo amortecimento, com resposta de banda estreita, devido à sua maior sensibilidade.

O equipamento de ultrassom convencional modelo WAVE, do fabricante Sonatest, possui um recurso especificamente projetado para testes de adesão. Uma aplicação simples pré-configurada pode ser programada no equipamento com atalhos para uma operação mais eficiente. Além disso, utilizar a capacidade de pulsação e o receptor de banda larga para inspecionar materiais menos homogeneizados torna o WAVE uma ferramenta versátil para cenários de inspeção difíceis.

 O segredo da técnica Pitch-Catch é o efeito de sombra. Um transdutor está transmitindo e no lado oposto do material outro está recebendo, se o ultrassom encontrar uma ligação altamente atenuante resultante de, digamos, má adesão, o sinal será absorvido ou refletido e o sinal captado pela sonda receptora será reduzido, identificando assim o problema. O A-Scan é tipicamente totalmente retificado, e um gate de alarme negativo é usado para uma inspeção chamada passa/não passa, ou popularmente conhecida em inglês como Go/No Go.

 A técnica Pulse-Echo ou Pulso – Eco é o monitoramento da atenuação do eco de fundo combinado com a verificação do sinal da linha de ligação usando um transdutor de elemento único na superfície externa do material. O equipamento deve ser configurado no modo RF (Rádio Frequência), para que o A-Scan mostre a polaridade total (Positiva e Negativa) do sinal para identificar as mudanças de impedância acústica. Também é possível definir um alarme de gate negativo, de modo que a luz indique uma zona defeituosa quando o sinal cair. Uma falha típica indicará uma porcentagem baixa de FSH (Full Screen Height – Altura da Tela Cheia) na parede traseira e o eco da linha de ligação aumentará em paralelo.

 Para aplicações difíceis em que a primeira camada está criando ecos indesejados, a o cabeçote duplo cristal pode ajudar. Isso é especialmente útil ao lidar com camadas mais finas (menos de 2 mm ou 0,079 polegadas), a amplitude da interface melhorará a assinatura do sinal no adesivo (material de ligação) para facilitar a decisão de passa ou não passa. Se o eco mais distante recebido for forte o suficiente, isso indica que o sinal está passando por todas as camadas e com boa ligação entre as camadas, um A-Scan de referência justo e a falta de ondas de retorno serão detectados com eficiência.

 Ao longo dos anos, a utilização de juntas adesivas em aplicações estruturais difundiu-se por todo o domínio industrial, portanto devem ser inspecionados com técnicas de inspeção confiáveis que assegurem sua integridade.

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