Com uma variedade de tipos e especificações de transdutores de phased array disponíveis no mercado, os profissionais de END (Ensaios Não Destrutivos) muitas vezes se encontram em um dilema ao escolher um transdutor Phased Array.
Os profissionais de END podem melhorar a precisão da inspeção, reduzir retrabalhos e aumentar a eficiência geral da inspeção ao estudar e avaliar as características dos transdutores disponíveis no mercado. Isso evitará perdas desnecessárias de tempo e recursos no processo de inspeção.
Tipos de Transdutores de Phased Array
Os transdutores de Phased Array disponíveis no mercado são muitos não apenas em número, mas também em características e funções. Algumas são específicas para aplicações, enquanto outros possuem características significativas que as tornam viáveis para muitas aplicações.
Transdutores de Matriz Linear
- Aplicações: Ideais para inspecionar superfícies planas ou ligeiramente curvas, como soldas em tubulações, tanques e componentes estruturais.
- Vantagens: Alta resolução no plano de inspeção, permitindo imagens detalhadas e detecção precisa de falhas.
- Limitações: Capacidade limitada para inspecionar geometrias complexas ou superfícies com curvatura significativa.
Transdutores Matriz
- Aplicações: Adequadas para geometrias complexas, como bicos, cotovelos e componentes com espessura variável.
- Vantagens: Flexibilidade aprimorada no direcionamento do feixe, permitindo inspeção de múltiplos ângulos e profundidades.
- Limitações: Mais complexas e caras, exigindo hardware e software avançados para uso ideal.
Transdutores de Matriz Setorial (Anular)
- Aplicações: Comumente usadas para inspecionar componentes com simetria radial, como tubos e estruturas cilíndricas.
- Vantagens: Cobertura eficiente de superfícies curvas e capacidade de focar em uma região específica dentro do material.
- Limitações: Pode exigir posicionamento e alinhamento precisos para resultados precisos.
Especificações Técnicas dos Transdutores de Phased Array
Os transdutores de Phased Array podem ser avaliados com base em certas especificações técnicas, que podem incluir os seguintes fatores:
Frequência:
- Faixa: Os transdutoress Phased Array geralmente operam na faixa de frequência de 1 MHz a 15 MHz.
- Impacto: Frequências mais altas fornecem melhor resolução, mas menor penetração, tornando-as ideais para detectar pequenas falhas próximas à superfície. Frequências mais baixas oferecem maior penetração, mas menor resolução, para inspecionar materiais mais espessos ou mais atenuantes.
- Critérios de Seleção: A escolha da frequência depende das propriedades do material, espessura e tipo de defeitos a serem detectados.
Tamanho e Passo (Pitch) dos Elementos:
- Tamanho dos Elementos: O tamanho dos elementos transdutores individuais afeta a largura e a divergência do feixe. Elementos menores fornecem melhor resolução, mas podem reduzir a penetração.
- Passo: A distância entre elementos adjacentes (passo) influencia a capacidade de direcionamento do feixe e a resolução geral. Um passo menor permite um direcionamento mais fino do feixe e melhor qualidade de imagem.
- Compromissos: Um equilíbrio entre o tamanho dos elementos e o passo deve ser alcançado para obter a qualidade de inspeção desejada.
Abertura:
- Impacto: Uma abertura maior proporciona melhor focalização, aumentando a sensibilidade e a resolução, mas pode reduzir a flexibilidade do transdutor no direcionamento e focalização.
- Aplicações: Transdutores com aberturas ajustáveis são frequentemente usadas em sistemas automatizados onde alta precisão é necessária.
Leis Focais:
- Direcionamento e Focalização do Feixe: As leis focais controlam o atraso aplicado a cada elemento, permitindo que o feixe seja direcionado e focalizado em diferentes profundidades e ângulos.
- Personalização: Sistemas Phased Array modernos permitem configurações complexas de leis focais, possibilitando inspeções personalizadas para geometrias e tipos de defeitos específicos.
- Otimização: O design adequado das leis focais é crucial para maximizar as capacidades de detecção enquanto minimiza o tempo de inspeção.
Fatores Específicos por aplicação
Inspeção de Solda:
- Para inspeções de solda, tipos de transdutores de Phased Array, como varredura setorial, são comumente usados. Esses transdutores são otimizados para escanear o volume da solda, permitindo a detecção de vários defeitos, incluindo trincas, porosidade e falta de fusão. O desempenho do transdutor Phased Array na inspeção de solda é aprimorado pela capacidade de ajustar ângulos de feixe e profundidades focais, permitindo uma cobertura abrangente.
Mapeamento de Corrosão:
- Aplicações de mapeamento de corrosão requerem especificações de transdutor Phased Array que possam acomodar grandes áreas de superfície e detectar afinamento em estruturas metálicas. Os transdutores de duplo elemento, com um elemento transmitindo e o outro recebendo, são frequentemente empregados para aumentar a sensibilidade às variações de espessura da parede. Essas características dos transdutores de Phased Array as tornam particularmente eficazes na identificação de corrosão sob isolamento em tubulações.
Análise de Materiais Compósitos:
- Materiais compósitos exigem aplicações de transdutores de Phased Array que minimizem os efeitos da anisotropia. Os transdutores de matriz são otimizados para análise detalhada de estruturas compósitas com sua capacidade de direcionar e focar feixes. Esses materiais são projetados para garantir perda mínima de sinal e imagens de alta resolução, para detectar falhas como delaminações e vazios em componentes aeroespaciais.
Essa análise detalhada garante que as vantagens dos transdutores de Phased Array melhorem a segurança das inspeções e embora os transdutores de Phased Array avançados possam exigir investimentos iniciais mais altos, sua capacidade de fornecer precisão superior na inspeção, eficiência de tempo e redução de custos de retrabalho resulta em um maior retorno sobre o investimento ao longo do tempo.
Referência: paut-probes-selection-guide
Tradução livre por BC END – Equipamentos para Ensaios Não Destrutivos
Revisado por Rafael Ricotta
