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Correntes Parasitas (Eddy Current)
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1Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
IIICORRENTES PARASITAS
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Mtodo eletromagntico de ensaio utilizado para a avaliao no destrutiva de materiais eltricamentecondutores.
Introduo
2Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
! Correntes Induzidas
! Magnetoelstico
! Magnetoestrico
! Fuga de Fluxo
Introduo
Mtodos Eletromagnticos
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
IntroduoEnsaio por Correntes Parasitas
3Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Consiste em se induzir correntes eltricas no material de interesse e monitorar o comportamento destas correntes no material.
IntroduoCorrentes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
- variaes em sua permeabilidade magntica
- variaes em sua condutividade eltrica ouresistividade eltrica
- a presena de descontinuidades geomtricas
O material caracterizado verificando-se:
Introduo
4Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Introduo
Podem ser obtidas informaes sobre:
! A composio qumica do material
! A profundidade de tratamentos trmicos
! A espessura de revestimentos isolantes aplicados sobre bases condutoras ou de revestimentos no-ferromagnticos sobre bases ferromagnticas
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
IntroduoPodem ser obtidas informaes sobre a presena de descontinuidades estruturais como:! Trincas
! Poros
! Degradao por processos de corroso
! Descontinuidades induzidas durante a montagem
! Desgaste
5Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Introduo
Vantagens
! influenciado por todas as caractersticas do material ou processos de fabricao a que o mesmo tenha sido submetido, que afetem suas propriedades eltricas e magnticas.
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Introduo
Vantagens
! No exige o contato direto entre a sonda de teste e o material a ser testado, como no caso do ultra-som, por ser baseado no princpio da induo eletromagntica.
! Existncia de equipamentos portteis especficos para aplicaes especficas, diminuindo o custo de realizao do ensaio.
6Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
IntroduoVantagens
! Sistemas automatizados podem ser instalados em linhas de produo e realizar a inspeo de componentes durante a sua fabricao.
! Possibilita a automatizao do ensaio, tendo sido utilizado com xito na inspeo automatizada de geradores de vapor em centrais nucleares.
! As avaliaes podem ser parcialmente realizadas por sistemas inteligentes e podem iniciar logo aps o incio de uma inspeo.
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Limitaes
Introduo
! S pode ser utilizado para o exame de materiais eletricamente condutores.
7Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
IntroduoLimitaes
! influenciado por todas as caractersticas do material ou processos de fabricao que afetam suas propriedades eltricas e magnticas: composio qumica, deformao mecnica, fases diferentes tratamentos trmicos, tenses residuais.
! Para cada ensaio deve ser elaborado um estudo cuidadoso para que as variveis de interesse sejam as que mais influenciem o sistema de ensaio.
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
IntroduoLimitaes
! bastante sensvel geometria de ensaio, fazendo com que em algumas situaes seja necessria a confeco de dispositivos que assegurem, de forma contnua, o posicionamento da sonda de testes com relao ao objeto examinado.
8Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
! A profundidade de exame, ou seja, a profundidade na qual se consegue obter informaes sobre o material testado situa-se em torno de 5 mm. Ela funo:
- Da permeabilidade magntica do material
- Da condutividade eltrica do material
- Da freqncia de ensaio
Introduo
Limitaes
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
IntroduoLimitaes
! O exame de materiais ferromagnticos apresenta dificuldades devido permeabilidade magntica do material.
! Em funo das caractersticas geomtricas do material e de sua permeabilidade magntica, necessria a utilizao de tcnicas especiais de ensaio, como magnetizao DC, campo prximo e campo remoto.
9Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Corrente Corrente eltricaeltrica
Corrente Corrente eltricaeltrica
Campo Campo magnticomagntico
Campo Campo magnticomagntico
Bobina de Bobina de induoinduo
Corrente Corrente eltricaeltrica
Corrente Corrente eltricaeltrica
Campo Campo magnticomagntico
Campo Campo magnticomagntico
Bobina de Bobina de induoinduo
Princpios
Campo Magntico em um Solenide
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Princpios
Lei de Faraday
dtd - =
- fora eletromotriz induzida (V)
- fluxo magntico (T.m2)
10
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
IIICorrente eltrica de alimentao
Correntes induzidas ou parasitas
Bobina de ensaio
Amostra de material condutor
Princpios
Gerao de Correntes Parasitas
Correntes
Parasit
as
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III
Primrio
IPrimria
Secundrio
ISecundria
Sonda
Material testado
Princpios
Gerao de Correntes Parasitas
11
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Princpios
Gerao de Correntes Parasitas
O sinal medido pelo sistema de ensaio depende:
! Das caractersticas construtivas do elemento sensor
! Das caractersticas geomtricas do material testado
! Das propriedades eltricas e magnticas do material
! Da freqncia utilizada para a realizao do exame
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Princpios
Campo primrio
Correntes Parasitas
Campo secundrio
Sinal da bobina
HP
HP + HS
HS
Campo primrio
Correntes Parasitas
modificadas
Campo secundrio modificado
Sinal da bobina
modificado
HP
HP + HS
HS
1111 , , , , 1 1 1 1 2222 , , , , 2 2 2 2 Material sob teste
12
Correntes
Parasit
as
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III
Princpios
Efeito Pelicular
! Freqncia de ensaio
! Efeito de Blindagem
Correntes
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III
( )x-tsen exJ J x0x =
PrincpiosDensidade de Corrente JX
J0 - densidade das CP na superfcie de um condutor plano
J0 x = densidade das CP, em um condutor plano, profundidade x
= fator de atenuao e de atraso das CP com a profundidade
(t - ) - argumento da funo seno, representando a frequnciade ensaio e o atraso sofrido pelas CP com a profundidade
13
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
2 =
= 2f - freqncia angular do sinal
- condutividade eltrica do material testado
- permeabilidade magntica do material testado
Fator de atenuao e de atraso Princpios
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
e x JJ x 0
x
( )x - t sen x J
J0
x
Atenuao
Atraso
Atenuao e Atraso
Princpios
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Correntes
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as
BRITEEURAM
III
Princpios
Atenuao
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
! a profundidade na qual o produto x igual a 1
! Nesta profundidade a intensidade das correntes parasitas igual a 36,8% da intensidade na superfcie do material
Profundidade Padro de Penetrao
Princpios
15
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
1 =
f 1=
Profundidade Padro de Penetrao
f
=
PrincpiosCorrentes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
PrincpiosFrequncia de Ensaio na
Profundidade Padro de Penetrao
3,92 f 2
=
F frequncia de ensaio (Hz)
- resistividade eltrica do material (.cm) - profundidade padro de penetrao (in)
16
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
PrincpiosFrequncia de Ensaio na
Profundidade Padro de Penetrao
=
4,25
2e3,92 f
f frequncia de ensaio (Hz)
- resistividade eltrica do material (.cm)e espessura do material a ser ensaiado (mm)
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Princpios
Atraso
X/
57 114
1
2
X/
57 114
1
2
17
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
PrincpiosFrequncias x Profundidade
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Medies de Profundidade de Trincas
Aplicaes
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Correntes
Parasit
as
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III
Aplicaes
Medies de Profundidade de Trincas
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Material base
Tinta
Material base
Tinta
Material base
Tinta
AplicaesMedies de Espessura de Revestimento
Isolante sobre Base Condutora
19
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
AplicaesSeparao de Materiais por Condutividade
Correntes
Parasit
as
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III
Aplicaes
Ao Inoxidvel
Cobre-Nquel Magnsio7075-T67075-0
Separao de Materiais por Condutividade
20
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
AplicaesMedies de Espessura
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
AplicaesMedies de Espessura de Revestimento
Isolante sobre Base Condutora
Material base
Tinta
Material base
Tinta Tinta
Material base
Tinta
Material base
Material base
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Correntes
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as
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III
Medies de Espessura
Aplicaes
Espessura(mm)
0,20,4
0,6 0,8
1,0
Correntes
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as
BRITEEURAM
III
! Variaes dimensionais no dimetro e na espessura de tubos utilizados em componentes de troca trmica e revestimentos de combustveis nucleares
! Variaes dimensionais na espessura do material sob teste
! Alteraes na espessura de revestimentos isolantes depositados em materiais condutores
AplicaesAlteraes nas Caractersticas Geomtricas
dos Materiais Examinados
22
Correntes
Parasit
as
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III
! Deteco de descontinuidades estruturais que produzam alteraes nas caractersticas eltricas e magnticas dos materiais examinados
! Trincas, perdas de espessura, amassamentos em tubos, incluses, vazios, corroso localizada, corroso generalizada.
! Soldas, tubos de trocadores de calor, rodas de vago ferrovirio, trilhos, dentre outros.
AplicaesCorrentes
Parasit
as
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III
AplicaesGeradores de Vapor
Corroso/Eroso
Dente sob a placa suporte
Dente sob a barra anti-vibratria
Trincas longitudinais e circunferenciais na curvatura do tubo
Depsitos magnticos condutores
Depsitos na juno com a placa
23
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
InstrumentaoEquipamento de Ensaio
Gerador
Sonda/AmostraCircuitos de
Processamento do Sinal
Dispositivo mecnico de movimentao das sondas
Apresentao
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
! As sondas utilizadas para a realizao do ensaio podem ter formas e arranjos diferentes
! A forma e o arranjo utilizados so dependentes das caractersticas do ensaio como:
- geometria da pea a ser examinada
- tipo e caractersticas das descontinuidades provveis de serem encontradas na pea sob teste
InstrumentaoSondas
24
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Tipos de Sondas
! Sondas superficiais
! Sondas internas
! Sondas externas
! Sondas rotativas
Tipos de Arranjo
Diferencial
! Absoluto
InstrumentaoSondas
Correntes
Parasit
as
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III
Instrumentao
Sonda Diferencial Interna
Utilizada para a realizao de inspees em tubosmontados em trocadores de calor, aps a fabricao e em servio.
25
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Sonda Diferencial Externa
Instrumentao
Utilizada para a realizao de inspees em tubossoltos, principalmente aps a fabricao.
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Sonda Superficial
Instrumentao
Utilizadas para a realizao de varreduras na superfcie de peas/componentes para a deteco de descontinuidades superficiais e sub-superficiais
26
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Instrumentao
Sonda Superficial
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
CalibraoPadro ASME
Furo interno 50%
4 furos externos
20%
Furo externo 40%
Furo externo 60%
Furo externo 80%
Furo passante
Rasgo interno 10%
Rasgo externo 10%
27
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Calibrao
Padro ASME
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
1 furo passante
- 1,32 mm p/ ext 19,05 mm- 1,70 mm p/ ext > 19,05 mm
4 furos de fundo plano, 4,80 mm e profundidade igual a 20% da esp.deparede
Furos com profundidade de 80%, 60%, 40% da espessura de parede
1 rasgo interno e 1 externo com 10% da espessura de parede
1 furo interno 50% da esp.de parede
CalibraoASME
28
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Sinal do movimento da sonda no interior do tubo
e do rasgo de 10%
40
50 a 120
Sinal do furo passante
Sinal dos 4 furos de 20%
1
34
2
1
34
2
Amplitude mnima de 30% da altura da tela
CalibraoASME
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
20050 100 150
ngulo de Fase ()
Prof
undida
de d
a Des
cont
inuida
de (% e
p)
0
100
CalibraoASME
29
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
! Inspeo de furos
! Medio de condutividade
! Inspeo de trincas superficiais
! Deteco de corroso
! Medidas de espessura
! Medidas de espessura de revestimentos
! Inspeo de rodas
AplicaesCorrentes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
AplicaesDeteco de Trincas em Estruturas Soldadas
30
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
British Standards (BS)
BS 6072:1981 (1986) Magnetic particle flaw detectionBS 4489:1984 Black light measurementBS 5044:1973 (1987) Contrast aid paintsBS 5138:1974 (1988) Forged and stamped crankshaftsBS 3683 (part 2):1985 GlossaryBS 4069:1982 Inks and powders
NormasFuga de Fluxo
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM E 709 Magnetic particle inspection practiceASTM E 125 Indications in ferrous castingsASTM E 1316 Definition of termsASTM E 570 Flux leakage examination of ferromagneticsteel tubular products
NormasFuga de Fluxo
31
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
British Standards (BS)
BS 3683 (part 5):1965 (1989) Eddy current flawdetection glossary
BS 3889 (part 2A): 1986 (1991) Automatic eddycurrent testing of wrought steel tubes
BS 3889 (part 213): 1966 (1987) Eddy current testingof nonferrous tubes
NormasCorrentes Parasitas
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
British Standards (BS)
BS 5411 (part 3): 1984 Eddy current methods for measurement of coating thickness of nonconductivecoatings on nonmagnetic base material.
Withdrawn: now known as BS EN 2360 (1995).
NormasCorrentes Parasitas
32
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Normas
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM A 450/A450M General requirements for carbon, ferritic alloys and austenitic alloy steel tubes
ASTM B 244 Method for measurement of thickness of anodic coatings of aluminum and other nonconductivecoatings on nonmagnetic base materials with eddycurrent instruments
Correntes Parasitas
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM B 659 Recommended practice for measurement of thickness of metallic coatings on nonmetallic substrates.
ASTM E 215 Standardizing equipment for electromagnetictesting of seamless aluminum alloy tube.
ASTM E 243 Electromagnetic (eddy current) testing of seamless copper and copper alloy tubes.
Correntes Parasitas
Normas
33
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM E 309 Eddy current examination of steel tubular products using magnetic saturation.
ASTM E 376 Measuring coating thickness by magneticfield or eddy current (electromagnetic) test methods.
ASTM E 566 Electromagnetic (eddy current) sorting of ferrous metals.
Correntes Parasitas
NormasCorrentes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM E 426 Electromagnetic (eddy current) testingof seamless and welded tubular products austeniticstainless steel and similar alloys
ASTM E 571 Electromagnetic (eddy current) examination of nickel and nickel alloy tubular products
ASTM E 690 In-situ electromagnetic (eddy current) examination of nonmagnetic heat-exchanger tubes
Correntes Parasitas
Normas
34
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM E 703 Electromagnetic (eddy current) sortingof nonferrous metals
ASTM E 1004 Electromagnetic (eddy current) measurements of electrical conductivity
ASTM G 46 Recommended practice for examinationand evaluation of pitting corrosion
NormasCorrentes Parasitas
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
American Society for Testing and Materials (ASTM)
ASTM E 1033 Eddy current examination of type F continuously welded (CW) ferromagnetic pipe andtubing above the Curie temperature
ASTM E 1316 Definition of terms relating to electromagnetic testing
NormasCorrentes Parasitas
35
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Corrente
Tenso
PrincpiosCorrentes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
Princpios
CorrenteTenso
Tempo
36
Correntes
Parasit
as
BRITEEURAM
III
VR
VT
VL
R L
PrincpiosCircuito RL