ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃO DESTRUTIVOS PARA AVALIAÇÃO DE ESTRUTURAS E MATERIAIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO - UFES[pic 1][pic 2]

CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO - CEUNES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E TECNOLOGIA - DETEC

BRUNO DE PADUA FISCHER

JOÃO PEDRO BARROS DEL PUPPO

LAÍSA DTTMANN JARSKE

MAURÍCIO DE CARVALHO JACOBINA DE ANDRADE

PEDRO HENRIQUE CARVALHO NUNES

ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃO DESTRUTIVOS PARA AVALIAÇÃO DE ESTRUTURAS E MATERIAIS

PROFESSOR MAXIMILIAN SERGUEI MESQUITA

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

SÃO MATEUS - ES

2016

1. INTRODUÇÃO

1.1 Ensaios destrutivos

 São técnicas amplamente utilizadas nas indústrias na análise de falhas, que possuem a finalidade de detectar características e verificar propriedades mecânicas. O componente testado muitas das vezes fica inutilizável após o ensaio (dai o nome destrutivo). Esse tipo de ensaio vê o limite, o máximo que determinado material pode resistir quando submetido à forças/interações externas. Ao ensaiar um componente (amostra do material desejado) é necessário considerar que os materiais possuem falhas e que possuem características intrínsecas ao material. Sabe-se que o material pode ser isotrópico, anisotrópico, homogêneo, heterogêneo, etc. A fim de que se obtenha as corretas propriedades no projeto, deve-se garantir que as relações geométricas entre a microestrutura e as tensões nas amostras de teste sejam compatíveis com o produto final. Na realização dos ensaios mecânicos destrutivos, deve-se seguir as seguintes etapas:

 ∙ Retirada de amostras do material a ser inspecionado, utilizando processos de fabricação.

 ∙ Confecção de corpos de prova, com geometrias específicas e medidas determinadas através de normas.

 ∙ Execução do ensaio, no qual a peça será rompida ou deformada para detecção de suas propriedades mecânicas.

 Os ensaios destrutivos simulam as condições de operação do componente mecânico, desta forma a medição da propriedade de interesse é obtida diretamente, já que todo procedimento de ensaio é estabelecido por uma norma específica e depende das análises dos operadores, visto que esses já possuem algum conhecimento prévio. Os parâmetros obtidos por estes ensaios, tais como: limite de resistência mecânica, ductilidade, limite de escoamento, resistência a fadiga, são quantitativos que podem ser utilizados na especificação de materiais para elaboração de projetos. Uma importante utilidade no processo destrutivo é determinar o Fator de Segurança (FS):

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Onde a tensão de ruptura é sempre maior do que a admissível, o valor exato dessa razão é determinado por algum agente fiscalizador.

As desvantagens associadas aos ensaios destrutivos são: custo elevado de confecção de corpos de prova, horas de maquinário envolvido e pessoal qualificado, o que pode acarretar em limitação do número de corpos de prova a serem ensaiados. Uma desvantagem importante é o fato do ensaio não ser necessariamente executado diretamente na peça que vai ser colocada em operação. Em função disso através de outros meios, deve-se realizar uma comparação com as peças que serão efetivamente utilizadas. A mão de obra e o tempo para realização do ensaio são elevados o que gera um acréscimo nos custos de fabricação e torna proibitivo seu uso como método primário de controle de qualidade da produção, por isso que a indústria aeronáutica tem um custo bastante elevado.

1.2 Ensaios não destrutivos

Além dos ensaios destrutivos existem os não destrutivos que são aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal e, por conseqüência, nunca inutilizam a peça ou corpo de prova. Por essa razão, podem ser usados para detectar falhas em produtos acabados e semi-acabados. O uso desses métodos permite que peças de grande responsabilidade tenham seu funcionamento em serviço garantido. Estes componentes submetidos podem ser comercializados, visto que os mesmos passaram por um teste/ensaio e não sofreram nenhuma variação destrutiva em sua estrutura. Os métodos mais comuns de se realizarem estes ensaios são: visual, líquido penetrante, partículas magnéticas, ultrassom e radiografia industrial. São ensaios que não deixam vestígios após sua aplicação.

Esse tipo de ensaio tem como principal ponto positivo de diferenciação a capacidade de detecção de descontinuidades encontradas no interior dos materiais. A definição entre a escolha do método de ensaio a ser utilizado está vinculada a diversos fatores, tais como: material a ser inspecionado, tipo de propriedade a ser verificada, custo de realização do ensaio, mão de obra especializada, instalações para realização do ensaio, entre outros.

Figura 01- Detecção de falhas superficiais e seus diferentes métodos[pic 9]

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Figura 02 – Detecção de falhas internas e seus diferentes métodos

1.3. Comparações

Tendo em mãos os dois tipos de ensaio, vemos que o ensaio destrutivo nos dá uma relação de durabilidade, resistência, dureza, ou seja, dá ao fabricante uma base de como calcular seu lucro/demanda uma vez que seu produto possui uma vida útil, um limite máximo de resistência/durabilidade se seguido os termos de uso e instruções; bem como a segurança e bem estar dos seus compradores/usuários.

O ensaio não destrutivo por sua vez pode ser usado como “certificador”. Comparativamente, podemos afirmar que o "controle da qualidade" que o médico faz de um corpo humano, na avaliação da saúde ou da patologia de um paciente, é o mesmo aplicado na indústria, só que para materiais e produtos.

2. ENSAIOS DESTRUTIVOS

2.1. Ensaio de Tração                

Consiste na aplicação de carga unixial crescente, tendendo o material ao alongamento. Muito utilizado nas indústrias mecânicas, fornecendo características do material utilizado no ensaio, como o seu limite de ruptura.

O ensaio é feito prendendo as duas extremidades do corpo de prova a garras de fixação da máquina. O dispositivo, então, é projetada alongar o material até  o momento de ruptura.

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Segue algumas das características avaliadas no teste:

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