Ensaios Por Ultra

ENSAIO POR ULTRA-SOM

FINALIDADE DO ENSAIO

A principal finalidade do ensaio por ultra som é a detecção de descontinuidades internas em materiais ferrosos e não ferrosos, metálicos e não metálicos, através da introdução de um feixe sônico com características compatíveis com a estrutura do material a ser ensaiado. Este feixe sônico se for introduzido numa direção favorável em relação a descontinuidade (interface), se for refletido por esta descontinuidade, será mostrado na tela do aparelho como um pico (eco). Algumas descontinuidades superficiais também podem ser detectadas com este ensaio não destrutivo.

O que é necessário para o ensaio

- Operador treinado e qualificado

- Norma técnica, manuais e procedimentos

- Um aparelho

- Transdutores

- Acoplante

- Blocos de calibração e de referência

- Material a ser ensaiado

Ondas mecânicas

São aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material. Daí decorre que as ondas mecânicas não se propagam no vácuo.

Quando transmitidas ao nosso sentido da audição, são por ele captados como uma impressão fisiológica denominada som.

"Som" é o fenômeno acústico que consiste na propagação de ondas sonoras produzidas por um corpo que vibra em um meio material elástico".

As ondas sonoras propagam-se nos sólidos, líquidos e gases.

Ondas Periódicas

As ondas são periódicas quando e repetem identicamente, em intervalos de tempo iguais.

Ondas Sonoras

A parte da Física que estuda o som, denomina-se acústica; nela são descritos os fenômenos relacionados com as oscilações mecânicas (vibrações) que originam as ondas sonoras ocorrentes, bem como a propagação dessas ondas nos sólidos, líquidos e gases.

As ondas sonoras são ondas periódicas; classificadas em audíveis e inaudíveis, dependendo do número de períodos que ocorram na unidade de tempo (freqüência).

Som, Infra-som e Ultra-som

Quando as ondas sonoras têm freqüência entre 20 Hz e 20.000 Hz, são audíveis = SOM

Quando as ondas sonoras têm freqüências inferiores a 20 Hz são inaudíveis = INFRA-SOM.

Quando as ondas sonoras têm freqüências superiores a 20.000 Hz são também inaudíveis = ULTRA-SOM.

Para aplicação no ensaios de materiais por ultra-som, a faixa de freqüência geralmente utilizada está entre 0,5 MHz e 20 MHz.

COMPRIMENTO DA ONDA (  ), que é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos ou duas zonas de compressão e diluição.  = V/F.

Sempre dependerá da freqüência e da velocidade.

PERÍODO (T), que é o menor intervalo de tempo de repetição do fenômeno periódico. Pode ser definido também, como o tempo que uma onda completa gasta para percorrer a distância "  ";

FREQÜÊNCIA (F), que é o número de períodos por segundo; é, portanto, o inverso do período:

F = 1/T

A unidade de freqüência é o Hertz (Hz) que significa "um ciclo por segundo".

Utilizaremos MHz, milhões de ciclos por segundo.

A freqüência depende somente do período e não varia ao passar por meios diferentes.

Quanto maior a freqüência (F), maior será o número de oscilações (ciclos) por segundo, menor será a distância entre as cristas ou vales, ou zonas de compressão e diluição. ( ).

Um transdutor utilizado neste método de ensaio, tem a sua freqüência fixa, ou seja, ele é adquirido para ser utilizado em uma determinada freqüência. Este transdutor terá sempre a mesma freqüência, mesmo que seja utilizado em materiais diferentes. Para ensaiar materiais com características muito diferentes, teremos que utilizar transdutores de freqüências diferentes.

AMPLITUDE (A) que é a elongação máxima, isto é, um ponto de máximo no eixo "Y" .

Interferência de Ondas

Interferência é o fenômeno de superposição de duas ou mais ondas.

Num mesmo meio, duas ou mais ondas propagando-se no mesmo sentido ou em sentidos diferentes, quando se superpõem provocam o fenômeno denominado interferência ondulatória. A interferência de duas ou mais ondas poderá resultar numa terceira onda (resultante) cuja amplitude poderá ser maior ou menor que a das ondas componentes.

Com relação às ondas emitidas por fontes diferentes, o fenômeno da interferência ocorre também como se cada sistema de ondas estivesse só, isto é, nos pontos de cruzamento, adicionam-se ou subtraem-se geometricamente e esses pontos são sede da onda resultante. A intensidade de uma onda sonora resultante varia de um som forte que se ouve em dado instante para um silêncio quase total, seguido de um som forte e assim por diante. Os sons fortes ocorrem quando as ondas interferem construtivamente reforçando-se umas às outras, e o silêncio ocorre quando há interferência destrutiva e as anulam total ou parcialmente.

Ressonância

Ressonância é o fenômeno pelo qual um corpo vibra ao ser atingido por vibrações produzidas por um outro corpo, quando o período das vibrações do primeiro coincide com o período natural de vibrações do segundo, ou com o período de um dos seus harmônicos, ou seja, quando a freqüência de vibração induzida (externa) no corpo coincide com sua freqüência natural.

Aplicando-se uma vibração ultra-sônica num corpo a ser ensaiado, dependendo das características acústicas desse corpo, ele entrará em ressonância na medida em que o período da vibração aplicada se aproxime do seu período natural de vibração.