Emissão Acústica

Emissão acústica (EA) é um método de ensaio não destrutivo baseado na geração de ondas acústicas produzidas por uma súbita redistribuição de tensão em um material. Entre as várias técnicas de ensaios não destrutivos, é discutível com base em conceitos físicos simples, mas é uma das mais difíceis de implementar na prática.

Quando uma peça de equipamento é submetida a um estímulo externo, como mudança de pressão, carga ou temperatura, isso desencadeia a liberação de energia na forma de ondas de estresse, que se propagam até a superfície e são registradas por sensores. As emissões acústicas podem vir de fontes naturais, como terremotos, ou do próprio equipamento, como fusão, geminação e transformações de fase em metais. A detecção e a análise dos sinais de EA fornecem informações sobre a origem e a importância das descontinuidades em um material.

A emissão acústica também é definida como a liberação de ondas elásticas transitórias produzidas por uma rápida redistribuição de tensão em um material.

Um aspecto fundamental deste método, em comparação com outras técnicas de END: os sinais são produzidos no próprio material, um estímulo externo é necessário para induzir a fonte a emitir ondas acústicas, e o ensaio gera uma mudança permanente e irreversível no material, como o crescimento de uma trinca.

A técnica de emissão acústica

O ensaio de emissão acústica difere de outras técnicas de END de duas maneiras principais. Em vez de fornecer energia ao objeto em exame, o teste escuta a energia liberada pelo objeto naturalmente. Por isso, os testes são geralmente executados em estruturas enquanto estão em operação, já que isso fornece a carga adequada para propagar defeitos e desencadear emissões acústicas.

A inspeção por emissão acústica lida com processos dinâmicos no material: apenas os recursos ativos são destacados durante o ensaio, o que permite discernir entre defeitos em desenvolvimento e defeitos estagnados. É preciso estar ciente de que falhas podem não ser detectadas se a carga não for alta o suficiente para causar um evento acústico detectável pelo sistema. O ensaio é usado com mais frequência em ambiente de teste dinâmico, para monitorar a detecção de trincas em equipamentos de pressão quando o equipamento passa por aumento de estresse.

O sistema de emissão acústica geralmente contém um sensor, pré-amplificador, filtro e amplificador, com equipamentos de medição, exibição e armazenamento. Os sensores respondem a qualquer movimento dinâmico causado por um evento de EA, obtido por transdutores que convertem o movimento mecânico em um sinal de tensão elétrica. A maioria dos equipamentos responde à faixa de 30 kHz a 1 MHz. Para materiais com alta atenuação, como compósitos plásticos, frequências mais baixas podem ser usadas para distinguir melhor os sinais de emissão acústica; o inverso também é verdadeiro.

Versatilidade do ensaio

Devido à sua versatilidade, o teste de emissão acústica tem muitas aplicações na indústria, como avaliar a integridade estrutural, detectar falhas, testar vazamentos e monitorar a qualidade da soldaUnião (coalescência) localizada de metais ou não-metais, produzida pelo aquecimento dos materiais à temperatura de soldagem, com ou sem....

Ele tem uso extensivo em grandes áreas, incluindo a detecção de corrosão ativa no fundo de tanques de armazenamento acima do solo, a detecção de danos causados por fluência em sistemas de tubulação de alta energia (HEP), a inspeção de vasos de pressão e a detecção de vazamentos.

Benefícios diretos do ensaio

A emissão acústica produz benefícios diretos: redução das áreas a serem inspecionadas, com consequente redução do tempo de inatividade do equipamento; detecção e localização de descontinuidades com significado estrutural para as condições de carregamento durante o teste; possibilidade de avaliar locais com geometrias complexas, impraticáveis para ENDs convencionais; e execução do teste com o equipamento em operação.

Em relação às demais técnicas de ensaio não destrutivo, destacam-se ainda: facilidade de aplicação; baixo custo; possibilidade de realizar testes com o equipamento em operação, eliminando a necessidade de interrupções; detecção e análise de defeitos em tempo real; imunidade relativa ao ruído eletromagnético; e possibilidade de localização tridimensional de defeitos.

Usando uma matriz de sensores de emissão acústica, uma região global ou volume de material pode ser monitorado, sem a necessidade da digitalização ponto a ponto, demorada e cara. O benefício econômico e o potencial de maior segurança do monitoramento contínuo dão à técnica um forte incentivo para o desenvolvimento e a aplicação.

Como limitação, o ensaio não detecta descontinuidades estáveis, que não comprometam a integridade estrutural, e não dimensiona o defeito nem indica sua morfologia. Daí a necessidade de testes complementares de ultrassom e partículas magnéticas.

Aplicações de emissão acústica

O potencial de aplicação da técnica é amplo. Entre os usos mais bem-sucedidos estão a avaliação da progressão de danos em estudos de materiais de laboratório e a avaliação da integridade estrutural de uma ampla variedade de vasos de pressão. Muitas categorias de vasos de pressão usados em refinarias petroquímicas e plantas de processamento são rotineiramente testadas com emissão acústica, assim como os tubos de tanques de reboque usados no transporte de gases de alta pressão.

Como a faixa de frequência do processamento de sinal varia de 30 kHz a 1 MHz (banda larga), o alcance de aplicações também é amplo, indo de indústria química e de petróleo, utilitários e indústria nuclear, soldagemMétodo utilizado para unir materiais por meio de solda., engenharia civil, indústria eletrônica, indústria aeroespacial e engenharia biomédica até o monitoramento de processos de fabricação, manutenção predial e inspeção de equipamentos.

Um exemplo prático: o monitoramento de tubulações por emissão acústica permite a inspeção de longos trechos rapidamente. Sensores são instalados ao longo da tubulação, em pontos estratégicos, possibilitando a inspeção mesmo em áreas de difícil acesso. A grande vantagem da técnica é a capacidade de inspecionar toda a estruturaO conjunto das partes de uma construção que se destina a resistir as cargas., mesmo em áreas praticamente inacessíveis, com acesso mínimo à superfície, permitindo a detecção de defeitos em soldas, laminações e vazamentos.