Saiba a Verdade Sobre Partículas Magnéticas em 7 minutos

Inspeção de Solda por Partículas Magnéticas teve início em 1868 onde o magnetismo foi usado pela primeira vez para verificar defeitos no cano do canhão. Os canos dos canhões foram primeiro magnetizados e depois uma bússola magnética foi movida ao longo do comprimento do cano.

Se houver uma descontinuidade, o fluxo magnético pode vazar e fazer com que a agulha da bússola se mova. Os defeitos podem ser facilmente localizados com esta técnica.

No início dos anos 20, William Hoke notou que as retificações metálicas de peças de aço duro (mantidas por um mandril magnético enquanto estavam retificadas) formavam padrões que seguiam as rachaduras na superfície das peças que ele usava.

Ele também descobriu que, ao aplicar pó ferromagnético fino às peças, havia um acúmulo de pó nas descontinuidades que formava uma indicação mais visível.

Na década de 1930, as partículas magnéticas estavam substituindo rapidamente o método de óleo e verdinho (líquido penetrante) no setor ferroviário.

Foi mais rápido e não deixou para trás o pó branco que exigia limpeza. Após uma avaliação das partículas magnéticas, apenas o pó de ferro foi deixado para trás, o que poderia facilmente cair da peça ou ser expulso.

O ensaio de partículas magnéticas é um método muito popular e barato para testes não destrutivos de materiais ferromagnéticos.

Ferromagnetismo é definido na ASME Seção V como “um termo aplicado a materiais que podem ser magnetizados ou fortemente atraídos por um campo magnético”. PM é um método END que verifica descontinuidades de superfície, mas também pode revelar descontinuidades ligeiramente abaixo da superfície.

Como Funciona O Exame De Partículas Magnéticas?

Quando um material ferromagnético (geralmente ferro ou aço) não apresenta defeitos, ele transmite linhas de fluxo magnético (campos magnéticos) através do material sem interrupção.

Mas quando há rachaduras ou outras descontinuidades, o fluxo magnético pode vazar do material. À medida que vaza, o fluxo magnético (campo magnético) coletará partículas ferromagnéticas (pó de ferro), tornando facilmente visível o tamanho e a forma da descontinuidade.

No entanto, o fluxo magnético só vazará do material se a descontinuidade for geralmente perpendicular ao seu fluxo. Se a descontinuidade, como uma rachadura, for paralela às linhas do fluxo magnético, não haverá vazamento e, portanto, nenhuma indicação observada. Para resolver esse problema, cada área precisa ser examinada duas vezes.

O segundo exame precisa ser perpendicular ao primeiro para detectar descontinuidades em qualquer direção. O examinador deve garantir que sobreposição suficiente de áreas de fluxo magnético seja mantida durante todo o processo de exame, para que não sejam perdidas interrupções.

Características dos Materiais

Quando o material é colocado sob uma força de campo causada por um campo magnético externo, os domínios eletrônicos do material são momentaneamente reorientados. Quando isso acontece, cria um campo magnético interno conhecido como lei de indução magnética de Faraday.

Quando o material não está magnetizado, os domínios são dispostos aleatoriamente. Aplicando um campo magnético externo, alguns domínios se alinham com o campo e o alinhamento do domínio aumenta com o aumento da intensidade do campo.

Técnicas Diferentes

Existem muitas técnicas diferentes e combinações de técnicas de inspeção de solda por Partículas Magnéticas. O Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão, Seção V, Artigo 7, reconhece cinco técnicas diferentes de magnetização:

• Técnica Prod
• Técnica de magnetização longitudinal
• Técnica de magnetização circular
• Técnica Yoke
• Técnica de magnetização multidirecional

Existem dois meios diferentes de exame ferromagnético: partículas secas e úmidas. Ambas as formas podem ser fluorescentes ou não fluorescentes (visível, contraste de cores) e são fornecidas em uma variedade de cores para contrastar com o material testado.

Tipos de Particulas Magnéticas

Para atividade de Inspeção, podem ser utilizados vários tipos de partículas magnéticas, que diferem de acordo com vários fatores, como:

• A sensibilidade necessária para cada material de teste;
• Acabamento da peça inspecionada;
• Veículos adequados para inspeção;
• Níveis de iluminação presentes no momento do teste.

Basicamente 3 tipos de partículas magnéticas podem ser identificadas: seca colorida, úmida colorida e úmida fluorescente. As cores e as formas de preparo dos grânulos podem variar, pois alguns fornecedores oferecem opções de cores e misturas concentradas que foram preparadas para serem diluídas apenas em água, mas basicamente esses três tipos podem ser caracterizados:

Via seca colorizada: Esta partícula é mais sensível para detectar descontinuidades subsuperficiais e é aplicada por um nebulizador que pulveriza partículas através do ar até a seção magnetizada.

Via Úmida Colorizada: Essas partículas são mais sensíveis para detectar descontinuidades muito pequenas (como rachaduras de fadiga) porque são menores em tamanho do que partículas secas. O uso de partículas coloridas requer a aplicação de um contraste branco na peça para facilitar a identificação de descontinuidades. Pode ser preparado em água, querosene ou óleo leve e pulverizar o líquido preparado através de um borrifador. 

Via Úmida Fluorescente: Esta partícula tem as mesmas propriedades de aplicação da via seca colorizada, mas sua pigmentação fluorescente, juntamente com a luz negra, proporciona maior contraste para identificação de descontinuidades, tornando o ensaio mais sensível. Ao usar partículas fluorescentes, o contraste não precisa ser aplicado.

Métodos Mais Utilizados

Dois dos métodos mais utilizados são o sistema horizontal estacionário, usando técnicas de magnetização longitudinal e circular, e a técnica de yoke.

Yoke

A técnica de Yoke é o método mais portátil e de menor custo e, portanto, o método mais popular. A maioria dos yokes pode operar nos modos de corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC). O DC fornece a maior penetração e é recomendado se for necessário detectar descontinuidades no subsolo. A CA é recomendada se a superfície for áspera, porque a CA proporciona às partículas mais mobilidade que a CC.

Um yoke possui uma bobina elétrica na unidade, criando um campo magnético longitudinal que se transfere através das pernas para a parte examinada. A técnica do yoke é fácil de usar com o mínimo de treinamento. Pode ser usado em ambientes internos, externos, dentro de embarcações e tanques e em todas as posições.

Antes do uso, o poder de magnetização do yoke eletromagnético deve ter sido verificado no ano passado. Um yoke CA deve ter uma potência de elevação de pelo menos 10 lb e um garfo CC de pelo menos 40 lb.

O Artigo 7 da Seção V da ASME exige que o método visível das partículas magnéticas (contraste de cores) seja avaliado com uma intensidade de luz mínima de 100 velas na superfície da peça. A quantidade adequada de luz deve ser verificada usando algum tipo de medidor de luz calibrado e testemunhada e aceita pelo inspetor.

Se estiverem sendo usadas partículas magnéticas fluorescentes, uma luz negra deve atingir um mínimo de 1.000 microwatts por centímetro quadrado na superfície examinada. Se fontes de luz alternativas de comprimento de onda forem usadas para fornecer luz ultravioleta, causando fluorescência nas partículas, ela deve ser qualificada de acordo com a Seção V do ASME, Artigo 7, Apêndice IV.

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Meios de Controle

Para realizar testes de partículas magnéticas satisfatoriamente, controles necessários para garantir a confiabilidade do ensaio e alguns destes são: Medição da Intensidade do Campo Magnético, Tubo de Centrífuga. Graduado para medir o nível de concentração do banho de partículas no meio Medição de intensidade de luz negra líquida para ensaio de partículas. 

Exemplos Típicos De Inspeções Necessárias Ao Código ASME

Nos códigos de construção ASME, o exame de partículas magnéticas ou de penetrante líquido é especificado várias vezes para detectar a possibilidade de defeitos na superfície. Se o material não for magnético, a única opção é o exame penetrante de líquidos.

No entanto, se o material for ferromagnético, geralmente é usado o exame de partículas magnéticas. Alguns exemplos típicos de inspeções exigidas pelo Código ASME incluem, mas não estão limitados a:

• Fundições para defeitos de superfície;
• Placas para laminação em juntas de canto quando a borda de uma placa é exposta e não é fundida na junta de solda;
• Soldas de bujão de cabeça giratória;
• Acúmulo de metal de solda em chapas;
• Áreas onde os defeitos foram removidos antes do reparo da solda.

Quando as caldeiras e vasos de pressão estão em serviço, o PM pode ser um método de exame amplamente utilizado. O PM pode ser usado para a inspeção de itens como:

• Superfícies internas e externas de caldeiras e vasos de pressão;
• Navios em serviço de amônia líquida;
• Componentes sujeitos a danos por incêndio;
• Caldeiras locomotivas e históricas;
• Secadores Yankee;
• Tanques de carga;
• Navios no serviço de gás de petróleo liquefeito;
• Reparos de solda e alterações em itens de retenção de pressão.

FAQ Sobre Partículas Magnéticas

Como OCORRE o ensaio de partículas magnéticas?

Quando uma descontinuidade estiver no sentido perpendicular
ao campo magnético, haverá um desvio de campo, criando assim
o que é conhecido como campo de fuga, indicando a existência
de uma descontinuidade na peça.

Quais são os equipamentos utilizados no ensaio por partículas magnéticas?

O Yoke Y-8 é um equipamento eletromagnético de corrente contínua à bateria,
com kit de carregamento, utilizado para identificar indicações superficiais
e subsuperficiais durante o ensaio de partículas magnéticas.

Que descontinuidades podem ser detectadas pelo ensaio de partículas magnéticas?

O ensaio por Partículas Magnéticas é usado para detectar descontinuidades superficiais
e subsuperficiais em materiais ferromagnéticos. São detectados defeitos como trincas,
trincas em soldagem, junta fria, inclusões, gota fria, dupla laminação, falta de
penetração, dobramentos, segregações, etc.

Quais os materiais podem ser ensaiados ATRAVÉS DE PM?

A técnica se destina a detecção de descontinuidades superficiais e
subsuperficiais em materiais ferromagnéticos. Alguns exemplos típicos de materiais
que podem ser ensaiados: fundidos, forjados, laminados, extrudados, soldas, usinados
e peças tratadas termicamente.

Qual o princípio do ensaio de PM?

O Ensaio de Partículas Magnéticas é um método de ensaio não destrutivo simples, barato e altamente
produtivo. Ele é fundamentado no princípio de magnetizar uma peça ferromagnética, aplicando
micro partículas magnéticas com auxílio de uma iluminação correspondente ao tipo de
técnica utilizada.

Sobre o autor

Henrique Reis

Olá, sou Henrique Reis, Engenheiro Especialista em Soldagem N2 e fundador da Inspesolda. Com 25 anos de experiência na área, minha missão é garantir a excelência e a segurança em todos os projetos de soldagem e inspeção que conduzimos.

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