Non Destructive Method Theory - Basic Principles - https://www.tinker.af.mil/Portals/106/Documents/Technical%20Orders/AFD-101516-33B-1-1.pdf AF338-1-1-EC-CP4Sc0-Indice ROCarneval

NONDESTRUCTIVE TESTING HANDBOOK - Electromagnetic Testing
Manual de Ensaio Não Destrutivo - Ensaio Eletromagnético

  1. American Society for Testing and Materials
  2. Norma Militar
  3. American Society of Mechanical Engineers
  4. Document QA 3
  5. Teste de Revisão
Procedimentos, especificações e normas são elaborados para fornecer um meio de controlar a qualidade de produtos ou serviços. Instruções escritas que orientam uma empresa ou indivíduo para um resultado final desejado e que são aceitáveis ​​para a indústria constituem a base de procedimentos, especificações e normas.
Devem ser feitas distinções entre os seguintes tipos de documentos:
  • Procedimento — um conjunto de instruções escritas, passo a passo, para realizar um ensaio não destrutivo, total ou parcialmente, permitindo assim resultados uniformes.
  • Especificação — um conjunto de instruções ou padrões definidos por um cliente específico para reger os resultados ou o desempenho de um conjunto específico de tarefas ou produtos.
  • Norma ~ um documento para controlar e reger as práticas em uma indústria ou aplicação, aplicado em âmbito nacional ou internacional e geralmente produzido por consenso.
Existem muitas publicações disponíveis para orientar ou instruir o técnico em ensaios não destrutivos de correntes parasitas. Algumas das referências mais frequentemente utilizadas são publicadas pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM International), pela Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) e pelo Instituto Nacional Americano de Padrões (ANSI), bem como na forma de normas militares (MIL-STD-XXXX).
These publications are laboriously produced by committees made up of scientific and technical experts. Usually, after a committee produces a draft document, it is submitted to industry and the scientific community for comment and subsequent revision.
Essas publicações são elaboradas com esmero por comitês compostos por especialistas científicos e técnicos. Normalmente, após a elaboração de um documento preliminar por um comitê, este é submetido à indústria e à comunidade científica para comentários e posterior revisão.
In certain cases, standards combine to assist each other. As an example, ASME Section V, Article 8- Appendix IV uses ASTM E1316 to provide Standard Terminologyfor Nondestructive Testing. The military standard, MIL-STD-1537C, Electrical Conductivity Testfor Verification ofHeat Treatment of Aluminum Alloys, Eddy Current Method, references ASTM B193, Resistivity of Electrical Conductor Materials and ASTM E18, Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials.
Em certos casos, as normas se complementam. Por exemplo, a Seção V, Artigo 8 - Apêndice IV da ASME utiliza a norma ASTM E1316 para fornecer a Terminologia Padrão para Ensaios Não Destrutivos. A norma militar MIL-STD-1537C, Teste de Condutividade Elétrica para Verificação do Tratamento Térmico de Ligas de Alumínio, Método de Correntes Parasitas, faz referência às normas ASTM B193, Resistividade de Materiais Condutores Elétricos, e ASTM E18, Dureza Rockwell e Dureza Superficial Rockwell de Materiais Metálicos.

1 AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS
As normas internacionais ASTM (práticas ou guias) geralmente incluem nas instruções escritas títulos como Escopo/Objetivo, Documentos de Referência, Terminologia, Significado e Uso, Base de Aplicação, Aparelhos, Normas de Referência, Padronização, Procedimento e Palavras-chave.
  • O escopo/objetivo define de forma geral a aplicabilidade e a intenção do documento.
  • Documentos de Referência refere-se a outras publicações utilizadas como referência na norma.
  • A seção de Terminologia contém definições de termos específicos relacionados ao equipamento ou exame abrangido pela norma.
  • A seção Significado e Uso apresenta uma discussão mais detalhada dos resultados dos ensaios e das causas prováveis ​​das indicações esperadas durante o exame.
  • A seção Base de Aplicação identifica os itens que estão sujeitos a acordo contratual entre as partes que utilizam ou fazem referência à norma, tais como qualificação de pessoal, qualificação de agências de ensaios não destrutivos, procedimentos e técnicas, preparação da superfície, cronograma do exame, abrangência do exame, critérios de relatório/critérios de aceitação e reexame de itens reparados/recondicionados.
  • A seção Aparelho descreve os requisitos gerais para o sistema de inspeção, incluindo instrumentação/aparelho, sondas, posicionamento e mecanismos de acionamento.
  • Os requisitos de fabricação para padrões de descontinuidade artificial usados ​​para padronização são discutidos em Padrões de Referência. Geralmente, inclui-se uma discussão sobre amostra de referência e os requisitos geométricos das descontinuidades artificiais nele presentes.
  • A padronização fornece instruções para o ajuste do aparelho utilizado no exame. A resposta a descontinuidades conhecidas no padrão de referência é geralmente descrita nesta seção.
  • As instruções detalhadas para realizar a inspeção encontram-se na seção Procedimento. Essas instruções podem incluir limites de aceitação e o manuseio de componentes que não sejam aceitáveis.
A ASTM publica diversas normas relacionadas ao método de ensaio eletromagnético. Essas normas são numeradas; por exemplo, E 571-98. “E 571” refere-se à norma e “98” ao ano de revisão.
Algumas normas da ASTM relacionadas ao método de ensaio eletromagnético são:
  • E-215, Standard Practice Equipment for Standardizing for Electromagnetic Examination of Seamless Aluminum-Alloy Tube
    • E-215, Equipamento de Prática Padrão para Padronização do Exame Eletromagnético de Tubos Sem Costura de Liga de Alumínio
  • E-243, Standard Practice for Electromagnetic (Eddy-Current) Examination of Copper and Copper-Alloy Tubes
    • E-243, Prática padrão para exame eletromagnético (correntes parasitas) de tubos de cobre e ligas de cobre
  • E-426, Electromagnetic (Eddy-Current) Testing of Seamless and Welded Tubular Products, Austenitic Stainless Steel and Similar Alloys
    • E-426, Ensaios eletromagnéticos (correntes parasitas) de produtos tubulares sem costura e soldados, aço inoxidável austenítico e ligas similares
  • E-571, Standard Practice for Electromagnetic (Eddy-Current) Examination of Nickel and Nickel Alloy Tubular Products
    • E-571, Prática padrão para exame eletromagnético (correntes parasitas) de produtos tubulares de níquel e ligas de níquel
  • E-690, Standard Practice for In Situ Electromagnetic (Eddy-Current) Examination of Nonmagnetic Heat Exchanger Tubes
    • E-690, Prática padrão para exame eletromagnético in situ (correntes parasitas) de tubos não magnéticos de trocadores de calor
  • E-1316, Standard Terminology for Nondestructive Testing
    • E-1316, Terminologia padrão para ensaios não destrutivos
  • E-2261, Standard Practice forExamination of Welds Using the Alternating Current Field Measurement Technique
    • E-2261, Prática padrão para exame de soldas usando a técnica de medição de campo de corrente alternada
  • E-2928, Standard Practice forExamination of Drillstring Threads Using the Alternating Current Field Measurement Technique.
    • E-2928, Prática padrão para exame de roscas de coluna de perfuração usando a técnica de medição de campo de corrente alternada.

2. NORMA MILITAR
As Forças Armadas dos Estados Unidos utilizam o documento Norma Militar (MIL-STD) para controlar ensaios e materiais. Os procedimentos padrão são fornecidos por uma série de documentos MIL-STD-XXXX. Requisitos especiais são especificados pelo sistema de Especificação Militar. Por exemplo, MIL-STD-1537C refere-se ao Ensaio de Condutividade Elétrica para Verificação do Tratamento Térmico de Ligas de Alumínio, Método de Correntes Parasitas. Os Requisitos do Sistema de Calibração para MIL-STD-1537C estão contidos na Especificação Militar MIL-C-45662.
A norma MIL-STD geralmente contém várias partes e é bastante descritiva. Essas partes normalmente incluem Escopo, Documentos Aplicáveis, Definições, Requisitos Gerais, Requisitos Detalhados e Notas.
  • O Escopo/objetivo contém uma declaração geral de aplicabilidade e intenção da Norma.
  • Os Documentos Aplicáveis ​​referem-se a outros documentos de referência ou de controle, como outras Especificações Militares MIL-STD ou publicações da ASTM.
  • A seção Definições contém definições precisas das palavras-chave e frases utilizadas na Norma.
  • Na seção Requisitos Gerais, os requisitos de instrumento, amostra de referência e pessoal são descritos com detalhes suficientes para a implementação da Norma. Esta parte inclui a sensibilidade e a resposta do instrumento, as variáveis ​​do objeto ensaiado, os requisitos do espécime de referência e os requisitos de qualificação do pessoal.
  • Os Requisitos Detalhados descrevem o procedimento específico para implementar a Norma.
  • As notas contêm informações pertinentes sobre o processo e as diretrizes para a apresentação de relatórios de resultados.

3. SOCIEDADE AMERICANA DOS ENGENHEIROS MECÂNICOS ("AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS")
Em 1911, a Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) criou um comitê para estabelecer normas de segurança para o projeto, fabricação e inspeção de caldeiras e vasos de pressão. Essas normas ficaram conhecidas em toda a indústria como o Código ASME. O Comitê de Caldeiras e Vasos de Pressão da ASME é um grande grupo formado por representantes da indústria e da comunidade científica.
O Comitê possui diversos subcomitês, subgrupos e grupos de trabalho. Cada subcomitê, subgrupo e grupo de trabalho atua em conjunto para uma área específica de interesse. Por exemplo, o Subcomitê de Vasos de Pressão (SC VIII) possui dois grupos de trabalho e cinco subgrupos subordinados. O objetivo desses grupos é interagir com a indústria para acompanhar as mudanças nas exigências e necessidades da indústria e da segurança pública.
O Código de Caldeiras e Vasos de Pressão da ASME é dividido em 11 seções. A Seção V da ASME, Ensaios Não Destrutivo, está dividida em duas subseções, A e B. A Subseção A trata dos Métodos Não Destrutivos de Ensaio. O Artigo 8 aborda o Exame por Correntes Parasitas em Produtos Tubulares.(NT: Atualmente o artigo 8 abarca mais que produtos tubulares) O Artigo 15 trata da Técnica de Medição de Campo de Corrente Alternada (ACFM). A Subseção B trata dos Documentos Adotados pela Seção V.
As normas para ensaios eletromagnéticos são descritas no Artigo 26. Neste caso, o documento ASTM E215 foi adotado pela ASME e redesignado como SE215.
O Apêndice I do Artigo 8 da Seção V da ASME apresenta os requisitos detalhados do procedimento para o Método de Exame por Correntes Parasitas em Tubos de Trocadores de Calor Não Ferromagnéticos Instalados. Um procedimento projetado para atender a esse requisito pode ser ilustrado pelo seguinte exemplo, Documento QA 3.


4. DOCUMENTO QA 3
Título do Procedimento
Inspeção por Correntes Parasitas em Tubos de Metais Não Ferrosos por Técnicas de Frequência Única
A. OBJETIVO
Este procedimento descreve os equipamentos e métodos, bem como as qualificações do pessoal a serem utilizados para a realização do exame por correntes parasitas em tubos de geradores de vapor. Ele atende aos requisitos da Norma Regulatória 1.83 da NRC, da Seção XI, Apêndice IV da ASME e da Seção V, Artigo 8 do Código de Caldeiras e Vasos de Pressão da ASME.
B. ABRANGÊNCIA
A abrangência do exame a ser realizado está contida no documento do programa de inspeção por correntes parasitas aplicável à planta específica a ser inspecionada.
C. PRÉ-REQUISITOS
1. Condições da Planta
A planta deve estar desligada com o sistema primário drenado. Os geradores de vapor devem estar abertos no lado primário para acesso ao cabeçote do vaso e  o espelho de tubos e a sequência de resfriamento do casco deve estar completa. Ventiladores devem estar conectados para circular ar através do gerador para secar o espelho.
2. Equipamentos
Os exames serão realizados utilizando um instrumento de correntes parasitas multifrequencial XXXX/XX com sondas projetadas para ensaio a partir do interior dos tubos. O desempenho da inspeção será monitorado por meio de um aparelho com mostrador vetorial sensível à fase e com memória para avaliação posterior.
a. Os equipamentos utilizados serão:
i. Instrumento de correntes parasitas XXXX/XX.
ii. Sondas de bobina capazes de operar nos modos diferencial e absoluto.
iii. Dispositivo(s) de gravação digital.
iv. Sistema de comunicação.
v. Padrão de referência.

O padrão de referência deve ser fabricado a partir de um tubo do mesmo tamanho (diâmetro e espessura) e tipo de material que será examinado no vaso. O padrão deve conter 6 áreas de descontinuidade intencional, conforme descrito a seguir:
aa. Furo passante 100% da parede (0,052 pol.[1,32 mm] para tubos com diâmetro externo de 0,750 pol. [19,05 mm] ou menor, e 0,067 [1,70 mm]pol. para tubos maiores).
bb. Furo externo com fundo plano de 5/64 pol. [1,98 mm] de diâmetro x 80% de espessura a partir da superfície da parede externa do tubo.
cc. Furo externo com fundo plano de 7/64 pol. [2,78 mm] de diâmetro x 60% de espessura a partir da superfície da parede externa do tubo.
dd.
Furo externo com fundo plano de 3/16 pol. [4,76 mm] de diâmetro x 40% de espessura a partir da superfície da parede externa do tubo.
ee: Quatro furos com fundo plano, de 3/16 pol. [4,76 mm] de diâmetro, espaçados a 90 graus ao redor da circunferência do tubo, com 20% de espessura na parede do tubo.
ff. Sulco circunferencial de 20% de profundidade por 1/16 pol. [1,59 mm] de largura por 360 graus na superfície interna da parede do tubo.
gg. Sulco circunferencial de 10% de profundidade por 1/8 pol. [3,18 mm] de largura por 360 graus na superfície da parede externa do tubo.
hh. Cada padrão deve ser identificado por um número de série gravado em uma extremidade e ser rastreável ao padrão mestre armazenado na instalação.
b. O posicionamento e a alimentação da sonda devem ser realizados remotamente para inspeção em serviço. A inspeção inicial pode ser feita manualmente.
c. Devem ser fornecidos dispositivos de comunicação para o pessoal.
3. Pessoal Qualificado
O pessoal que coleta dados de acordo com este procedimento deve ser qualificado no Nível I ou superior, conforme o Documento QA 101. O pessoal que interpreta os dados coletados de acordo com o procedimento deve ser qualificado no Nível II ou superior, conforme o Documento QA 101. Antes de receber a certificação, os candidatos devem ter concluído o programa recomendado pelo SNT-TC-1A (edição de 1984), Suplemento E.
D. PRECAUÇÕES
1. Todo o pessoal envolvido em programas de inspeção por correntes parasitas em usinas em operação deve ter recebido instruções e compreender as normas e diretrizes de proteção radiológica em vigor no local da usina.
2. Todo o pessoal envolvido no programa de ensaio deve usar vestimentas de proteção de acordo com o tipo definido na permissão de trabalho da área de exclusão.
3. Todo o pessoal que entrar em uma área de trabalho com radiação deve comprovar sua capacidade de trabalhar com máscara facial, aprovando o teste de função pulmonar durante o exame físico anual.
4. Não é permitida a entrada no carretel do gerador de vapor sem a presença de um técnico em física da saúde qualificado.
5. Certifique-se de que as tampas dos bocais (quando aplicável) estejam firmemente instaladas dentro do vaso antes do início do programa de inspeção por correntes parasitas.
E. DESEMPENHO
1. Preparação
a. Determinar a localização do centro de controle de aquisição de dados.
b. Providenciar a distribuição de energia no centro de controle de aquisição de dados.
c. Instalar a caixa de controle do sistema de comunicação no centro de controle de aquisição de dados.
d. Estabelecer comunicação com um ou mais fones de ouvido no gerador de vapor.
e. Instalar as caixas de controle do instrumento de ensaio de correntes parasitas XXXX/XX, do dispositivo de empurrar/puxar e dos dispositivos de fixação no gerador de vapor.
f. Instalar computadores remotos de aquisição de dados digitais e dispositivos de gravação no centro de controle de aquisição de dados.
2. Calibração do Aparelho
a. Antes do início do exame por correntes parasitas dos tubos do gerador de vapor e após a substituição de qualquer componente, o equipamento deve ser calibrado de acordo com os seguintes passos:
Insira a sonda de referência em um padrão de referência.
i. Insira a sonda de ensaio em uma seção do padrão de referência que esteja livre de descontinuidades.
ii. Selecione as frequências desejadas conforme o Procedimento de Aquisição de Dados Específico do Local.
iii. Selecione a corrente de excitação da sonda ("probe drive") e o ganho do canal conforme o Procedimento de Aquisição de Dados Específico do Local.
iv. Execute um ajuste de zero (balanço) por hardware.
v. Puxe a sonda de ensaio através do padrão de referência na velocidade selecionada para o ensaio real no trocador de calor. Os dados do trocador de calor também serão adquiridos durante a puxada, salvo indicação em contrário.
vi. Ajuste a sensibilidade de exibição para cada canal conforme os procedimentos de calibração específicos do local.
vii. Ajuste o valor de rotação (fase) para que os sinais de movimento da sonda nos canais diferenciais sensíveis a descontinuidades sejam horizontais (conforme o procedimento de calibração específico), com o primeiro lóbulo do sinal do furo de perfuração de 100% através da parede saindo para baixo à medida que a sonda é retirada do padrão.
viii. Ajuste o valor de rotação (fase) de forma que os sinais de movimento da sonda nos canais absolutos sensíveis à descontinuidade sejam horizontais (conforme o procedimento de calibração específico), com a resposta do furo de perfuração de 100% através da parede subindo à medida que a sonda é retirada do padrão de referência.
ix. Preencha o formulário de resumo de calibração digital, atualize-o com todas as informações pertinentes e armazene essas informações no dispositivo de armazenamento digital selecionado.
3. Inspeção Geral dos Tubos
(Consulte o Procedimento de Calibração Específico do Local QA 2)
a. As atividades de inspeção por correntes parasitas devem ser realizadas com as sensibilidades e velocidades do equipamento definidas de acordo com o Procedimento de Aquisição de Dados Específico do Local.
b. A verificação visual da identificação do tubo específico que está sendo inspecionado deve ser realizada antes e depois de cada troca de dispositivo e no início e no final de cada linha ou coluna. A verificação da identificação positiva da localização do tubo deve ser registrada por uma mensagem digital.
c. Caso a verificação da identidade do tubo revele um erro no registro da localização da sonda, todos os tubos examinados desde a verificação anterior da localização devem ser reexaminados.
d. A calibração do equipamento deve ser verificada e registrada no início e no final de cada ciclo de calibração. No mínimo, a calibração será verificada em intervalos de 4 horas e após qualquer troca de equipamento.
e. Caso o equipamento esteja descalibrado, ele será recalibrado conforme a Seção E-2 deste procedimento. O intérprete de dados determinará se é necessário reinspecionar algum dos tubos.
4. Inspeção Manual de Tubos
a. A coleta de dados deve ser feita durante a retirada da sonda. A velocidade máxima de retirada é de 35,5 cm por segundo (14 polegadas por segundo). Não há especificação de velocidade mínima, mas uma boa tração uniforme de 30,5 cm por segundo (12 polegadas por segundo) é preferível.
b. Como nenhuma inspeção é realizada durante a inserção da sonda, a velocidade pode ser a mais rápida possível nessa etapa.
c. Devido à exposição à radiação, devem ser utilizados dispositivos de empurrar/puxar a sonda para facilitar a inspeção.
5. Inspeção Remota Automática de Tubos
NOTA: Certifique-se de que todos os cabos de posicionamento da sonda, de alimentação da sonda e de conexão da sonda e da comunicação estejam livres de obstruções nas vias de acesso e fixados aos suportes disponíveis.
a. Instale o alimentador da sonda operado remotamente próximo ao gerador de vapor.
b. Verifique o funcionamento do posicionador de correntes parasitas operado remotamente e conecte os condutos flexíveis da sonda ao tubo guia da sonda e ao alimentador-puxador ("pusher-puller") da sonda.
c. Instale o posicionador da sonda operado remotamente na boca de visita ou no espelho de tubos do gerador de vapor para garantir a cobertura da área a ser examinada.
d. Conecte as linhas de alimentação de energia e ar comprimido ao hardware remoto, conforme necessário.
e. Verifique o funcionamento e o controle corretos do hardware da plataforma operada remotamente.
f. Opere o posicionador para localizar a sonda sob o tubo a ser examinado.
g. Se a inserção da sonda for feita manualmente, utilize os controles do alimentador-puxador ("pusher-puller") da sonda para introduzi-la no tubo e elevá-la até a altura desejada. Monitore o avanço da inserção consultando os sinais de impedância de pontos de referência conhecidos no tubo (extremidade do tubo, topo da placa tubular, suportes) na tela.
h. Se estiver operando no modo de Aquisição Automática, verifique se as tabelas de pontos de referência adequadas foram instaladas, se os encoders axiais estão funcionando corretamente e se os limites de tensão corretos foram definidos para a localização automática dos suportes e extremidades dos tubos.
i. Se estiver realizando o procedimento manualmente ou automaticamente, certifique-se de que o identificador alfanumérico do tubo foi atualizado corretamente. Monitore a retirada da sonda do tubo até que o sinal de impedância na tela indique que a sonda está livre da placa tubular. Simultaneamente à retirada da sonda, monitore visualmente os sinais na tela enquanto registra todos os dados em tempo real.
j. Reposicione a sonda sob o próximo tubo selecionado para inspeção.
k. Repita os procedimentos descritos nas etapas anteriores até que todos os tubos selecionados para inspeção tenham sido examinados.
F. RESULTADOS E DOCUMENTAÇÃO DA INSPEÇÃO
1. Requisitos
a. O intérprete de dados deve ser certificado no Nível II ou III, conforme o Procedimento QA 101.
b. Os dados devem ser coletados com um sistema de ensaio de correntes parasitas com certificação de calibração válida, conforme procedimento certificado.
c. O sistema de coleta de dados deve ser calibrado com um padrão de referência aprovado, serializado e rastreável a um padrão de referência mestre.
d. A identificação da planta, do gerador de vapor, o nome e a certificação do inspetor, a data, a frequência dos ensaios, os números de série do padrão de referência, os números de série e as datas de certificação dos aparelhos de inspeção, as revisões do software e o projeto e número de série da sonda devem ser registrados no início de cada ciclo de calibração.
e. A estação de coleta de dados deve ser configurada e calibrada conforme o Procedimento QA 3.
2. Desempenho
a. O intérprete de dados deverá:
i. Verificar se todos os tubos selecionados para inspeção foram ensaiados.
ii. Relatar os tubos cujos dados estejam incompletos ou não interpretáveis.
iii. Exigir um novo ensaio para quaisquer tubos que apresentem ruído excessivo ou respostas incomuns.
iv. Inspeção em serviço.
aa. Reporte todas as descontinuidades > 19%.
bb. Reporte todas as outras indicações que pareçam relevantes.
cc. Identifique a posição axial de todas as indicações em relação a um elemento estrutural conhecido.
v. Inspeções pré-serviço
aa. Relate todas as indicações observadas. Inclua a posição axial da indicação em relação a um elemento estrutural conhecido.
b. Interpretação
i. Todos os dados devem ser relatados em um formulário digital de Relatório Final.
ii. A conversão dos ângulos de fase (ou amplitudes) do sinal em profundidades de descontinuidade deve ser realizada por meio de curvas de calibração estabelecidas nos canais apropriados, utilizando os padrões e técnicas de calibração definidos nas especificações de análise de dados específicas do local.
iii. Todos os dados devem ser revisados ​​em sua totalidade.
iv. Quaisquer sinais anormais observados devem ser relatados.
G. REFERÊNCIAS
1. Documentação Necessária
Os seguintes documentos ou arquivos são necessários para a execução de programas de inspeção por correntes parasitas utilizando os métodos descritos neste procedimento.
a. Documentos de procedimento de calibração específicos para inspeção por correntes parasitas aplicáveis ​​à planta a ser inspecionada.
b. Planos de inspeção mostrando mapas de tubos no espelho marcados para designar a extensão do exame a ser realizado e o nível de conclusão.
c. Relatórios finais incluindo todas as indicações resolvidas pelo Analista de Resolução de Dados.


5. TESTE DE REVISÃO



antes
depois