EC29 - Medida da Condutividade
traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/Physics/conductivitymeasurements.php
Um
dos usos dos aparelhos de correntes parasitas é para a medição da
condutividade elétrica. O valor da condutividade elétrica de um metal
depende de diversos fatores, como sua composição química, o nível de
tensão (aplicada ou residual), e sua estrutura cristalina (presença de
fases específicas em sua estrutura cristalina). Portanto, informações
de
condutividade elétrica podem ser usadas para classificar metais,
verificar o tratamento térmico adequado, inspecionar danos térmicos e
acompanhar a mudança de comportamento de ligas metálicas pela mudança
cristalina em serviço.
A
técnica geralmente envolve balancear a sonda absoluta no ar e colocar a
sonda em contato com a superfície da amostra. Para materiais
não magnéticos, a mudança na impedância da bobina pode ser
correlacionada diretamente com a condutividade do material. A técnica
pode ser usada para separar facilmente materiais magnéticos de
materiais não magnéticos, mas é difícil separar os efeitos de
condutividade dos efeitos de permeabilidade magnética (nos materiais
que possuem as duas propriedades que são os ferromagnéticos), de modo
que as
medidas de condutividade são limitadas a materiais não magnéticos. É
importante controlar fatores que podem afetar os resultados, como a
temperatura da inspeção e a geometria da peça. A condutividade muda com
a temperatura, por isso as medidas devem ser feitas a uma temperatura
constante e ajustes no resultado devem ser feitos para variações de
temperatura que ocorrerem durante as medições. A espessura da peça deve
ser geralmente maior do que
três profundidades padrão de penetração. Isto é assim para que as
correntes
parasitas na superfície oposta da amostra sejam tão fracas que as
variações na espessura da amostra não sejam percebidas
nas medidas.
Geralmente
sondas superficiais grandes ("pankake") são usadas para obter um
valor para uma área de amostra relativamente extensa. O aparelho é
geralmente configurado de tal forma que um material ferromagnético
produz uma resposta que é quase vertical saindo do ponto de balanço, no
ar, para cima). Então, todos os materiais
condutores, mas não magnéticos, produzirão um traço que se move para
baixo e para a direita à medida que a sonda é movida em direção à
superfície desses diferentes materiais. Recorde na discussão sobre o
plano de impedância, e as influencias na resistividade e reatância da
sonda, e esse tipo
de resposta faz sentido. Lembre-se que as alterações de reatância
indutiva são plotadas ao longo do eixo y (vertical) e as mudanças de
resistência
são traçadas no eixo x (horizontal). Uma vez que os materiais
ferromagnéticos
concentrarão o campo magnético produzido por uma bobina, a reação
indutiva da bobina aumentará (direção para cima). Os efeitos no sinal
da permeabilidade
magnética ofuscam os efeitos da condutividade, uma vez que são muito
mais fortes, principalmente nas freqüências mais baixas (penetração das
correntes parasitas maior).
Quando
a sonda é acoplada eletromagnéticamente (trazida perto) de um material
condutor, mas não magnético, a
reatância indutiva da bobina diminui, uma vez que o campo magnético das
correntes parasitas se opõe ao campo magnético da bobina. A resistência
na bobina aumenta, uma vez que energia da bobina
é tomada para gerar as correntes parasitas e isso aparece como
resistência
adicional no circuito. À medida que a condutividade dos materiais que
estão sendo testados aumenta, as perdas por resistência serão menores e
as mudanças na reatância indutiva serão maiores (gerando cada vez valor
de reatância indutiva menor como citado acima). Portanto, os sinais
produzidos serão
cada vez mais verticais à medida que a condutividade aumenta, como
mostra a
figura acima. Para
classificar (separar, ou no inglês "sort") os materiais usando um
aparelho com tela representando o plano de impedância,
o sinal da amostra desconhecida deve ser comparado aos um sinais de
alguns padrões de referência. No entanto, existem aparelhos disponíveis
que podem ser calibrados (ajustados) para indicar um valor numérico da
condutividade elétrica que pode então ser comparado aos valores
tabelados de condutividade elétrica em miliS/m ou IACS
("International Annealed Copper Standard"). Atenção, pois a
condutividade de um determinado material composto (liga metálica), ou a
presença de impurezas nos materiais, pode variar
significativamente com pequenas variações na composição química e,
portanto, uma faixa de condutividade é geralmente fornecida para um
material. A faixa de condutividade de um material específico pode se
sobrepor à
faixa de um segundo material de interesse, de modo que a condutividade
por si só nem sempre pode ser usada para classificar diferentes
materiais. Os
valores de condutividade elétrica para vários materiais podem
ser encontrados nas tabelas de referência das propriedades dos
materiais.
Clique aqui para
executar um aplicativo JavaScript sobre o uso de aparelhos com tela na
medição de condutividade no ensaio de correntes parasitas.
O
aplicativo Java, a seguir, é baseado em códigos para materiais não
ferrosos
escritos por Back Blitz de seu livro, "Métodos Elétricos e Magnéticos
de Testes Não Destrutivos", 2º ed., Chapman & Hill (1997). O
aplicativo demonstra como um aparelho de correntes parasitas com plano
de impedância
pode ser usado para a seleção de materiais.
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