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EC29 - Medida da Condutividade

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/Physics/conductivitymeasurements.php

Teste de condutividade

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).

Condutividade

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.


Locus Condutividade

Aplicativo Java de Condutividade

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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