Instrução Técnica de Operação do “Software” EtherMap para Inspeção de Tubos Segundo o PR-012 da ABENDI

Ricardo de Oliveira Carneval (CP-N3 02185)

1.    Conexões externas do aparelho Eti-300

Conectar  o conector do cabo de saída da fonte de energia e o conector quadrado do cabo de transmissão de dados USB na  parte traseira do aparelho Eti-300, figura 1. Conectar o conector de parede do cabo de entrada da fonte a um a tomada aterrada de parede com tensão entre 50 e 350 Volts. Conectar o conector USB 2.0 do cabo de transmissão de dados ao conector USB 2.0 ou 3.0 do notebook onde está previamente instalado o “software” EtherMap.

O aparelho Eti-300 pode operar também alimentado pelas baterias internas do aparelho, sem necessidade de  ligação a  tomada da rede de energia.

Figura 1 – Conectores de ligação inicial do aparelho (parte traseira do aparelho).

Conecte a sonda interna de correntes parasitas, indicada para a inspeção dos tubos de trocadores de calor  ao conector 1 na parte frontal do aparelho Eti-300, figura 2.

Figura 2 – Conectores de ligação inicial do aparelho (parte frontal do aparelho).

2.    Ajustes iniciais do “software” EtherMap

Clicar no icone de início do programa na área de trabalho. Uma vez que o “software” tenha iniciado clicar na opção “File” no menu principal superior e depois clicar na opção do submenu  “Settings”, figura 3.

Figura 3 – Opção “File” do menu principal e opção “Settings do submenu do “software” EtherMap.

A nova janela aberta aparece na figura 4, recomenda-se fazer  os seguintes  ajustes nesse menu:

Figura 4 – Ajustes recomendados para o submenu “Settings do menu “File” do “software” EtherMap.

- “Line Data Processing”: Escolher a opção “On PC (may be slower)”. Apenas no caso de notebooks muito lentos é que essa opção deve ser evitada;

- “Save File Name Rule”: Escolher a opção “Request file _Name from Operator”. Como durante o curso a quantidade de tubos inspecionados será pequena e diversa é melhor escolher cada nome que represente a situação específica da atividade prática a ser realizada;

- “Save File  Tipe”: Escolher a opção “ETD (Ether Data File)”. A opção alternativa só será usada no caso de desejar analisar os dados da inspeção  em  um “software” como o Excel;

- “Save Directory (Non TMR)”: Recomenda-se usar o diretório indicado pelo instrutor para salvar os dados  de inspeção do grupo das práticas a serem realizadas;

- “Load  and Save default folders”: Recomenda-se usar o mesmo diretório definido no item anterior tanto para opção “Load Directory” como para a  opção “Save Directory”;

- “Mixes”: Não  marcar a opção “Hide file source channels”;

- “Units”: Escolher a opção “Metric (Meters)”;

- “Default defect folder”: Deixar definido como está pela opção  padrão do “software”;

- “Hot (Shortcut) Keys”: Marcar essa opção e recomenda-se definir algumas teclas de atalho clicando no botão “Show or Edit Hot Keys” que aceleram a coleta de dados de inspeção ao invés da necessidade de clicar os pequenos botões do “software”. A figura 5 mostra a tela de definição das teclas de atalho, com sugestão de configuração para algumas teclas.

Figura 5 – Janela para ajuste das teclas de atalho para os ícones do “software” EtherMap.

Quando se clica o botão Eti-300 da barra de ferramentas o programa  EtherMap detecta se o aparelho Eti-300 está conectado ao notebook, e caso afirmativo a janela lateral direita se abre, figura 6.

“Connected” ou “Not Connected” é mostrado no topo dessa janela.

A marcação da opção “Auto send setting on connection” automáticamente envia os ajustes previamente selecionados no “software” para o aparelho Eti-300.

O aparelho Eti-300 não salva os ajustes automaticamente, é preciso que o “software” EtherMap faça essa operação, automaticamente, se a opção “Auto send settings on connection” for marcada, ou através do botão “Update Eti300” na janela  lateral direita “Connection Config >>”.

Figura 7 – Exemplo de ajuste das  frequências  1 e 2  do aparelho Eti-300 do “software” EtherMap.

Como estamos calibrando o aparelho para o PR-012 ABENDI, trabalharemos apenas com duas frequências (principal=FREQ 1 e auxiliar=FREQ 2) de ensaio mais um canal combinado (“mixer”) para eliminar os sinais dos suportes.

Nenhum dos parâmetros modificados na janela (“tab”) Frequency Config serão automaticamente ajustados no ETi-300 conectado. Para que isso ocorra é necessário clicar no botão Update.

Tipicamente a frequência 1 é a calculada pela fórmula recomendada pela Zetec e a frequência 2 é a calculada pela fórmulada norma ABNT NBR 15193 (referência do PR-012), figura 10.

dos sinais obtidos no padrão de calibração do PR-012 aos requisitos solicitados pelo mesmo procedimento, ver figura 11.

Para coleta de sinais no tubo padrão é necessário executar a seguinte sequência de operações:

a.    Após introduzir a sonda pela extremidade próxima ao entalhe circunferência externo do padrão de calibração e desloca-la até o outro extremo (o do entalhe circunferêncial interno), porém com a sonda ainda dentro do padrão, acionar o botão a seguinte sequência de botões: Live & Analysis Button, e Balance ALL Channels;

b.    Empurrar a sonda para fora do padrão e pressionar o botão Record/Save Live Data;

c.    Puxar a sonda por todo o padrão até que saia completamente do tubo padrão na extremidade oposta;

d.    Interromper a coleta de data pressionado o mesmo local do botão Record/Save Live Data.

Acionar o botão Display Angle of Best Fit, ajustar a largura da janela Persist para que “envolva” completamente o sinal sob análise. Escolher o sinal a medir, clicando no sinal dele no registro gráfico e observar na tela Lissajous o ângulo medido.

Na barra de ajustes do aparelho (Figura 11) é possível verificar e modificar os ajustes de parâmetros (Filtros, Ganhos e Fase) para atender ao PR-012 quanto ao ângulo e amplitude do sinal escolhido para medição.

Atenção, pois os novos valores de parâmetros ajustados só serão adotados pelo aparelho após introduzi-los (modificações) na aba Frequêncy Config e pressionado o botão Update.

As figuras 12a, b e c, a seguir, apresentam a tela do aparelho após a passagem no tubo padrão e ajustados os parâmetros para atender ao PR-012:

F1: Fase 100%=41,7º; Defasagem 100%-20%E=85,1º; Ângulo de Fase 10%E=0,6º; Amplitude 20%@46%ATT;

F2: Fase 100%=40,9º; Defasagem 100%-20%E=52,1º; Ângulo de Fase 10%E=1º; Amplitude 20%@84%ATT.

Figura 12 – Ajustes dos Parâmetros do Ensaio para Atender ao Item 5.3.1 do PR-012.

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Próximo passo, no processo de calibração para ajuste do aparelho para inspeção tubular, é a criação de uma canal de combinação/mistura/mixagem dos sinais dos canais 1 e 2. Esse processo visa a eliminação de sinais indesejáveis na inspeção e que sabidamente não são descontinuidades. O caso típico é o dos suportes (chicanas) dos tubos nos trocadores de calor.

Para esse ajuste é necessário o uso de um anel simulador de suportes (Figura 14). Infelizmente os anéis simuladores de suporte não conseguem reproduzir exatamente a influência do suporte real pelas pequenas dimensões em que são fabricados comparados com o suporte real. Outro inconveniente do uso de simuladores de suporte é que os tubos padrão são tipicamente pequenos (comprimento) e falta uma região longa o suficiente para que os sinais das descontinuidades do padrão não interfiram no processo de mixagem. Por isso, muitas vezes é melhor usar um suporte do próprio trocador para realizar a mixagem, desde que se garanta a inexistência de descontinuidades no tubo na região desse suporte.

Figura 14 – Tubos de Calibração com Anéis Simuladores de Suportes.

O primeiro passo para realizar a mixagem dos sinais dos canais 1 e 2, com o objetivo de eliminar o sinal de suportes é a inspeção da região do tubo padrão, isenta de descontinuidades, onde foi posicionado o simulador de suporte, ou a inspeção da região de um suporte do trocador a inspecionar com inexistência de descontinuidades. Os dados colhidos são então processados no programa EtherMap com a seguinte sequência de operações:

a.    Selecionar o terceiro canal com o mouse e clicar no ícone Create a MIX channel (Figura 15);

b.    Na janela Mix, que aparece, clicar no botão Add Mix, automaticamente é mostrada a opção de mixer dos canais 1 e 2, então clicar no botão Close para fechar a janela;

c.    Focalizar a janela de análise (região rosa no registro gráfico) no local do sinal que se deseja eliminar no canal mixer e clicar no botão AUTO-MIX channel. Automaticamente, o sinal praticamente desaparece, comprovando a execução da mixagem nesse canal. Ver figura 15;

d.    Para finalizar o processo de mixagem, basta ajustar o sinal correspondente ao furo passante, no canal mixer, para que tenha fase e amplitude semelhantes às exigidas pelo PR-012 para os canais 1 e 2.

Figura 15 – Criação do Canal Mixer.

A comprovação da efetividade da mixagem pode ser feita pela inspeção de todo o tubo padrão, com o simulador de suporte posicionado exatamente sobre o furo passante. A figura 16 mostra os canais 1 e 2 com o sinal do furo passante combinado com o sinal do suporte, enquanto que no canal mixer o sinal do furo passante está isolado, facilitando a interpretação da descontinuidade existente sob o suporte.

Figura 15 – Criação do Canal Mixer.

5.    Criação de uma Curva de Calibração com o”software” EtherMap

A Curva de Calibração é construída a partir do tubo padrão de calibração no qual existem descontinuidades com dimensões conhecidas. Uma determinada dimensão dessas descontinuidades, tipicamente a RE% (Redução de Espessura Percentual) é utilizada para criar uma curva que servirá para automaticamente avaliar/dimensionar as descontinuidades encontradas nos tubos inspecionados. Evidentemente o material (especificação de engenharia) e as dimensões (diâmetro e espessura) do tubo padrão, o qual será utilizado para construção da curva de calibração, devem ser os mesmos dos tubos a inspecionar.

A criação de uma curva de calibração é feita a partir de um arquivo de dados da inspeção do tubo de calibração. Nesse arquivo devem constar os sinais de todos os canais desejados para avaliação das descontinuidades na inspeção dos tubos do trocador, inclusive os canais mixer se esses forem utilizados também na avaliação. No caso do PR-012, o típico é o emprego de dois canais com frequências diferentes e um mixer.

A figura 17 mostra o início da construção dessa curva com a seleção do primeiro sinal coletado, clicando no registro gráfico no instante (tempo) central dele em qualquer um dos canais. A largura da janela deve ser ajustada para englobar completamente e somente o sinal de interesse. Na janela lateral preencher a caixa %Loss da descontinuidade relativa a esse sinal e clicar no botão Add Point. Automaticamente, os ângulos relativos aos sinais em todos os canais serão acrescidos na tabela e os pontos relativos desenhados na curva.

A figura 18 mostra a continuação da construção da curva com a entrada do segundo ponto. Observar que no canal mixer o sinal do entalhe interno (10%RE) apresentou um ângulo maior que o relativo ao furo passante (100%RE, tipicamente ajustado em 40º). Esse fato poderá implicar em erro no traçado da curva, principalmente se for escolhido a opção de traçado Linear (união de pontos). Já a opção de traçado Curve (ajustagem matemática), por ser um processo estatístico já considera os possíveis desvios dos valores experimentais.

Atento por se tratar de um processo experimental, a coleta de dados no padrão pode conter erros experimentais. Ver na figura 19 que o ângulo maior, 98,6º, da descontinuidade menor, 20%RE, comparado com o ângulo menor, 98,4º, da descontinuidade maior, 10%RE, contrariando os princípios físicos do ensaio. Qualquer ponto introduzido no processo de construção da curva pode ser removido da construção da curva com o botão Delete.

O inspetor deverá selecionar qual tipo de ajustagem da curva (Linear ou Curve) irá adotar para estimativa das descontinuidades porventura detectadas durante a inspeção dos tubos.

O passo final, no processo de criação da Curva de Calibração é pressionar os botões Commit (Curva de Calibração criada passa a ser usada na avaliação das descontinuidades dos tubos inspecionados) e Save (salvar arquivo da curva de calibração estabelecida). com o seguinte formato CalCurve_Material_Diam_Esp. Ver figura 21.

Figura 21– Adoção e Salvamento da Curva de Calibração Construída.

A tabela I, a seguir, mostra o levantamento dos dados do padrão, na construção da curva de calibração, e o preenchimento da tabela do formulário do PR-012 para a calibração.

Tabela I – Dados do Padrão de Calibração