6.   CALIBRAÇÃO

A fim de determinar a propriedade dureza do material, quantitativamente, uma calibração deve ser realizada inicialmente. Dependendo da composição química do aço e de seu processo de fabricação, diferentes combinações de microestruturas e de outras propriedades influentes nos resultado desse ensaio devem ser distinguidas. Testes com consistência estatísticas (número de amostras), considerando todas as variáveis independentes com influência no ensaio, são necessários para separar a influência da microestrutura (variável relevante) das outras influências (variáveis não relevantes) na resposta obtida no ensaio.

Geralmente, a medição pode ser afetada por diferentes variáveis perturbadoras (ruídos) do ensaio, como carepa, magnetização residual, tensão residual além dos  outros parâmetros essenciais. Como consequência direta, uma calibração individual seria necessária para cada tipo de aço e uma combinação dos demais parâmetros influentes. Diferentes tipos de aço, implicam em diferentes microestruturas (ferrita, perlita, bainita, ...), diferentes profundidades de endurecimento, além da sua combinação com outros parâmetros influentes, o que poderia implicar em uma grande variedade de chapas de referência para calibração.

Como alternativa a essa dificuldade, um algoritmo de aprendizado de máquina para classificação supervisionada é usado pelo programa de computador que gere a inspeção. A figura 9 apresenta um fluxograma desse algoritmo. Esse algoritmo emprega a distância euclidiana entre os dados vizinhos mais próximos no espaço de parâmetros. O comportamento estatístico do ensaio magnético de uma amostra desconhecida será comparado com todos os comportamentos dos dados existentes na base de dados de calibração. O dado vizinho com comportamento mais próximo do da amostra desconhecida no espaço de parâmetro relevante será investigado. O valor do parâmetro do vizinho mais próximo encontrado será o valor alvo do parâmetro resultante para a amostra desconhecida.

O aparelho de inspeção não fornece a dureza absoluta da amostra ensaiada. Portanto, quando da detecção de estados micro magnéticos desconhecidos, a dureza real, deve ser confirmada via avaliação mecânica com teste de dureza móvel (Leeb, UCI). Recomenda-se um número mínimo de cinco (5) medições de dureza móvel (Leeb, UCI) por 25x25 mm² de área avaliada. A base de calibração é sucessivamente atualizada e ampliada com novos estados micro magnéticos conhecidos após uma operação inicial, figura 9.

Fig. 9 – Visão geral do processo de aprendizagem de máquina.

Antes da etapa de calibração para a inspeção de um novo grau de aço é preciso fazer a operação de normalização. Para isso uma área da chapa padrão de referência que possua dureza abaixo do limite de reprovação (chamada de material base) deve ser inspecionada pelo aparelho e o resultado da inspeção registrado no programa.

Após a operação de normalização é preciso estabelecer o limiar de aprovação(OK)/reprovação(NOK) pela inserção de pontos de dados com essas características (dureza abaixo do limiar/dureza acima do limiar) no banco de dados de configuração para esse novo grau de material. Devido a inexistência inicial de banco de dados para o novo material é provável a indicação de erro (ERROR) em pontos de leitura. A definição de pontos com condição OK/NOK é obtida através de referência por medidas de dureza com técnica complementar (Leeb, UCI). Após a inserção de pontos (OK/NOK) no banco de dados desse novo material é possível iniciar a inspeção de chapas do novo grau de aço.

A seguir apresentam-se a sequência das etapas de calibração:

1. Mova o aparelho PLAMAT-M para uma área OK da amostra de referência.
2. Calibre pelo menos 10 pontos por canal como OK (nuvem de pontos verde).
3. Mova o aparelho e verifique as variações do sinal com base nas mudanças normais do material.
4. Se a variação do sinal com base no material for muito alta, o sistema informará o inspetor. Atualizar a calibração adquirindo mais pelo menos 10 pontos.
5. Mova o aparelho para uma área NOK da amostra de referência.
6. Calibre a área NOK (nuvem de pontos vermelho) e balanceie o banco de dados (o número de dados NOK deve ser pelo menos 10% do número de dados OK).

A figura 10, apresenta exemplo dos gráficos inferiores da sub aba Medição e calibração (“Measurement and calibration”) após uma calibração bem sucedida. É possível observar a nuvem de pontos verdes (região OK), a nuvem de pontos vermelhos (região NOK), e o raio do círculo de classificação (falta de precisão do contorno, “unsharpness”).

Fig. 10 – Gráficos da sub aba Medição e calibração com nuvem de pontos OK e NOK perfeitamente separados.

A chapa padrão de referência possui duas regiões representativas de pontos duros. Uma região, chamada de verificação da sensibilidade da técnica micro magnética, ampla (abarca todos os oito sensores ao mesmo tempo), na forma de um retângulo, e que; e uma região, chamada de verificação da detectabilidade da técnica micro magnética, com oito círculos, com diâmetro no limite de detecção exigido por norma. A figura 11 apresenta o sentido de varredura que o aparelho deve fazer na chapa para verificar a sensibilidade. A figura 12 apresenta o sentido de varredura que o aparelho deve fazer na chapa para verificar a detectabilidade.

Fig. 11 – Sentido de varredura na chapa padrão de referência para verificação da sensibilidade.

Fig. 12 – Sentido de varredura na chapa padrão de referência para verificação da detectabilidade.

Ajustes deverão ser feitos no programa 3MA-X8 MMS para que não exista diferenças entre as respostas dos oito sensores de mais que 20% para qualquer um dos 21 parâmetros de medição do aparelho PLAMAT-M.