AF338-1-1-EC-Cp4Sc5-Aplicacoes

5 GERAL.
Todas as inspeções para detecção de trincas ou outras falhas em serviço DEVEM ser consideradas críticas. Cada inspeção em cada aeronave ou sistema de armas deve ser abordada com o máximo cuidado e concentração. Sempre configure seu instrumento de correntes parasitas de acordo com os procedimentos estabelecidos. Certifique-se de verificar sua configuração várias vezes durante a inspeção para garantir que seu equipamento esteja respondendo corretamente. Reserve um tempo para garantir que você tenha escaneado cuidadosamente toda a área de inspeção, verificando suas varreduras duas vezes, se necessário. A inspeção que você realiza pode ser a última linha de defesa contra uma possível falha devido ao crescimento de fissuras. Não encontrar um defeito em uma área durante uma inspeção anterior não diminui as chances de ele se apresentar no futuro. Aborde cada inspeção como se houvesse uma falha conhecida na área que você está inspecionando.

5.1 Ponto Nulo (de balanço ou de trabalho).
O ponto nulo é o local em um plano de impedância no qual o instrumento de correntes parasitas é anulado ou zerado. Se anulado corretamente em um material sem defeitos, o instrumento posicionará o sinal (ponto) em um ponto específico da tela, e quaisquer alterações no material, como uma trinca, farão com que o sinal (ponto) reflita uma alteração na impedância elétrica no visor/tela.

5.2 Parâmetros. Há um grande número de parâmetros que podem ser definidos em um instrumento de correntes parasitas. No entanto, os parâmetros mais frequentemente ajustados pelos técnicos são frequência, ganho, ângulo de fase, ponto de trabalho, escala da tela e filtros.

5.2.1 Frequência.
O único parâmetro livremente ajustável em instrumentos modernos que afeta as correntes parasitas é a frequência. Os demais parâmetros existem apenas para melhorar a visibilidade da resposta do sinal no instrumento. Quanto menor a frequência, mais profundo o campo penetra no material e, portanto, maior a profundidade na qual as correntes parasitas fluem. No entanto, o campo não apenas se aprofunda, mas também se espalha, ou seja, se dilui, resultando em menor sensibilidade a pequenas variações (ver Figura 5.1). (N.T.: O uso de menor frequência de ensaio implica em menor geração de correntes parasitas desde a superfície na qual está a sonda.).

NOTA

A propagação das correntes parasitas depende da condutividade do material e da frequência de acionamento do instrumento

5.2.1.1 A frequência não afeta a intensidade das correntes parasitas, apenas a dispersão. (N.T.: Considerando o fenômeno de indução eletromagnética essa afirmação não é valida). Alguns instrumentos podem permitir o ajuste da tensão de acionamento que passa pela bobina geradora, o que, por sua vez, afeta a intensidade das correntes parasitas, resultando em maior sensibilidade na detecção de falhas. Isso é independente do ajuste de frequência.

5.2.2 Ganho.
O ganho pode ser aumentado para obter uma resposta de sinal maior (ou seja, para tornar um sinal pequeno mais visível) ou diminuído para reduzir a resposta do sinal no visor do instrumento. No entanto, aumentos no ganho aumentarão o "ruído" no visor do instrumento. O ruído pode ser causado por diversos fatores: a eletrônica do instrumento (não tão comum em instrumentos modernos), ruído do material resultante da estrutura de grãos do material, ruído do material causado pela alteração mecânica da superfície do material ensaiado, etc.

5.2.2.1 Alguns instrumentos possuem ganho H (dispersão X) ou ganho V (dispersão Y) além do ganho regular. Esses dois ganhos permitem que o operador aumente ou diminua o sinal independentemente na direção vertical ou horizontal e são muito úteis para ajudar a distinguir sinais de ruído de respostas defeituosas.

5.2.3 Ângulo de Fase.
Também conhecido como rotação ou ângulo de rotação. Independente da fase real das correntes parasitas, é uma configuração que permite ao usuário rotacionar as respostas do sinal na tela do instrumento. Pode ser usado para orientar a resposta do sinal ao levantar a sonda do material (sinal de lift-off, ao usar uma sonda absoluta). Isso ajuda o usuário a distinguir entre lift-off e um sinal provavelmente causado por uma falha.

5.2.4 Sensibilidade/Detectabilidade.(não disponível em todos os instrumentos)
Parâmetro que permite a ampliação do visor do instrumento. Atua como o recurso de "zoom" da câmera; não melhora a imagem, apenas a torna maior ou menor. É usado para definir a escala do reticulado exibida na tela. Uma configuração comum é 1 Volt por divisão de escala. Isso significa que um sinal com 2 divisões de escala tem uma tensão de 2 Volts. Essa medida é usada para classificar sinais como aceitáveis ou rejeitáveis.

Distribuição das correntes parasitas para diferentes frequências

Figura 5.1. Ilustração da distribuição das correntes parasitas com a frequência

5.2.5 Filtros.
Usados para filtrar sinais indesejados e melhorar a relação sinal-ruído, conforme ilustrado na Figura 5.2. Três tipos de filtros podem ser usados: passa-alta, passa-baixa e passa-faixa. Um filtro passa-alta (HPF) remove sinais de baixa frequência e permite a passagem de altas frequências, sendo útil para eliminar o efeito de variações graduais na condutividade ou dimensões na resposta de correntes parasitas. Um filtro passa-baixa (LPF) remove sinais de alta frequência e permite a passagem de sinais de baixa frequência, sendo útil para reduzir os efeitos do ruído eletrônico e da resposta de alta frequência de frequências harmônicas relacionadas a variações na permeabilidade magnética. Os filtros passa-faixa combinam filtros passa-baixa e passa-alta para permitir uma resposta em uma faixa específica de frequências e suprimir frequências acima e abaixo dessa faixa.

Figura 5.2. Ilustração dos efeitos de diferentes filtros no sinal de correntes parasitas.

5.3 Análise de modulação.

Uma técnica útil para separar sinais de interesse de outros sinais baseia-se na análise dos sinais em função do tempo. Um bom exemplo disso é o uso de um registro gráfico X e/ou Y (gráfico de faixas), onde a amplitude do sinal aparece na escala vertical e os tempos em que o sinal aparece e desaparece são monitorados na horizontal.

5.3.1 Um exemplo de análise de modulação é quando uma tela de instrumento de plano de impedância é usado no modo de varredura durante uma inspeção rotativa de furo de parafuso. Nessa técnica, o equipamento é tipicamente configurado de forma que cada traço ao longo da varredura represente uma rotação no furo. A posição do relógio de uma indicação no furo pode ser determinada por sua localização ao longo da varredura. De maior importância é a largura da indicação ou por quanto tempo ela se desvia da linha de base. Neste exemplo, o tempo durante o qual a indicação é detectada (largura) é usado para identificar se ela se deve ou não a uma variável de interesse. Por exemplo, uma irregularidade em um furo de parafuso produzirá uma indicação que dura um longo período, enquanto uma trinca é muito estreita e produz uma indicação que dura um curto período. Ambas as indicações podem ter a mesma amplitude, mas talvez apenas a trinca seja de interesse. Um filtro eletrônico pode ser usado para suprimir sinais de longa duração (baixa frequência), deixando apenas a indicação de trinca (alta frequência) no visor para o inspetor visualizar.

NOTA:

Em relação à análise de modulação, é importante entender que os termos alta e baixa frequência se referem à duração da indicação, não à frequência da corrente alternada na bobina.

5.3.2 A frequência de uma indicação é o recíproco do seu período de duração, ou seja, quantos eventos (ciclos) desse tipo poderiam ocorrer em 1 segundo. Por exemplo, suponha que a indicação do furo fora de circularidade discutida no Parágrafo 5.3.1 dure 0,1 segundo ao longo da varredura, e a indicação da trinca dure 0,01 segundo ao longo da varredura. A frequência f do sinal fora de circularidade seria 1/0,1 ou 10 ciclos/seg (Hz), e a da trinca seria 1/0,01 ou 100 ciclos/seg (Hz). Um filtro passa-alta poderia ser ajustado em 50 Hz para suprimir sinais abaixo de 50 Hz e permitir a exibição de sinais acima de 50 Hz. Como também pode haver sinais com frequência mais alta do que a variável de interesse, um filtro passa-baixa também pode ser usado para suprimir ruído de alta frequência. Este filtro pode ser definido em 200 Hz para o exemplo acima. Usados em conjunto, os filtros passa-alta e passa-baixa formam o que é chamado de filtro passa-banda, o que significa que apenas sinais com frequência acima de uma faixa específica são exibidos. No exemplo acima, sinais acima de 200 Hz são suprimidos pelo filtro passa-baixa, e sinais abaixo de 50 Hz são suprimidos pelo filtro passa-alta. Para passar por ambos os filtros, o sinal deve estar entre 50 e 200 Hz, ou durar de 0,005 a 0,02 segundos.

5.4 Resposta em Frequência.
A análise de resposta em frequência é a forma mais comum de análise de modulação. Durante o ensaio de correntes parasitas, a impedância da bobina de ensaio permanece constante, desde que não haja alteração nas condições de inspeção ou nas propriedades do material. Quando ocorrem variações na impedância, as taxas de variação na impedância e o sinal de corrente parasita resultante são proporcionais às taxas de variação das propriedades do material e à velocidade de varredura. Consequentemente, uma pequena fissura proporcionaria uma rápida variação na impedância durante a varredura e um sinal de corrente parasita de alta frequência correspondente. Esses sinais podem ser visualizados em um monitor de vídeo ou em um registrador gráfico de sinais em função do tempo. O efeito na amplitude, ao encontrar diferentes tipos de variações do material e ao varrer a uma velocidade constante, é mostrado na Figura 5.3. Uma rápida mudança de sinal costuma ser um bom indicador de uma pequena falha ou de uma mudança abrupta nas características do material. Uma lenta mudança de sinal geralmente indica uma mudança gradual nas dimensões, elevação ou alguma outra propriedade.

Frequência de resposta (sinal da descontinuidade)

Frequência de resposta (sinal da descontinuidade)

Figura 5.3. Efeito de variáveis materiais na magnitude da corrente alternada na bobina de ensaio com velocidade de varredura constante

5.5 Inspeção de furos de fixação.

5.5.1 Trincas em Paredes de Furos de Fixadores. Uma aplicação comum da inspeção por correntes parasitas em estruturas de aeronaves é a detecção de trincas em furos ou paredes de fixadores. Essas trincas são geralmente geradas por fadiga, corrosão sob tensão ou uma combinação de fadiga e corrosão. O progresso dessas trincas costuma ser lento no estágio inicial, onde a detecção precoce pode prevenir possíveis falhas catastróficas.

5.5.1.1 Trincas por Fadiga.
As trincas por fadiga são geralmente causadas por carregamentos cíclicos repetidos sobre uma estrutura, com níveis de tensão inferiores aos necessários para a deformação visível. Como a tensão se concentra em áreas de fragilidade localizada, como furos, as trincas por fadiga frequentemente se iniciam nesses pontos. As trincas geralmente se propagam normal à direção da tensão máxima de tração aplicada. A seguir, descrevemos dois tipos de fadiga:

Fadiga de Alto Ciclo (FAC). FAC geralmente significa que a tensão aplicada é baixa em comparação com a resistência à tração final do material, mas submetida a um número muito alto de ciclos (exemplos: tensões de vibração ou turbulência do ar).
Fadiga de Baixo Ciclo (LCF). LCF geralmente significa que a tensão aplicada é alta em comparação com a resistência à tração final do material, mas submetida a um número muito baixo de ciclos (exemplos: tensões de decolagem e pouso).

5.5.1.2 Trincas por Corrosão sob Tensão.
Trincas por corrosão sob tensão ocorrem sob a influência combinada de uma tensão de tração e de um ambiente corrosivo sobre um material suscetível à corrosão sob tensão. A tensão de tração pode resultar de uma tensão aplicada ou de uma tensão residual. A umidade do ar combinada com um ambiente suficientemente corrosivo pode, em alguns casos, causar trincas por corrosão sob tensão. Além disso, a combinação de fadiga cíclica na presença de trincas por corrosão pode causar o rápido crescimento das trincas.

5.5.1.3 Acabamento e Dimensões da Parede do Furo.
O acabamento e as dimensões da parede do furo influenciam tanto a ocorrência quanto a detectabilidade de trincas em furos de fixadores. Danos na parede do furo, como arranhões, trepidações e ranhuras criadas durante a fabricação, podem criar concentrações adicionais de tensão na parede do furo e fornecer locais preferenciais para o início de trincas. Parafusos frouxos causados por furos superdimensionados ou fora de circularidade permitem movimento na área do furo e permitem ação de fadiga. Essas mesmas condições podem influenciar a confiabilidade da inspeção. Durante a inspeção, danos severos à parede do furo resultam em indicações de correntes parasitas que podem não ser separáveis das indicações de trincas. O lift-off excessivo devido a condições fora de circularidade também pode mascarar indicações de trincas. Todas essas condições podem ser criadas durante os processos de fabricação no furo ou como resultado da ação de fadiga durante o serviço e da remoção do parafuso.

5.5.1.4 Efeitos de Borda. Muitas trincas em furos de fixadores ocorrem na borda do furo ou próximo a ela. Estruturas adjacentes, raios de escareamento e rebarbação não uniformes e danos nas bordas do furo aumentam o ruído de fundo e diminuem a relação sinal-ruído. Isso leva a uma perda geral de detecção de trincas na borda dos furos. Outros efeitos na detectabilidade de trincas resultam da presença de outros metais adjacentes à borda do furo. Superfícies escareadas também limitam a CP por técnicas manuais adjacentes às bordas do furo.

5.5.2 Preparação dos Furos dos Parafusos. Os furos nas superfícies de contato devem ser realinhados antes da inspeção CP ou perfurados com um diâmetro maior, que seja concêntrico através das peças de contato. Antes de realizar a inspeção dos furos dos parafusos, todo o material estranho deve ser removido do furo. Materiais estranhos podem incluir selantes, lubrificantes, lascas de metal e lascas de tinta. Normalmente, esse material pode ser removido com cotonetes e um solvente adequado. Furos severamente danificados durante o serviço ou durante a inserção/remoção de fixadores podem exigir alargamento antes da inspeção CP. Se alargamento for necessário, entre em contato com o engenheiro responsável pelo componente para obter um método aprovado.

5.6 Aparelho de inspeção de furos de fixadores

CUIDADO
Em geral, a capacidade de detecção da varredura manual de furos de parafusos é significativamente menor do que a varredura automática de furos de parafusos e, portanto, NÃO DEVE substituír a varredura automática, a menos que especificado em procedimentos específicos da peça ou em autorização específica por escrito da autoridade de engenharia responsável.

5.6.1 Escaneamento manual de furos de parafusos.

CUIDADO
A inspeção automática por correntes parasitas em furos de parafusos (BHEC-Bolt Hole Eddy Current) DEVE ser realizada de acordo com a Ordem Técnica (TO=Technical Oredere) do sistema de armas aplicável e/ou o pacote de trabalho apropriado na TO 33B-1-2 para o procedimento específico a ser executado. Salvo indicação em contrário, a TO específica do sistema de armas sempre tem precedência sobre as recomendações do fabricante ou qualquer TO geral.

Quando utilizada, a varredura manual dos furos de parafusos é realizada em níveis especificados em toda a profundidade do furo. A inspeção geralmente é iniciada com o centro da bobina da sonda posicionado imediatamente dentro da borda superior ou inferior do furo, de modo que a borda externa da bobina fique nivelada com a superfície da peça. A posição da bobina da sonda é ajustada para o nível especificado abaixo do colar da sonda, e a sonda é inserida no furo até que o colar da sonda encoste na superfície da peça. Ocasionalmente, a corrosão sob tensão intergranular (IGC) pode ocorrer ao longo de um plano aproximadamente paralelo à superfície da peça. A indicação desse tipo de corrosão é semelhante a um furo de formato elíptico ou a uma mudança lenta na condutividade. A aplicação incorreta da filtragem passa-faixa pode mascarar a presença de IGC.

5.6.2 Varredura Automatizada de Furos de Parafuso.
A varredura automática é normalmente usada para inspeção de furos de parafuso devido à maior capacidade de detecção em relação à varredura manual. Este equipamento fornece uma unidade de varredura portátil que aciona uma sonda propciando uma varredura em um padrão helicoidal ao longo do furo, ou gira a sonda em altas revoluções por minuto, a uma velocidade constante enquanto o operador indexa/movimenta a sonda através do comprimento do furo. O equipamento que gira a sonda em um padrão helicoidal é chamado de dispositivo de varredura ("scanner") de rotação translacional. Muitas vezes, "scanners" de alta velocidade não têm movimento translacional automatizado e dependem da velocidade na qual o operador empurra e puxa a sonda para dentro e para fora do furo. Os resultados podem ser armazenados em um registrador de gráfico de tiras ou exibidos em um visor digital.

5.6.2.1 O "Scanner" Rotativo.
O "scanner" gira a sonda do furo de parafuso a uma determinada velocidade, que foi definida no instrumento durante a configuração. A sonda deve ser inserida no furo do fixador e movimentada no furo a uma velocidade lenta o suficiente para que a bobina na sonda escaneie toda a superfície da parede do furo em uma espiral fechada, garantindo assim 100% de cobertura da superfície (veja a Figura 5.4).

5.6.3 Sondas Rotativas para Furo de Parafuso.
O projeto mais comum de sonda para furo de parafuso é mostrado na Figura 5.4. A sonda consiste em uma carcaça com um conector de 4 pinos e um corpo principal. A carcaça possui dois anéis de vedação que prendem e centralizam a sonda no receptáculo do conector do "scanner". Itens fornecidos pelo fabricante como parte integrante da construção ou operação da sonda, como anéis de vedação, NÃO DEVEM ser removidos. O corpo consiste em uma haste com uma esfera integrada na extremidade, chamada de "cabeça". A haste é bipartida e uma das duas metades da cabeça contém a bobina do sensor. A cabeça bipartida proporciona flexibilidade de mola para garantir que a bobina do sensor possa ficar o mais próximo possível da parede do furo do fixador. Ao escolher uma sonda para furo de parafuso, o diâmetro da esfera deve ser igual ou ligeiramente menor que o do furo do fixador a ser inspecionado. Isso proporciona o melhor ajuste após a haste ser aberta e a fita aplicada.

Figure 5.4. Técnica adequada para garantir 100% de cobertura (esquerda), cobertura incompleta (direita)

Sonda de Inspeção de Furos Típica

Figure 5.5. Projeto Típico de Sonda para Furo de Fixador

5.6.3.1 Há uma variedade de outros projetos, como sondas com cabeças cônicas ou cilíndricas, ou sem cabeça alguma. No entanto, estudos demonstraram que a sonda em formato de esfera fornece ótima detectabilidade de falhas em todo o furo de um fixador, incluindo na borda de ambas as extremidades abertas. O formato de esfera ajuda a garantir que a bobina esteja em contato com a parede do fixador, mesmo que a sonda não esteja totalmente alinhada com o eixo do furo.

5.6.3.2 A Figura 5.6 mostra a configuração típica da bobina em uma sonda para furo de parafuso. A bobina consiste em duas bobinas receptoras, cada uma enrolada em uma ferrite em formato de D. As bobinas receptoras são então colocadas lado a lado e uma bobina condutora é enrolada em torno de ambas. Os receptores são conectados de forma diferente (polos elétricos). Isto significa que se a Bobina Receptora 1 "vê algo", ela causa uma resposta de sinal ascendente. Se a Bobina Receptora 2 vê algo, ela causa uma resposta de sinal descendente. Este tipo de bobina é chamado de reflexão diferencial

Figura 5.6. Configuração da Bobina em uma Sonda de Furo de Parafuso

5.6.3.3 A Figura 5.7 (A) mostra uma sonda de furo de parafuso típica com uma bobina de reflexão diferencial padrão "D50". A bobina excitadora ("driver") é a bobina mais externa. A bobina "driver" gera um campo magnético alternado que penetra no material condutor. O material reage gerando correntes parasitas cujo campo se opõe ao campo eletromagnético primário. Como o campo magnético de entrada é espalhado, ou seja, o campo efetivo tem uma área efetiva muito maior do que apenas o diâmetro da bobina, as correntes parasitas são assim mais espalhadas.

5.6.3.4 A Figura 5.7 (B) mostra a distribuição de correntes parasitas para a sonda mostrada na Figura 5.7 (A). As correntes parasitas fluem no mesmo padrão circular que os enrolamentos da bobina condutora, são mais fortes perto dos enrolamentos da bobina e dissipam-se lentamente no material condutor. A figura mostra a extensão e a profundidade externas das correntes até o ponto em que sua intensidade atinge 37% da intensidade na superfície (profundidade de penetração padrão). Neste exemplo, o resultado é que, em um componente de alumínio a 200 kHz, uma sonda com uma bobina condutora de 0,070" de diâmetro gerará um campo de correntes parasitas com cerca de 0,008" de profundidade no material e terá uma área de detecção que se estende por aproximadamente 0,086" de diâmetro.

Figure 5.7. Exemplo de (A) Sonda de Furo de Parafuso e (B) Bobina de Excitação e Geração de Correntes Parasitas

.

5.7 Ajuste da Sonda.
Uma sonda que se encaixe corretamente dentro do furo é essencial para o desempenho da inspeção. Uma sonda mal ajustada vibrará no furo, resultando em elevação excessiva e ruído de sinal.

CUIDADO
Somente sondas do tamanho correto DEVEM ser usadas para realizar a inspeção de furos de parafusos por correntes parasitas. A inspeção com uma sonda mal ajustada pode resultar em indicações de trincas perdidas.

5.7.1 A seguir apresenta-se uma sequência simples para garantir um bom encaixe da sonda:

a. Meça o diâmetro do furo do parafuso se você não o souber;
b. Selecione uma sonda com uma faixa de tamanho que se ajuste ao furo do parafuso;
c. Aplique a sonda com fita adesiva; não a insira no scanner;
d. Insira-a no furo;
e. Se a sonda puder quase ficar em pé no furo (se o furo for vertical e para baixo), ou ficar pendurada dentro do furo (se o furo for vertical e para cima), ou não escorregar para fora do furo (se o furo for horizontal) e se você ainda puder girá-la suavemente com a mão, o encaixe da sonda está correto (Figura 5.8)
f. Se o encaixe não estiver correto, coloque um pouco de espuma não condutora ou material emborrachado na fenda da haste da sonda e tente novamente.

Figura 5.8. Verificando o ajuste da sonda no furo

5.8 Aplicação de Fita na Sonda.
As sondas para furos de parafusos são fabricadas com diversos tipos de materiais, dependendo do tipo e do fabricante da sonda. Algumas sondas são mais duráveis do que outras. Sondas feitas de plástico macio podem se desgastar e expor os enrolamentos da bobina em apenas alguns usos, portanto, é sempre aconselhável carregar uma sonda extra. Uma maneira de proteger a bobina é usar fita de "teflon" para cobri-la. Parte da duração de uma sonda e das respostas que você observa durante uma inspeção depende da forma como você a aplica. Deve ser usada fita com espessura entre 2,5 e 3,5 mils (0,0025-0,0035 polegadas), levemente elástica e com revestimento adesivo. A maneira correta de aplicar a fita é enrolá-la completamente ao redor da metade da bobina de uma sonda bipartida. As extremidades da fita devem ser dobradas entre a sonda bipartida. A sonda bipartida proporciona uma ação semelhante a uma mola para garantir que a bobina mantenha contato com a superfície do furo durante a rotação. Portanto, a fita NÃO DEVE ser enrolada completamente em torno de ambas as metades da divisão, pois isso impedirá que a sonda se ajuste ao furo. A Figura 5.9 mostra um exemplo de uma sonda com fita aceitável. Neste exemplo, a fita cobre suavemente a metade da bobina da sonda sem rugas e as extremidades da fita são dobradas entre a divisão. A Figura 5.10 e a Figura 5.11 mostram exemplos de aplicação de fita inaceitável. A Figura 5.10 mostra a fita cobrindo apenas metade da bobina, o que permitiria que as bordas da fita subissem durante a rotação da sonda no furo, e a Figura 5.11 mostra a fita que não foi aplicada suavemente e está enrugada.

Sondas aprovadas para inspeção de furos de rebite

Sondas aprovadas para inspeção de furos de rebite

Figura 5.9. Exemplos de Sondas de Furo de Parafuso Com Aplicação Aceitavel da Fita

Acabamento da sonda indevido

Figura 5.10. Aplicação de Fita Inaceitável (Incompleta)

Proteção inadequada (enrugada)

Figura 5.11. Aplicação de Fita Inaceitável (Enrugada)

5.9 Compensação de Lift-off (afstamento sonda-peça) para Inspeção de Furo de Parafuso.
A compensação de levantamento para inspeção de furo de parafuso depende da qualidade da superfície e das dimensões do furo. A compensação de lift-off ideal é aquela que apenas suprime as variações de lift-off dentro do furo, mas não fornece compensação excessiva. A compensação excessiva de lift-off pode reduzir a sensibilidade e aumentar o ruído. Ao usar sondas sem blindagem, quantidades específicas de compensação de lift-off podem ser obtidas usando um calço entre a bobina da sonda do furo do parafuso e a parede do furo. A espessura do calço deve ser igual à quantidade de compensação de lift-off desejada e deve ser relativamente resistente para evitar rasgos durante a inserção e remoção da sonda. Fita de Teflon DEVE ser usada para essa finalidade. A compensação de lift-off geralmente é realizada no furo em um ponto afastado da borda ou no centro se a espessura da peça for inferior a 1,25 cm. Mais tolerância nas configurações de compensação de lift-off é permitida ao usar equipamento de varredura automática ou sondas blindadas.

5.10 Configurações do Aparelho ("Calibração").
As configurações de ajuste do instrumento antes da inspeção são baseadas na resposta a um padrão de referência especificado. Uma ampla variedade de padrões de ensaio é utilizada para inspeção de furos de parafusos. Eles incluem peças trincadas, entalhes usinados por eletroerosão (EDM), entalhes cortados com serra de joalheiro, diferenças na condutividade dos padrões de e uma infinidade de outros padrões com entalhes e/ou trincas maiores. Cada procedimento individual DEVE especificar o padrão a ser utilizado e a resposta necessária em termos de deflexão do medidor ou tamanho da indicação em um registrador, registro gráfico ou visor do instrumento. Quando for necessário encontrar pequenas falhas e existir a possibilidade de diferentes tipos de sondas (tamanho da bobina e frequência) serem utilizados, é necessário utilizar uma referência com as mesmas dimensões aproximadas das falhas a serem detectadas, como entalhes por eletroerosão.

5.11 Velocidade e a Trajetória de Varredura.
A velocidade e a trajetória da varredura devem ser considerados durante a configuração do procedimento. Isso é especialmente importante com a varredura manual, pois a resposta da sonda com a varredura manual não será a mesma que durante a varredura automatizada. A distância entre as varreduras ou o incremento de varredura é determinado pelo tamanho mínimo de trinca necessário para ser detectado. Durante a varredura manual, o procedimento de varredura é repetido após a colocação da bobina da sonda em cada posição de varredura até que todo o comprimento do furo tenha sido inspecionado. Ao inspecionar múltiplas camadas, a inspeção deve ser realizada nos materiais de cada camada adjacente a cada interface. Quando a posição específica da interface entre camadas de material similar não for conhecida, sua posição pode ser estabelecida passando a sonda pela interface e marcando a posição de deflexão máxima do sinal. A configuração e a inspeção DEVEM ser realizadas usando a mesma velocidade e padrão de varredura para garantir a melhor resposta do sinal e a máxima cobertura da varredura.

Ao inspecionar um furo, a sonda deve ser guiada para dentro do furo de forma que o eixo da sonda esteja alinhado com o eixo do furo (consulte as Figuras 5.12 e 5.13). Isso pode ser difícil de fazer, especialmente ao monitorar a tela do instrumento ao mesmo tempo. Se a sonda não estiver alinhada corretamente, a bobina pode não tocar a superfície do furo do parafuso, impedindo uma inspeção eficaz. A sonda também pode oscilar ou vibrar, causando ruído excessivo.

Figura 5.12. Alinhamento correto da sonda.

Figura 5.13. Alinhamento incorreto da sonda.

5.13 Espaçamento entre Sonda e Borda.
Ao inspecionar pequenas trincas originadas nas bordas, o espaçamento entre sonda e borda pode se tornar uma preocupação. Algumas abordagens para superar essas preocupações são: aumentar a frequência da fonte geradora de correntes parasitas, reduzir o tamanho físico da bobina e adicionar blindagem ao redor da bobina da sonda. Blindagem adicional permitirá uma inspeção mais próxima da borda devido ao menor volume de material detectado e resultará em maior sensibilidade a falhas menores. O espaçamento entre sonda e borda torna-se ainda mais preocupante quando a borda da peça está em contato com uma peça ferromagnética, como um rolamento ou bucha. Novamente, minimizar o volume de material detectado pela sonda aliviará algumas dessas preocupações irrelevantes e otimizará a resposta do sinal.

5.14 Interpretação do Sinal de Correntes Parasitas em Furos de Parafuso.
Um dos requisitos mais importantes para detectar uma pequena trinca é que a bobina passe sobre a trinca. Indiscutivelmente, a capacidade do técnico de interpretar as respostas do sinal de correntes parasitas é igualmente crucial para uma inspeção bem-sucedida. Para avaliar completamente qualquer indicação, os técnicos devem utilizar as telas de plano de impedância e de varredura (registro gráfico, Figura 5.14). O plano de impedância fornece as informações de fase, permitindo que o técnico avalie se uma indicação é decorrente de ruído ou de uma trinca. A Figura 5.15 ilustra por que a passagem de uma sonda de reflexão diferencial sobre uma trinca resulta em uma indicação em forma de oito ("Lissajous") ou de circuito duplo na tela do instrumento. O registro gráfico da varredura mostra quantas indicações de falha estão presentes e, se configurado corretamente, em qual posição circunferencial, a partir de um ponto de referência, cada falha está localizada no furo. Usados em conjunto, as telas de plano de impedância e de varredura permitem que o técnico determine a orientação do sinal presente, quantas falhas estão presentes e sua posição circular dentro do furo do fixador.

Apresentações Plano de Impedâncias e Varredura Circular

Apresentações Plano de Impedâncias e Varredura Circular

Figura 5.14. Mostrador do Plano de Impedância (Esquerda) e Registro Gráfico da Varredura (Direita).

Sonda Diferencial por Comparacao Interna

Figura 5.15. Respostas do Sinal de Correntes Parasitas em Furos de Parafusos a Partir de uma Trinca

A medida que a sonda se move através da trinca o trajeto das correntes parasitas vai se modificando com a circulação ao redor e abaixo da trinca;
Essa mudança é detectada pela bobina receptora 1 e como resultado, o ponto no plano de impedância move-se para cima;
Com a continução de movimentação da sonda, a distorção da corrente causa uma resposta máxima na bobina receptora 1 e a resposta no plano de impedância alcança o máximo;
Quando a trinca se localiza no centro das bobinas, o fluxo de corrente se modifica ao redor da trinca e a distorção atinge seu máximo;
Entretanto, nessa posição ambas as bobinas sensoras estão "sentindo" o mesmo campo e porque estão enroladas em sentido contrário , o sinal resultante é zero (resposta nula);
A medida que a sonda se move mais ainda, a bobina receptora 2 agora "sente" a distorção da corrente e como resultado o sinal no plano de impedâncias se move para baixo;

5.14.1 Furos Excêntricos.
Os efeitos de furos fora de circularidade ocorrem frequentemente, dificultando muito a interpretação do sinal e podendo levar a falsas indicações ou à perda de trincas. É muito importante medir os furos dos fixadores antes da inspeção, caso suspeite de uma condição fora de circularidade. Estudos demonstraram que a detecção de trincas ainda é possível em diâmetros nominais abaixo de 0,006 a 0,008 polegadas fora de circularidade; no entanto, a resposta do sinal de trinca é ligeiramente distorcida. Acima desses valores, os sinais de trinca são geralmente distorcidos, não são distinguíveis do ruído e os níveis de ruído excedem os limites de rejeição. Em aplicações em campo, furos fora de circularidade normalmente apresentam níveis inaceitáveis de ruído de sinal. Os parágrafos a seguir descrevem alguns dos efeitos observados nas respostas de sinal de furos fora de circularidade.

5.14.1.1 Resposta "Tipo Poço" ["GOAL POST"} (sem trinca). À medida que a sonda gira no furo do fixador, ela se comprime ao entrar na seção estreita (3-9 horas). Ao entrar na seção mais larga (6-12 horas), ela se expande, mas a bobina pode não tocar mais a superfície e, portanto, sofre lift-off O resultado é um padrão semelhante a um poço no visor registro gráfico de varredura e uma indicação no visor de impedância semelhante a uma indicação de trinca, mas em um ângulo de fase diferente (Figura 5.16). Esse ruído excessivo de lift-off é rejeitável .

Figura 5.16. Resposta tipo poço em alumínio.

5.14.1.2 Resposta de ruído excessivo. Se houver uma trinca na seção estreita de um furo fora do círculo, o efeito de lift-off pode mascarar ou distorcer a resposta do sinal da trinca, dificultando a interpretação da resposta da trinca (Figura 5.17). Mesmo que uma indicação semelhante a uma trinca não estivesse presente, o furo na Figura 5.17 ainda seria rejeitável, com base no ruído de elevação excessivo

Ruido Execssivo em Furo de Rebite em Alumínio

Figura 5.17. Resposta de Ruído Excessiva em Alumínio

5.14.1.3 Ruído Excessivo e Resposta a Trincas. Se houver uma trinca na seção mais larga de um furo fora de circularidade, o efeito de lift-off tem dois efeitos: pode mascarar ou distorcer a resposta do sinal da trinca e reduz a amplitude do sinal (Figura 5.18). O furo na Figura 5.18 seria rejeitável com base no ruído e devido a uma indicação semelhante a uma trinca. Se o furo estiver severamente fora de circularidade, o efeito de lift-off pode ser tão grande que não há resposta perceptível da trinca.

Ruido Excessivo e Sinal de Trinca em Alumínio

Figura 5.18. Ruído Excessivo e Resposta a Trincas em Alumínio

5.15 Furos de Fixadores Não Removíveis.

5.15.1 Inspeção Aplicação de Furos de Fixadores.
Se um fixador não puder ser removido de um furo devido ao seu tipo ou localização, a inspeção ao redor do fixador pode ser realizada para detectar trincas que se desenvolvem sob a cabeça ou porca do fixador. O tamanho das trincas detectáveis depende da distância que deve ser mantida entre a sonda e a borda do fixador. Em muitos aspectos, essa aplicação é semelhante à inspeção de trincas na borda de aberturas e recortes. Sondas grandes de baixa frequência e sondas reflexivas deslizantes também podem ser escaneadas sobre fixadores escareados e identificar trincas na 1ª, 2ª e 3ª camadas.

5.15.2 Espaçamento entre Sonda e Fixador.
Se necessário apenas para detectar trincas relativamente grandes, como aquelas que se estendem entre dois fixadores, a inspeção por correntes parasitas geralmente pode ser realizada a uma distância suficiente das cabeças dos fixadores para eliminar seu efeito na resposta das correntes parasitas. Quando pequenas trincas precisam ser detectadas, a sonda deve ser posicionada mais próxima da borda do fixador, e a distância entre a sonda e o fixador deve ser mantida constante durante a varredura. Quando fixadores fabricados com materiais magnéticos, como aço, são usados em peças não magnéticas, um espaçamento relativamente grande deve ser usado. Além disso, sondas blindadas podem ser usadas para minimizar a distância entre a sonda e o fixador, permitindo a inspeção próxima ao fixador.

5.15.3 Guias de Varredura ao Redor de Fixadores Não Removíveis.
Para fixadores não ferrosos (não magnéticos), a cabeça do fixador pode ser usada como guia da sonda. Somente os fixadores que se projetam da superfície da peça e são concêntricos com o furo podem ser usados como guias. Para fixadores com cabeças não concêntricas com os furos, como cabeças hexagonais e serrilhadas, um colar acoplado à cabeça do fixador pode ser usado como guia de varredura. A maioria das sondas blindadas pode ser varrida ao redor de fixadores de aço sem a necessidade de um colar. Os gabaritos devem ser posicionados concêntricos à cabeça do fixador para garantir uma resposta relativamente consistente de um material sem defeitos à medida que a sonda é guiada ao redor do fixador.

5.15.4 Seleção da Sonda.
Assim como em muitas outras aplicações de detecção de falhas, recomenda-se o uso de sondas de raio de pequeno diâmetro. Essas sondas permitem melhor visibilidade da localização da bobina da sonda e maior flexibilidade no estabelecimento do espaçamento entre a sonda e o fixador. Sondas de raio também são menos suscetíveis do que sondas de superfície plana a variações de elevação com mudanças no ângulo entre a sonda e a superfície.

5.15.5 Normas para Furos de Fixadores Não Removíveis.
Sempre que possível, as normas para inspeção ao redor das cabeças de fixadores não removíveis devem reproduzir o mais fielmente possível as condições da área de inspeção. Caso não estejam disponíveis amostras trincadas que representem o tamanho mínimo de trinca a ser detectado, podem ser utilizadas ranhuras de eletroerosão cortadas nas bordas dos furos na norma de referência. O material, a geometria, o tamanho do furo, o tipo de fixador e a instalação devem ser os mesmos para a peça de referência e para a área de inspeção, a menos que tenha sido estabelecida correlação prévia com outras referências disponíveis. A duplicação da geometria da peça na referência minimiza as diferenças de resposta entre as referências e as trincas na peça.

5.16 Filetes e Cantos Arredondados.

5.16.1 Bordas (Incluindo Cantos e Raios).
Para a maioria das técnicas de correntes parasitas, o fluxo é circular e paralelo à superfície da peça. Se o fluxo de correntes parasitas interceptar uma borda, canto ou raio da peça, o padrão circular é interrompido e as correntes parasitas ficam confinadas a um volume menor. Essa ação altera a magnitude e a distribuição das correntes parasitas e é conhecida como efeito de borda (Figura 5.19). Conforme ilustrado, a densidade de corrente será ligeiramente maior na borda da peça do que no interior. Isso resultará em um ligeiro aumento na sensibilidade a descontinuidades localizadas na borda.

5.16.2 Ocorrência de Trincas.
Cargas de flexão repetidas aplicadas a filetes e raios (cantos arredondados) de uma peça podem levar a trincas por fadiga. Trincas por fadiga geralmente ocorrem paralelas ao raio. Em raios moldados, a trinca geralmente ocorre perto do centro do raio, onde há afinamento máximo. Em filetes usinados ou raios de perfis extrudados onde a espessura da peça é maior no centro do raio, é mais provável que ocorram trincas de fadiga no ponto tangente ao raio. Às vezes, podem ocorrer trincas por corrosão sob tensão nos raios e filetes de peças usinadas onde são aplicadas tensões de tração ou áreas com tensões de tração residuais são expostas. A trinca por corrosão sob tensão é frequentemente promovida pelo acúmulo de umidade nesses filetes e raios.

Figura 5.19. Distorção do Fluxo de Correntes parasitas na Borda de uma Peça

5.16.3 Requisitos de Equipamento para Filetes e Raios.
Em geral, nenhum equipamento especial é necessário para a inspeção de filetes e raios. Uma inspeção adequada pode ser realizada usando instrumentos de correntes parasitas com uma sonda de ponta de raio ou um sistema de ensaio equivalente. O raio da ponta da sonda deve ser menor que o raio do filete a ser inspecionado para garantir um contato relativamente constante entre a sonda e a peça e, assim, evitar variações excessivas no levantamento. Para a inspeção das bordas de raios ou filetes, é recomendável usar uma régua plástica fina para manter o espaçamento entre a sonda e a borda no filete. Ocasionalmente, um dispositivo de fixação semelhante ao usado para os raios de assento do talão em rodas pode ser usado para filetes e raios. Dispositivos de fixação reduzem o tempo de inspeção, melhoram a detectabilidade da inspeção e garantem uma cobertura completa.

5.16.4 Padrões de Referência para Filetes.
O melhor padrão de referência é uma peça real com uma falha real. Se isso não puder ser obtido, um corpo de prova que represente a configuração da peça a ser testada deve ser usado para a configuração. Portanto, é preferível ter um padrão do mesmo material, acabamento e raio do filete a ser ensaiado. Uma ou várias falhas podem ser colocadas na área de inspeção do padrão de referência. O padrão deve conter pelo menos uma falha igual ou menor que o tamanho de falha exigido pela inspeção. Padrões planos podem ser usados se um padrão com a configuração necessária não estiver disponível. A resposta de padrões planos difere muito pouco da resposta de trincas ou ranhuras em filetes ou superfícies curvas se uma sonda de raio com diâmetro substancialmente menor que o raio do filete for usada. Ranhuras nas bordas não são intercambiáveis com ranhuras localizadas longe da borda.

5.17 Corrosão.

5.17.1 Requisitos do Sistema de Ensaio para Detecção de Corrosão.
Os requisitos do sistema de ensaio para detecção de corrosão dependem do tipo e da profundidade da corrosão para a qual a inspeção é realizada. Para corrosão por corrosão uniforme e para grandes pites, os sistemas de medição de espessura fornecem ótima detectabilidade. Para pequenos pites e pequenas áreas de esfoliação ou ataque intergranular, os requisitos de inspeção tornam-se semelhantes aos para falhas subsuperficiais. Instrumentação e sondas com uma ampla seleção de frequências de operação podem ser necessárias para cobrir a ampla gama de tipos de materiais e espessuras. Equipamentos de análise de plano de impedância operados por bateria podem ser usados para detecção de corrosão e têm muitas vantagens para essas aplicações na maioria das situações de campo.

5.17.2 Tipos de Corrosão.
Corrosão é uma deterioração de metais por ação química. A corrosão ocorre quando um líquido condutor, como água com íons, permite que os elétrons se movam de uma peça de metal para outra, ou de um ponto para outro na mesma peça de metal. Se sal, ou outra fonte de íons, for adicionado à água, a condutividade é aumentada e a taxa de corrosão aumenta. Até mesmo a condensação do ar úmido pode fornecer água suficiente para que a corrosão ocorra. As principais defesas contra a corrosão em aeronaves são o isolamento de metais diferentes uns dos outros e a proteção das superfícies metálicas contra a umidade. Embora a corrosão possa ser classificada de várias maneiras, para fins de detecção, cinco formas principais são consideradas: (1) corrosão uniforme, (2) corrosão por pites, (3) ataque intergranular, (4) esfoliação e (5) corrosão sob tensão.

NOTA:
Mais explicações sobre a teoria da corrosão podem ser encontradas no Capítulo 3 do NAVAIR 01-1A-509-1/TO 1-1-689-1/TM 1-1500-344-23-1.

5.17.2.1 Ataque Uniforme.
A corrosão por ataque uniforme é caracterizada por uma redução geral na espessura do metal, na qual algumas áreas podem ser corroídas mais rapidamente do que outras. Essa forma de corrosão é facilmente detectável visualmente em superfícies expostas. A corrosão de superfícies inacessíveis de estruturas metálicas finas é detectável por correntes parasitas, se houver acesso ao lado não corroído. A detecção desse tipo de corrosão torna-se então uma questão de medição da espessura, com algumas variações esperadas devido a pequenas áreas com aumento da corrosão ou à presença de materiais metálicos na superfície mais distante.

5.17.2.2 Pontas.
Pequenas áreas localizadas de corrosão são denominadas pites. As pites podem variar de tamanho pontual a áreas relativamente grandes. A detecção e a medição de pites de corrosão devem levar em consideração essas possíveis variações.

5.17.2.3 Ataque Intergranular.
Em alguns materiais, incluindo muitas ligas estruturais de alumínio, a corrosão ocorre preferencialmente ao longo dos contornos de grão. Embora pequenas quantidades de corrosão por pites possam ser observadas na superfície, a extensão do dano não é facilmente observável visualmente devido às pequenas penetrações semelhantes a trincas. Este tipo de ataque é particularmente aplicável a ligas de alumínio.

5.17.2.4 Esfoliação.
A corrosão por esfoliação inicia-se ao longo dos contornos de grãos paralelos à superfície e propaga-se a partir desses locais de iniciação. Os produtos da corrosão forçam o metal para cima, resultando em bolhas e descamação do metal. Esta forma de corrosão é mais prevalente em ligas de alumínio estruturais, como 7075-T6.

5.17.2.5 Trincas de Corrosão sob Tensão.
A combinação de uma tensão residual ou de serviço aplicada constantemente e um ambiente corrosivo pode levar à trinca por corrosão sob tensão em muitos metais de alta resistência. A tensão residual pode resultar de tratamento térmico, usinagem, conformação, ajustes por contração, soldagem e desengate de montagem. Dependendo do tipo de metal e do ambiente corrosivo, a trinca por corrosão sob tensão pode ou não estar associada a outras formas de corrosão. Esta forma de corrosão é principalmente uma trinca e sua detecção foi abordada em aplicações relacionadas à detecção de trincas

5.17.3 Seleção de Frequência.
A escolha da frequência depende do tipo de corrosão a ser detectada e da espessura do material através do qual a inspeção está sendo realizada. Frequências mais altas favorecem a resolução de pequenas cavidades ou pequenas áreas de corrosão intergranular ou esfoliação. Frequências mais baixas aumentam a profundidade de penetração.

5.17.4 Seleção da Sonda.
A sonda deve corresponder à frequência com que a inspeção de corrosão é realizada. Quando mais de um modelo de sonda é operável na frequência de inspeção, a geometria da peça e da sonda são os fatores determinantes na seleção da sonda. Para áreas de contato estreitas, uma sonda de menor diâmetro pode ser vantajosa. Sondas de maior diâmetro proporcionam uma média maior da espessura e proporcionam uma sensibilidade um pouco melhor em áreas mais espessas.

5.17.5 Padrões de Referência para Corrosão.
Devido à ação única de cada tipo de corrosão e seu efeito sobre a condutividade, os padrões de referência devem ser fabricados com a mesma liga, têmpera e espessura do material a ser inspecionado. Quando superfícies de contato estão envolvidas na detecção de corrosão, o padrão deve ser construído para simular a junta, incluindo calços não condutores para espessura de folga, tinta e primer. Padrões para corrosão por pites também podem ser usados para esfoliação e ataque intragranular. Os padrões também devem ter aproximadamente a mesma geometria da peça.

5.17.6 Procedimento de Inspeção - Detecção de Corrosão.
A detecção de corrosão com técnicas de correntes parasitas é aplicada a revestimentos de aeronaves quando a corrosão pode ocorrer em superfícies internas inacessíveis. A corrosão geralmente ocorre em áreas onde a umidade está retida. Se for esperado um afinamento relativamente uniforme, a detecção da corrosão pode ser simplesmente uma questão de medição da espessura. Na maioria dos casos, a corrosão está confinada a áreas menores e localizadas, de diâmetro relativamente pequeno. À medida que a espessura do revestimento aumenta, a sensibilidade a pequenas áreas e profundidades rasas de corrosão é reduzida.

5.17.7 Part Preparation. Prior to inspection, all foreign material should be removed from the area to be inspected. Any roughness, sharp edges, or protrusions that could damage the probe or cause errors in readings should be removed by light sanding within the limits of the applicable TO. The locations of all fasteners, edges, and changes in structure on the far side of the inspection surface should be established and marked with an approved removable marker to aid in the interpretation of inspection results. Paint removal is not required if it is relatively uniform and not loose or flaking. Because of the wide variety of corrosion attack, inspection SHALL be performed in accordance with the applicable TO
5.17.7 Preparação da Peça.
Antes da inspeção, todo material estranho deve ser removido da área a ser inspecionada. Quaisquer rugosidades, arestas vivas ou saliências que possam danificar a sonda ou causar erros nas leituras devem ser removidas por lixamento leve, dentro dos limites da TO aplicável. As localizações de todos os fixadores, arestas e alterações na estrutura no lado mais distante da superfície de inspeção devem ser estabelecidas e marcadas com um marcador removível aprovado para auxiliar na interpretação dos resultados da inspeção. A remoção da tinta não é necessária se ela estiver relativamente uniforme e não estiver solta ou descascando. Devido à ampla variedade de ataques por corrosão, a inspeção DEVE ser realizada de acordo com a Norma.

5.18 Medição de Condutividade em Campo.
Instrumentação de correntes parasitas é utilizada para determinar a condutividade elétrica em condições de produção e de campo. Os instrumentos de correntes parasitas são calibrados de acordo com padrões de condutividade conhecidos. Quando disponíveis, são utilizados instrumentos projetados especificamente para medição de condutividade. Esses instrumentos medem a condutividade diretamente em % IACS.

5.18.1 Condutividade de Ligas de Alumínio.
A medição da condutividade é aplicada com mais frequência a ligas de alumínio. Essa aplicação resulta do amplo uso de ligas de alumínio na indústria aeroespacial e da ampla variação na condutividade elétrica e nas propriedades mecânicas entre diferentes ligas e tratamentos térmicos. Para a maioria das ligas de alumínio de uso comum, faixas de condutividade específicas foram estabelecidas para cada liga e têmpera. As faixas de condutividade para a maioria das ligas de alumínio comumente usadas em aplicações estruturais de aeronaves estão listadas na Tabela 8-4, na Seção 8. Esses valores representam um conjunto de valores obtidos de vários fabricantes de fuselagens e agências governamentais. As faixas incluem todos os valores obtidos para tratamentos térmicos padrão, exceto os valores extremos obtidos de uma ou duas fontes que estavam claramente fora das faixas de todas as outras listas. Se um valor de condutividade medido para uma liga de alumínio e têmpera estiver fora da faixa aplicável, suas propriedades mecânicas DEVEM ser consideradas suspeitas. A medição dos valores de condutividade DEVE estar de acordo com SAE-AMS-H-6088, ASTM E1004 ou outra norma adequada.

5.18.2 Efeitos do Tratamento Térmico na Condutividade do Alumínio.
Uma liga de alumínio apresenta a maior condutividade e a menor resistência quando está totalmente recozida. Após a têmpera a partir da temperatura de tratamento térmico em solução, a resistência aumenta e a condutividade diminui. Muitas ligas de alumínio permanecem instáveis por um período considerável após o tratamento térmico em solução, mesmo quando mantidas à temperatura ambiente durante esse período. Uma certa migração de átomos ocorre para iniciar a formação de partículas submicroscópicas. Esse processo, às vezes chamado de envelhecimento natural, aumenta a resistência da liga, mas não tem efeito sobre a condutividade ou apenas reduz ligeiramente seu valor. Algumas ligas de alumínio permanecem instáveis por períodos tão longos após a têmpera que nunca são utilizadas na condição de tratamento térmico em solução (por exemplo, 7075). Se uma liga tratada termicamente em solução for endurecida por precipitação por aquecimento a uma temperatura relativamente baixa (geralmente 93-233 °C), os átomos de liga formam pequenas partículas. Em um tamanho e distribuição de partículas críticos, a resistência da liga de alumínio atinge o máximo. A condutividade aumenta durante o endurecimento por precipitação ou o processo de envelhecimento artificial. Se o envelhecimento for prolongado além do ponto em que a resistência ideal é obtida, a resistência diminuirá, mas a condutividade continuará a aumentar.

5.18.3 Discrepâncias no Tratamento Térmico de Ligas de Alumínio.
Variações em relação às práticas de tratamento térmico especificadas podem resultar em ligas de alumínio com resistências abaixo dos níveis exigidos. As discrepâncias no tratamento térmico incluem alterações ou aplicação incorreta dos seguintes processos:

Temperatura do tratamento térmico da solução
Tempo de tratamento térmico da solução
Prática de têmpera Temperatura de envelhecimento
Tempo de envelhecimento Temperatura e tempo de recozimento
Aplicação de temperatura descontrolada

5.18.4 Aplicações da Medição de Condutividade.

NOTA:
As Tabelas do Capítulo 4, Seção 8, fornecem valores e faixas de condutividade para referência. No entanto, ao determinar a operacionalidade de um componente ou estrutura de aeronave com base na condutividade, a faixa de condutividade apropriada deve ser identificada ou confirmada por engenharia especializada.

5.18.5 Separação de Ligas e Têmperas.
A medição de condutividade pode ser usada para separar misturas de duas ou mais ligas e/ou têmperas. A separação é possível quando a condutividade elétrica de cada grupo é claramente diferente. O processo de separação pode ser realizado com um instrumento calibrado em % IACS

5.18.6 Medição de Condutividade e Materiais Magnéticos.
O uso de instrumentos de uso geral pode ser estendido à separação de materiais magnéticos onde o produto da permeabilidade e da condutividade de cada uma das ligas é claramente diferente. Medidores de condutividade não medem a condutividade de materiais magnéticos.

5.18.7 Aplicação Típica.
Técnicas de correntes parasitas são utilizadas para separar peças metálicas ou matérias-primas de geometria semelhante que perderam a identificação da liga e/ou têmpera e se misturaram durante a fabricação ou armazenamento. Tais procedimentos podem ser aplicados em qualquer etapa do processamento, armazenamento ou serviço do material.

5.18.8 Controle do Tratamento Térmico.
A relação entre a condutividade elétrica e as condições do tratamento térmico permitiu o uso de técnicas de correntes parasitas para verificar a adequação do tratamento térmico em ligas de alumínio. Nesta aplicação, medições de condutividade por técnicas de correntes parasitas são utilizadas para complementar uma quantidade mínima de ensaios de tração e/ou dureza. As medições de condutividade por correntes parasitas são particularmente valiosas para determinar a uniformidade do tratamento térmico de estruturas de ligas de alumínio grandes e complexas quando amostras de tração não estão disponíveis e a geometria da peça limita o acesso para ensaios de dureza. A adequação do tratamento térmico de ligas de alumínio é determinada pela conformidade do material com as faixas de condutividade preestabelecidas. Este método de controle do tratamento térmico tem sido amplamente aplicado a ligas de alumínio. Técnicas de correntes parasitas são utilizadas para avaliar o tratamento térmico de aços. Geralmente, instrumentação mais sofisticada é utilizada para aços, mas instrumentos de uso geral podem ser utilizados para muitas aplicações. Padrões de aceitação são geralmente utilizados para inspeção de aços por correntes parasitas. A medição da condutividade é aplicada em menor grau para o controle do tratamento térmico de ligas de cobre e magnésio. Técnicas de correntes parasitas podem ser utilizadas para o controle do tratamento térmico em qualquer sistema de ligas onde faixas de condutividade ou valores de permeabilidade consistentes, porém diferentes, ocorrem com as diversas condições de tratamento térmico. A medição da condutividade não foi estabelecida como um método para determinar a resposta ao tratamento térmico em ligas de titânio. As diferenças na condutividade entre as diversas condições de tratamento térmico para a maioria das ligas de titânio são insuficientes para permitir a determinação da têmpera.

5.18.9 Determinação de Danos por Calor e Fogo.
Uma aplicação comum da medição de condutividade em aplicações de campo é a determinação de danos por calor e/ou fogo em estruturas de aeronaves. Devido ao amplo uso de ligas de alumínio em estruturas de aeronaves e sua sensibilidade a perdas de propriedades mecânicas em temperaturas relativamente baixas, a maior experiência e dados foram gerados para esses materiais. Danos por calor e fogo em outros metais podem ser detectados se as temperaturas se tornarem altas o suficiente para afetar a condutividade, a permeabilidade e as propriedades mecânicas. Danos são detectados em ligas de alumínio como mudanças na condutividade em relação à faixa especificada para a liga e têmpera que estão sendo inspecionadas. Danos por calor e fogo geralmente variam em uma peça devido à aplicação não uniforme de calor. A aplicação não uniforme de calor, por sua vez, resulta em variações na condutividade elétrica. A menos que a temperatura e o tempo de aplicação de calor sejam conhecidos, ou que o teste seja realizado em várias peças com o mesmo histórico de aplicação de calor, valores quantitativos de propriedades mecânicas não podem ser estabelecidos a partir dos valores de condutividade elétrica. Os testes de dureza e a medição de condutividade fornecem uma boa indicação de danos por calor e fogo. Ambos os métodos de teste devem ser realizados para se ter uma ideia da quantidade de dano.

5.18.10 Medição de Condutividade.
Para determinar a condutividade diretamente, estão disponíveis instrumentos de correntes parasitas que fornecem um valor de condutividade em % IACS. Instrumentos de medição de % IACS geralmente requerem apenas dois padrões de condutividade conhecidos para calibração. Se não houver equipamento de medição direta de condutividade, equipamentos de correntes parasitas de uso geral podem ser adaptados para medir a condutividade. O uso de equipamentos de uso geral requer um número maior de padrões para estabelecer uma curva de calibração. O número de padrões necessários para uma aplicação de medição de condutividade é determinado pela faixa de condutividade a ser coberta e pela precisão necessária. Equipamentos de uso geral também podem ser usados em uma função passa-não-passa para separar metais acima e abaixo de um valor de condutividade especificado. Um padrão representando a condutividade mínima aceitável ou não permitida deve estar disponível.

5.18.11 Equipment for Magnetic Materials. Impedance plane analysis instruments can be used to measure the conduc tivity of ferromagnetic materials because the permeability and conductivity can be separated in phase. The combination of conductivity and permeability, in many cases, can be related to variations in alloy, temper, and strength. General purpose me ter type instruments can then be used to separate or grade various levels of properties. The number of standards required depends on the number of categories of materials to be established.
5.18.11 Equipamentos para Materiais Magnéticos.
Instrumentos de análise de plano de impedância podem ser usados para medir a condutividade de materiais ferromagnéticos porque a permeabilidade e a condutividade podem ser separadas em fase. A combinação de condutividade e permeabilidade, em muitos casos, pode estar relacionada a variações na liga, têmpera e resistência. Instrumentos de medição de uso geral podem ser usados para separar ou classificar vários níveis de propriedades. O número de padrões necessários depende do número de categorias de materiais a serem estabelecidas.

5.19 Efeitos das Variações nas Propriedades dos Materiais.

5.19.1 Condutividade.
Variações na condutividade podem ocorrer em metais como resultado de tratamento térmico inadequado ou como resultado da exposição a temperaturas excessivas durante o serviço e o trabalho a frio. Essas são as condições para as quais a inspeção por correntes parasitas geralmente é realizada. Variações na condutividade podem advir de outras fontes. A separação de elementos durante a solidificação de metais pode levar a diferenças localizadas ou uniformes na condutividade. Por exemplo, pode haver uma variação na condutividade com o aumento da profundidade abaixo da superfície da peça, particularmente em seções mais pesadas que não foram trabalhadas extensivamente. Pequenas diferenças no tempo de tratamento térmico, temperatura ou taxas de têmpera impostas por limitações nas instalações de tratamento térmico ou mudanças na configuração da peça também levam a variações na condutividade de uma peça. O trabalho a frio localizado de metais, quando não seguido por tratamento térmico para aliviar a tensão residual, pode reduzir a condutividade elétrica. Muitas das variações são consideradas normais ao processamento das peças e a condutividade está dentro da faixa aceitável para a especificação e têmpera da liga. Condutividade fora da faixa especificada para uma dada liga e têmpera deve ser considerada inaceitável e investigações adicionais devem ser realizadas usando técnicas de teste de dureza.

5.19.2 Efeitos de Borda.
Se o campo eletromagnético da sonda for afetado pela geometria da borda da peça, ocorrerá um erro na medição da condutividade. A sonda deve ser localizada a vários diâmetros de sonda de distância da borda ou limite de transição mais próximo.

5.19.3 Curvatura. Efeitos de lift-off causados pelo encaixe da sonda na superfície curva causarão um erro na medição da condutividade. Em superfícies curvas, a menor sonda prática deve ser usada para minimizar os efeitos de elevação.

5.19.4 Materiais Revestidos.
O revestimento afetará a condutividade medida do metal base. O grau em que o revestimento afetará o valor obtido depende da condutividade do revestimento, da espessura do revestimento e da frequência de operação. As aplicações atuais geralmente se limitam a ligas de alumínio "Alclad" na faixa de 0,050 a 0,080 polegadas de espessura, utilizando medidores de condutividade com frequências de operação de 60 kHz. Faixas especiais de condutividade são necessárias para ligas de alumínio revestidas. As espessuras do revestimento, que geralmente são baseadas em uma porcentagem da espessura total, podem variar ligeiramente devido às tolerâncias normais. A 60 kHz, as leituras de condutividade de ligas de alumínio com espessura inferior a 0,050 polegadas são afetadas tanto pela espessura do revestimento quanto pela espessura da peça. Os testes de correntes parasitas de sistemas complexos de revestimento ainda estão, em sua maior parte, em fase experimental.

5.19.5 Permeabilidade Magnética.
A medição direta da condutividade elétrica por medidor é aplicável a materiais não magnéticos com permeabilidade magnética relativa de um ou quase um. Se a permeabilidade magnética exceder um, ocorrerá um desequilíbrio de ponte no sistema do medidor, que não pode ser separado da medição de condutividade, e leituras errôneas serão obtidas. Por esse motivo, a condutividade de aços, níquel e outros materiais magnéticos não pode ser determinada com medidores convencionais de condutividade por correntes parasitas. Alguns aços inoxidáveis (por exemplo, série 300) são essencialmente não magnéticos na condição recozida, mas pequenas quantidades de trabalho a frio ou exposição a temperaturas extremamente baixas podem causar a transformação em uma estrutura magnética. Equipamentos de análise de plano de impedância podem separar facilmente a permeabilidade magnética da condutividade, permitindo uma medição precisa da condutividade de materiais ferromagnéticos.

5.19.6 Geometria.
Qualquer alteração na configuração da peça que afete a distribuição ou penetração de correntes parasitas resultará em leituras errôneas de condutividade elétrica. As seguintes fontes de erro estão incluídas nessas categorias:

Proximidade de bordas parciais ou estrutura adjacente
Espessura do metal menor que a profundidade efetiva de penetração no metal
Curvatura excessiva da superfície da peça

5.19.7 Espessura do Metal.
Se a espessura do metal for menor que a penetração efetiva das correntes parasitas, a condutividade medida será diferente do valor real. Observe que a profundidade de penetração efetiva é aproximadamente três vezes a profundidade padrão de penetração. Com equipamentos de medição, é importante determinar a frequência de operação do instrumento. A frequência de operação não deve exceder a profundidade de penetração efetiva do material a ser testado. Equipamentos de análise de plano de impedância possuem uma ampla faixa de frequências de operação, e a frequência pode ser ajustada para limitar a penetração a menos que a profundidade efetiva. A profundidade padrão pode ser determinada usando a equação do Seção 8, Parágrafo 8.7. Réguas de cálculo especiais estão disponíveis para calcular a profundidade de penetração. A profundidade efetiva é aproximadamente três vezes maior que a profundidade padrão calculada por esta equação. A espessura do material deve ser maior que a profundidade efetiva, caso contrário, ocorrerão erros na medição da condutividade.

5.20 Efeitos das Variações nas Condições de Ensaio.

5.20.1 Frequência.
Como a frequência afeta a distribuição das correntes parasitas dentro da peça de teste, ela afeta a espessura mínima que pode ser medida sem ajustes especiais. Frequências mais altas permitem a medição de metais mais finos sem compensação de espessura. Selecione uma frequência tal que a profundidade efetiva de penetração (2,6 ) esteja contida no metal sendo testado para uma medição de condutividade razoavelmente precisa. No entanto, as frequências mais altas são mais fortemente afetadas por variações localizadas na condutividade ou por revestimentos e revestimentos condutores em metais. Frequências excessivamente altas NÃO DEVEM ser usadas para medições de condutividade.

5.20.2 Sondas para Medições de Condutividade.
Com instrumentos projetados para medição de condutividade, as sondas são cuidadosamente combinadas com os instrumentos e geralmente são obtidas do fabricante do instrumento. As sondas para instrumentos de medição de condutividade são maiores do que aquelas normalmente usadas para detecção de defeitos. Este projeto permite o cálculo da média da condutividade em uma área relativamente grande. As sondas são projetadas com sapatas de plástico ou cerâmica para evitar danos à bobina. Com o uso contínuo, o desgaste na face da sonda reduz a distância da bobina à superfície e a calibração não pode ser obtida. Conforme ocorre o desgaste, a sapata da sonda deve ser trocada e o instrumento recalibrado.

5.20.3 Efeitos do Lift-Off na Condutividade.
Instrumentos de medição de condutividade do tipo medidor por correntes parasitas frequentemente possuem um ajuste de lift-off predefinido. O ajuste de lift-off geralmente é definido durante a calibração dos instrumentos. Os manuais de manutenção aplicáveis descrevem os procedimentos que podem ser realizados por pessoal de END treinado. Com o desgaste da sonda e alterações nos componentes elétricos do instrumento ao longo do tempo, o ajuste de lift-off pode mudar. Portanto, quando as medições de condutividade devem ser realizadas em superfícies ásperas ou através de revestimentos finos não condutores, o ajuste de lift-off DEVE ser verificado antes da realização das medições. Após a calibração de um instrumento em relação aos padrões de condutividade, o ajuste de lift-off DEVE ser verificado em relação a uma amostra com condutividade representativa da peça de teste. Lift-off, maior que o valor do ajuste de lift-off predefinido (se houver), resulta em erros nas leituras de condutividade.

5.20.4 Efeitos da Temperatura nas Medições de Condutividade.
Temperaturas mais altas aumentam a atividade térmica dos átomos em uma rede metálica. A atividade térmica faz com que os átomos vibrem em alta amplitude em torno de sua posição na rede. Essa vibração térmica dos átomos aumenta as chances de colisão com elétrons no material. Isso aumenta a resistência ao fluxo de elétrons, diminuindo assim a condutividade do metal. Temperaturas mais baixas reduzem a oscilação térmica dos átomos, resultando em um aumento da condutividade elétrica. A condutividade dos padrões é geralmente determinada a uma temperatura específica; 20 °C (68 °F) é a mais comumente usada. Valores típicos de condutividade e faixas de condutividade permitidas também são estabelecidos aproximadamente a essa temperatura. Se todas as medições de calibração e condutividade do instrumento pudessem ser realizadas a essa temperatura, erros na medição de condutividade relacionados à variação de temperatura não ocorreriam e/ou a compensação de temperatura não seria necessária. Em aplicações de campo, as temperaturas de teste podem estar em qualquer lugar na faixa de 0 °F a 120 °F. A menos que precauções sejam tomadas na seleção dos padrões, calibração do instrumento e testes, erros ocorrerão nos valores de condutividade medidos. Duas maneiras pelas quais leituras errôneas podem ser obtidas são:

Diferença de temperatura entre os padrões e a parte de teste
Diferença na temperatura na qual a condutividade do padrão foi originalmente estabelecida e a temperatura na qual a calibração do instrumento e as medições de condutividade são realizadas

5.20.5 Para evitar erros devido a diferenças de temperatura entre o padrão e a peça de teste, o instrumento e os padrões DEVEM se estabilizar na temperatura da peça de teste antes da calibração e das medições de condutividade serem realizadas. As medições NÃO DEVEM ser realizadas se a temperatura da peça e dos padrões diferir em mais de 10°F. Mesmo que o padrão e a peça de teste estejam à mesma temperatura, erros na determinação dos valores de condutividade ocorrem quando a temperatura de medição difere da temperatura na qual a condutividade dos padrões foi originalmente estabelecida. A magnitude do erro aumenta à medida que essa diferença de temperatura aumenta.

5.21 Detecção de Falhas.
Trincas induzidas por serviço em estruturas de aeronaves são geralmente causadas por fadiga ou corrosão sob tensão. Ambos os tipos de trincas se iniciam na superfície de uma peça. Se essa superfície for acessível, seja por contato direto com a superfície ou pela penetração do campo de correntes parasitas através do material, a CP pode ser realizada com um mínimo de preparação da peça e um alto grau de sensibilidade. Ao estabelecer uma técnica de correntes parasitas para detecção de trincas, os seguintes fatores devem ser considerados:

Capacidades do sistema de teste
Tipo de material a ser inspecionado
Acessibilidade da área de inspeção
Localização e tamanho das fissuras a serem detectadas

5.21.1 Capacidades do Sistema de Ensaio.
O sistema de teste para detecção de trincas inclui a(s) sonda(s), o instrumento de correntes parasitas, quaisquer instrumentos adicionais de registro ou medição e padrões de referência. Uma grande variedade de unidades de correntes parasitas é fabricada para CP de uso geral. Instrumentos de inspeção por correntes parasitas de uso geral são utilizados para detecção de falhas. Na indústria aeroespacial, poucos instrumentos de correntes parasitas de uso geral utilizam displays de medidores. Na maioria dos casos, são utilizados displays bidimensionais do plano de impedância que exibem a análise detalhada de fase e amplitude.

5.21.1.1 Seleção da Sonda.
A principal consideração na seleção de uma sonda de correntes parasitas é o tipo de inspeção que está sendo realizada. Para detectar pequenas trincas, uma bobina de sonda blindada de pequeno diâmetro com um núcleo de ferrite é desejável para concentrar o campo induzido em um pequeno volume. Uma pequena trinca tem um efeito proporcionalmente maior em um campo de sonda pequeno do que em um campo de sonda grande. No caso de bobinas envolventes ou bobinas internas serem usadas, bobinas curtas ou estreitas são preferidas para inspeção de pequenas condições localizadas. O espaçamento das bobinas deve ser considerado ao determinar a resolução necessária. A bobina ou sonda deve corresponder à faixa de frequência e à impedância de saída do instrumento que está sendo usado. Em geral, rachaduras cujos comprimentos são menores que a metade do diâmetro da bobina são difíceis de detectar.

5.21.1.1.1 Carcaças de Sonda.
A carcaça da maioria das sondas de superfície de uso geral tem configuração cilíndrica e diâmetros de 1/8 a 3/8 de polegada. As sondas podem ser blindadas com metal não permeável (mu) ou ferrite para concentrar o campo. Quando for necessária a detecção de defeitos ao redor de fixadores, em raios ou adjacentes a bordas, geralmente é vantajoso ter uma ponta pontiaguda ou pequena e arredondada na extremidade da sonda. A extremidade pontiaguda permite que a sonda seja inserida mais próxima da superfície de inspeção, ou borda, e permite melhor visibilidade da posição da bobina da sonda. As vantagens de uma sonda pontiaguda para essas aplicações são ilustradas na Figura 5.20. Para inspeção de furos de parafusos, são fabricadas sondas especiais que permitem o contato com a lateral do furo em qualquer nível desejado. Para áreas de inspeção onde a acessibilidade é um problema ou onde o posicionamento da sonda é crítico, geralmente é desejável fabricar carcaças de sonda especiais como um auxílio na realização da inspeção. O uso de alojamentos especiais pode reduzir significativamente a perda de sensibilidade associada à oscilação e à decolagem da sonda durante a varredura. Quando grandes quantidades de peças devem ser inspecionadas, sondas especiais apresentam uma vantagem distinta, pois permitem a redução do tempo de inspeção por unidade. Procedimentos de teste e ordens técnicas para a CP de componentes específicos de aeronaves DEVEM especificar a sonda e os acessórios especiais, podendo também especificar o projeto. Estudos de probabilidade de detecção indicaram que guias de sonda e acessórios especiais aumentam a confiabilidade da inspeção e DEVEM ser usados em vez da varredura à mão livre.

5.21.1.1.2 Tipos de Sonda.
Os quatro tipos diferentes de sonda são sondas absolutas, diferenciais, de refletância e de campo remoto. Cada tipo de sonda é discutido na Seção 4, Parágrafo 4.2.1.

Figura 5.20. Vantagens das Sondas Pontiagudas e Arrendodadas para CP

5.21.2 Material de Inspeção.
O material com o qual a peça de inspeção é fabricada é de fundamental importância ao determinar se a inspeção por correntes parasitas deve ser usada e as limitações envolvidas com este método. A condutividade e a permeabilidade magnética influenciam os requisitos de frequência, a escolha do instrumento, a relação sinal-ruído, as necessidades de filtragem, a sensibilidade resultante e a confiabilidade da inspeção. Se for necessário detectar rachaduras superficiais em material ferromagnético, pode-se usar uma alta frequência para limitar a penetração ou um filtro passa-alta para minimizar os problemas de permeabilidade.

5.21.3 Acessibilidade.
A maioria dos equipamentos de correntes parasitas atualmente disponíveis para uso em campo é pequena, portátil e alimentada por bateria. Isso permite sua operação em locais relativamente apertados. No entanto, a inspeção por correntes parasitas só é viável para condições superficiais ou próximas à superfície devido à sua profundidade de penetração limitada. Por esse motivo, o acesso direto à superfície a ser inspecionada é geralmente preferível. Deve haver liberdade de movimento suficiente na área a ser inspecionada para permitir o posicionamento e a movimentação da sonda para detectar ou medir a variável especificada. A área de inspeção deve ser visível para permitir que o inspetor determine a posição da sonda. Alternativamente, uma sonda especial, um dispositivo de fixação ou uma guia podem ser usados para posicionar e manter as sondas no local necessário. A extensão da desmontagem necessária para a inspeção deve ser definida nos procedimentos escritos aplicáveis.

5.21.4 Requisitos de Frequência.
À medida que a frequência do ensaio de correntes parasitas é aumentada para uma aplicação específica de correntes parasitas, as correntes parasitas são confinadas a um volume menor adjacente à bobina da sonda de inspeção. Essa concentração aumenta a proporção de correntes parasitas geradas interceptadas por uma pequena trinca ou outro defeito. Frequências mais altas devem, então, fornecer melhor resposta aos menores defeitos. Essa afirmação é válida em geral, mas outras condições podem limitar a sensibilidade ao usar frequências mais altas. Em alguns instrumentos, altas perdas por indução limitam a saída do instrumento nessas frequências mais altas. Frequências mais baixas podem ser necessárias para maior penetração na detecção de falhas subterrâneas ou superficiais distantes. A sensibilidade ideal a trincas ou outras falhas geralmente ocorre em faixas de frequência específicas para cada combinação de metal, tamanho da falha e profundidade da falha. As faixas de frequência de operação podem ser estabelecidas para cada aplicação usando a profundidade de penetração calculada usando a condutividade e a permeabilidade do material. Esses cálculos DEVEM ser confirmados com o uso de padrões de referência que simulem as falhas previstas a serem detectadas.

5.21.5 Relação Sinal-Ruído.
À medida que o ganho de um sistema de ensaio é aumentado, um ruído elétrico de fundo será observado. Isso pode ser representado por movimentos erráticos do medidor, sinais de fundo excessivos em um display de forma de onda ou padrões aleatórios excessivos em um registrador. Esse "ruído" pode ser o resultado de variações aleatórias no sistema elétrico do instrumento de teste, variações normais nas propriedades do material ou sinais elétricos dispersos de outros dispositivos elétricos. A relação sinal-ruído não é uma função apenas do instrumento, mas também depende das variações de lift-off, acabamento superficial, condutividade e permeabilidade dentro da parte de inspeção. Para que um instrumento de teste de correntes parasitas ou qualquer outro instrumento de teste elétrico seja útil, ele deve fornecer informações sobre o sinal de falha maiores do que o ruído de fundo do sistema de teste. Caso contrário, o inspetor não conseguiria ver a diferença entre o sinal de falha e o ruído de fundo. Para máxima confiabilidade em CP, uma alta relação sinal-ruído é desejável. Nenhuma relação sinal-ruído específica é obrigatória, mas um mínimo de 3 para 1 é desejável para a detecção de falhas.

5.21.6 Relação sinal-ruído e sensibilidade.
À medida que o tamanho da trinca a ser detectada diminui, o ganho ou a sensibilidade da instrumentação de correntes parasitas deve ser aumentado para fornecer indicações legíveis a partir de pequenas trincas. O ganho maior resulta em maiores indicações a partir de pequenas trincas. O ganho maior também resulta em maior resposta de variáveis diferentes de trincas e o nível de ruído aumenta. Isso diminui a relação sinal-ruído, dificultando a observação da indicação de uma descontinuidade pequena. A diminuição da relação sinal-ruído diminui a confiabilidade da inspeção. Portanto, um aumento no ganho aumentará a amplitude do sinal da falha, bem como o nível de ruído. Portanto, a sensibilidade útil deve ser medida em relação ao ruído do sistema de ensaio.

5.21.7 Influência da frequência no ruído.
Aumentar a frequência operacional do CP melhora a sensibilidade a defeitos próximos à superfície, mas também tende a aumentar o ruído de fatores relacionados à superfície, como arranhões na decolagem, superfície áspera e oscilação da sonda.

5.21.8 Técnicas de Supressão.
Técnicas de supressão são utilizadas para eliminar ou reduzir a resposta do instrumento a uma ou mais variáveis de inspeção, permitindo uma melhor identificação de alterações nos parâmetros de interesse durante a inspeção por correntes parasitas. Quando o visor é girado conforme indicado anteriormente, as variações de elevação produzem pouco ou nenhum sinal na direção vertical. Embora o sinal de trinca seja predominantemente horizontal, ele possui um componente vertical significativo. Este componente vertical pode ser amplificado independentemente e monitorado visual ou eletronicamente. Um alarme de caixa (gate) pode ser usado para monitorar eletronicamente o componente vertical das indicações e disparar alarmes visíveis e sonoros no equipamento para chamar a atenção do inspetor. O alarme de caixa típico é um retângulo cuja posição, altura e largura podem ser ajustadas para monitorar seletivamente uma parte do plano de impedância. Os alarmes de caixa podem ser configurados para disparar quando o sinal de indicação de trinca entra na caixa (Positivo) ou quando o sinal sai da caixa (Negativo). Onde o liftoff é horizontal e as indicações de trincas são verticais, um alarme de caixa disparado "positivo" pode ser definido ligeiramente acima do caminho das linhas de liftoff e baixo o suficiente para ser cruzado por indicações de trincas. No exemplo descrito, as indicações de defeito entrarão no alarme de caixa sobre uma área razoavelmente grande de condições de liftoff, enquanto o leve componente vertical dessas respostas de liftoff permanece do lado de fora.

5.21.9 Poder de Resolução.
A capacidade de um sistema de teste de separar os sinais de duas indicações que estão próximas é definida como poder de resolução. Essa propriedade, mais a sensibilidade, deve ser considerada em todas as situações de avaliação de falhas. O projeto da sonda, a frequência do teste e o projeto da instrumentação são fatores na determinação da resolução de um sistema de correntes parasitas.

5.22 Efeitos do Lift-Off.

5.22.1 Fontes de Variações do Liftoff. Durante a inspeção por correntes parasitas, mudanças no espaçamento entre a bobina da sonda e a superfície de inspeção causarão variações na impedância da bobina de teste. Essas alterações no lift-off resultam da rugosidade da superfície, pequenas alterações de contorno, oscilação da sonda, ressalto da sonda e espessura inconsistente de revestimentos não metálicos, como tinta, primer e revestimentos anódicos. A magnitude das alterações de impedância resultantes de pequenas variações no lift-off pode exceder a resposta de uma trinca. Consequentemente, é necessário encontrar meios para eliminar ou eliminar esse efeito.

5.22.2 Supressão de Lift-Off.
Uma opção para minimizar os efeitos de lift-off da variável a ser medida é o uso da análise do plano de impedância, onde a direção de fase da resposta da variável desejada é separada da direção de fase dos sinais causada por variações de lift-off. Esse tipo de análise pode ser realizado usando qualquer um dos instrumentos de exibição de forma de onda que fornecem amplitude e fase do sinal. Os pequenos instrumentos alimentados por bateria, com leitura de medidor, fornecem apenas uma medição de amplitude total e requerem algum meio de supressão de lift-off. Para esses instrumentos, a compensação de lift-off é obtida pela seleção de um ponto operacional nulo. O ponto operacional nulo é selecionado para fornecer fluxo de corrente igual (leitura do medidor) com a sonda em metal nulo e com uma quantidade designada de lift-off. A CP que utiliza pequenas quantidades de compensação ou ajuste de lift-off também é denominada técnica de camada intermediária. A quantidade de ajuste de lift-off é selecionada para minimizar qualquer rugosidade da superfície ou variação na espessura do revestimento da peça.

5.23 Métodos de Compensação de Lift-Off.

5.23.1 Instrumentos de Análise de Plano de Impedância. Instrumentos que apresentam a fase e a amplitude do sinal em um display digital possuem controles de rotação de fase que permitem que o sinal de corrente parasita seja rotacionado até que a fase esteja em uma orientação específica. Por exemplo, a fase pode ser rotacionada até que os sinais de lift-off se movam horizontalmente, com o aumento do lift-off representado pelo movimento para a esquerda ou direita na tela. Sinais de falha ou perda de condutividade geralmente estarão na direção vertical. O ângulo de fase e a amplitude de uma indicação dependerão da profundidade da falha e da frequência do ensaio.

5.23.2 Ajuste de Fase. Em instrumentos de corrente parasita com displays bidimensionais, os sinais exibidos podem ser rotacionados para alinhar a direção das mudanças causadas pela variável sem interesse com o eixo horizontal (ou vertical, se desejado). Isso também é chamado de ajuste de fase e sua finalidade é posicionar a resposta associada às variações de lift-off em uma direção que não interfira na interpretação das respostas das variáveis de interesse. A eficácia desta técnica aumenta à medida que a diferença de fase entre o lift-off e a variável de interesse aumenta de 0° para 90°.

5.23.3 Efeitos do Lift-off na Sensibilidade. À medida que o lift-off aumenta, a sensibilidade do sistema de correntes parasitas diminui. A magnitude da resposta de uma trinca ou outro defeito diminui continuamente à medida que a distância entre o metal trincado e a sonda aumenta. O efeito típico do aumento do lift-off na resposta à trinca é mostrado na Figura 5.21.

5.23.4 Efeitos da Compensação de Lift-Off na Sensibilidade.
O lift-off deve ser minimizado ou compensado para manter um nível conhecido de sensibilidade durante uma CP. Um instrumento de correntes parasitas do tipo medidor requer alguma forma de ajuste de lift-off. Caso contrário, pequenas variações no lift-off forneceriam sinais fortes que mascarariam completamente a resposta de trincas. A magnitude da resposta de trincas é consideravelmente reduzida pela compensação de lift-off. A redução na sensibilidade depende do sistema de correntes parasitas específico em uso. Cada sistema deve ser configurado para a aplicação específica.

5.23.5 Resposta de Fase a Trincas.
A diferença de fase entre a resposta de lift-off e a resposta de trincas é essencial para a detecção de trincas na maioria das aplicações de CP. Dependendo da indicação de trinca no diagrama de impedância, o ângulo de fase entre a resposta de lift-off e a de trincas pode ser muito pequeno. Isso torna muito difícil detectar a diferença entre o lift-off e o movimento da sonda a partir das indicações de trincas. Referindo-se à Figura 5.22, à medida que o lift-off aumenta e/ou a frequência diminui, a impedância do sistema se aproxima do ponto nulo do ar e o ângulo de fase entre o lift-off e a linha de condutividade diminui. Mantendo um alto fator de preenchimento ou um lift-off baixo e operando em uma frequência alta o suficiente, uma indicação de trinca (perda de condutividade) pode ser facilmente distinguida dos sinais de lift-off devido ao maior ângulo de fase. Essas relações, como vistas em um instrumento de correntes parasitas para análise de plano de impedância, são mostradas na Figura 5.23 para ligas de alumínio, titânio e aço. À medida que a profundidade da trinca aumenta, o ângulo de fase se aproxima mais do ângulo de fase para mudanças de condutividade.

Figura 5.21. Diminuição da Resposta à Trinca com o Aumento do Lift-Off

Influência da Trinca

Figure 5.22. Diagrama de Impedância Mostrando o Efeito de uma Trinca

Efeito de trincas para diferentes materiais

Figura 5.23. Relação de Fase entre Lift-Off e Resposta à Trinca para Vários Materiais e Frequências.

5.23.6 Materiais Ferromagnéticos.
A variabilidade na permeabilidade pode dificultar a inspeção por correntes parasitas de materiais ferromagnéticos. A permeabilidade e o lift-off têm aproximadamente a mesma direção de variação da impedância em materiais ferromagnéticos não magnetizados, mas pode haver variações muito grandes na permeabilidade, que são muito difíceis de compensar. A saturação magnética pode ser usada para superar as dificuldades apresentadas pelos efeitos da permeabilidade. Nessa técnica, o material é saturado magneticamente por um campo magnético CC alto. Isso reduz a permeabilidade para cerca de 1 e a torna constante. Isso resulta em um material de condutividade relativamente baixa, essencialmente não ferromagnético, para aplicações de CP.

5.23.7 Discriminação de Fase.
Cada uma das variáveis (lift-off, condutividade, espessura, permeabilidade e falhas) tem um efeito característico na impedância líquida de uma bobina. A exibição das curvas de impedância causadas por alterações nas variáveis de inspeção pode ser de grande ajuda para determinar a causa de uma alteração.

5.23.8 Oscilação da Sonda. Ao realizar a inspeção manual por correntes parasitas com uma sonda de superfície ou sonda tipo lápis, geralmente é impossível manter a sonda no mesmo ângulo em relação à superfície de inspeção, à medida que a posição é alterada. Em alguns casos, suportes podem ser fabricados para guiar a sonda e manter a relação angular com a superfície de inspeção. A alteração angular entre a sonda e a superfície de inspeção é denominada oscilação da sonda. A oscilação da sonda resulta em alterações na elevação, mostradas na Figura 5.24. A quantidade de elevação obtida devido a alterações no ângulo da sonda depende do diâmetro e do formato da ponta da sonda. Pontas arredondadas de sondas de pequeno diâmetro resultam em menor decolagem do que sondas de ponta plana com diâmetros maiores. Em instrumentos de exibição de impedância, o efeito de decolagem pode ser reduzido alterando a relação de ganho vertical para horizontal.

Figura 5..24. Efeito Lift-off Resultante da Oscilação da Sonda (Probe Wobble)

5.24 Efeitos da Localização de Trincas na Detectabilidade.

5.24.1 Localização e Orientação de Trincas.
Informações sobre o histórico de trincas em locais específicos de inspeção são muito importantes. Ordens Técnicas de Conformidade de Tempo (TCTO) são frequentemente emitidas com base em problemas que ocorreram em um ou mais sistemas da aeronave. Isso significa que há um problema conhecido e que inspeções são necessárias. A localização precisa de trincas suspeitas e sua orientação produzem inspeções mais confiáveis. Frequentemente, essas informações são fornecidas a partir do histórico anterior de trincas nos locais designados. Em outros casos, essas informações podem ser determinadas a partir do conhecimento da distribuição de tensões durante o serviço. A definição mais precisa da localização e orientação das trincas permite que o inspetor reduza seu tempo de inspeção. Para inspeção manual por correntes parasitas, a redução no tempo de varredura proporciona menos fadiga do operador e consequente melhoria na confiabilidade da inspeção.

5.24.2 Trincas nas Bordas das Peças.
A borda de uma peça pode ser representada como uma trinca infinitamente grande e, consequentemente, produz um sinal forte durante a inspeção por correntes parasitas. O problema na inspeção de trincas nas bordas das peças é a separação da resposta da trinca da resposta forte da borda (efeito de borda). Ao fixar a distância da sonda a uma borda, o efeito de borda é minimizado. Guias de sonda melhoram a capacidade de detecção de trincas nas bordas.

5.24.3 Inspeção nas Bordas das Peças.
Duas abordagens podem ser utilizadas para inspecionar trincas nas bordas das peças. O primeiro método consiste em anular o instrumento com a sonda na borda da peça. Em seguida, geralmente com um dispositivo de fixação não condutor ou algum outro método, a sonda é mantida na borda enquanto é varrida ao longo dela. Se essa posição puder ser mantida, a inspeção pode ser realizada com maior sensibilidade do que seria possível com o mesmo instrumento e a sonda afastados da borda. A segunda abordagem consiste em utilizar uma sonda blindada, minimizando assim a resposta das bordas.

5.24.4 Dispositivos de Fixação e Suportes para Inspeção de Bordas.
Um dos métodos mais simples para inspeção por correntes parasitas adjacentes a uma borda linear de uma peça é fixar com fita adesiva ou segurar uma régua a uma distância predeterminada da borda. Réguas não metálicas DEVEM ser utilizadas para esse propósito. Um dispositivo de fixação simples que pode auxiliar no posicionamento da sonda adjacente a uma borda é mostrado na Figura 5.25. Este dispositivo mantém o centro da sonda a 1/8 de polegada da borda, mas uma inspeção mais próxima da borda pode ser obtida variando a posição do furo perfurado.

Figura 5.25. Guia de Sonda Para Inspeção em Borda

5.24.5 Curvatura.
Quando sondas tipo lápis de pequeno diâmetro são empregadas, a curvatura tem efeito mínimo na resposta à trinca. Isso se deve ao efeito de elevação mínimo do tamanho reduzido da ponta da sonda. Para a maioria das aplicações que envolvem inspeção de superfícies curvas com sondas tipo lápis de pequeno diâmetro, padrões planos podem ser usados satisfatoriamente para superfícies curvas no estabelecimento de requisitos de sensibilidade.

5.24.6 Detecção de Falhas Subsuperficiais.
Cada vez mais, surgem aplicações nas quais se deseja inspecionar trincas que se iniciam abaixo de uma superfície acessível. Isso pode ser uma trinca que se inicia no lado oposto da superfície acessível, na estrutura em contato com a superfície oposta de uma superfície acessível ou abaixo de um revestimento ou revestimento condutor. A CP pode ser uma ferramenta poderosa para a detecção de falhas subsuperficiais.

5.24.7 Análise do Plano de Impedância de Falhas Subsuperficiais.
Se a frequência necessária for utilizada com instrumentação de análise de plano de impedância, é possível obter a penetração de correntes parasitas na área da falha. As informações de fase e amplitude recebidas da falha podem ser diretamente relacionadas à profundidade da falha.

5.24.8 Detecção de Trincas sob Revestimentos Metálicos.
A detecção de trincas sob revestimentos e chapeamentos metálicos é semelhante à detecção de falhas subsuperficiais. A magnitude da resposta total diminui consistentemente com o aumento da espessura do revestimento. Com instrumentação do tipo medidor com um sistema de teste de frequência constante, a espessura do chapeamento ou revestimento através da qual as trincas podem ser detectadas diminui com o aumento da condutividade do chapeamento e da permeabilidade magnética. Em geral, a diminuição da frequência permite a detecção de trincas maiores sob revestimentos mais espessos devido à maior profundidade de penetração. A detecção de trincas sob revestimentos metálicos com instrumentação de análise de fase usando o diagrama do plano de impedância pode ser realizada com mais precisão e sensibilidade do que com instrumentos medidores, pois as informações de fase podem ser medidas. Pesquisas recentes mostraram que sistemas de correntes parasitas multifrequenciais podem ser aplicados para detectar e medir trincas sob revestimentos metálicos.

5.25 Efeitos das Técnicas de Varredura na Detecção.

5.25.1 Técnica de Inspeção.
O posicionamento consistente da sonda em relação às bordas e interfaces durante a configuração e a varredura deve ser estabelecido para garantir a máxima resposta a falhas com o mínimo de interferência de outras fontes de indicações. Se houver condições que possam resultar em indicações falsas ou que possam mascarar indicações verdadeiras de falhas, essas condições DEVEM ser observadas no procedimento e um meio de interpretar ou avaliar as indicações falsas deve ser fornecido. Ao realizar a inspeção por correntes parasitas de uma área, a distância entre as varreduras ou entre as medições deve ser selecionada para garantir a cobertura completa da falha de tamanho mínimo ou variação nas propriedades a serem detectadas. Ao determinar a distância máxima entre as varreduras, deve-se considerar a mudança na magnitude da resposta à falha à medida que a posição central da bobina da sonda aumenta em distância do centro da trinca.

5.25.2 Velocidade de Varredura.
A velocidade de varredura usada na CP para trincas está relacionada ao tipo de equipamento e à técnica de inspeção utilizada. Velocidades de varredura mais lentas são necessárias quando o inspetor precisa interpretar a leitura enquanto direciona manualmente a sonda no padrão de varredura especificado. No entanto, se o filtro passa-alto (HPF) for utilizado durante o processo de inspeção, a velocidade de varredura consistente é fundamental para garantir que a resposta do sinal recebida para uma falha seja precisa. O HPF pode diminuir a resposta do sinal se a velocidade de varredura for reduzida durante o processo de avaliação em relação à velocidade usada durante a padronização inicial. Quanto maior o HPF, mais drástica será a mudança na resposta do sinal quando a velocidade de varredura for reduzida (Figura 5.26).

5.25.3 Forma de Varredura.
O padrão de varredura necessário para a CP baseia-se no possível local de início da trinca, na orientação das trincas e no tamanho das trincas que devem ser detectadas. Se as trincas se iniciarem a partir de uma borda em material fino (aproximadamente 0,050 polegada), a inspeção por correntes parasitas geralmente se limita a uma única varredura da borda. Para materiais mais espessos, varreduras podem ser necessárias em ambas as superfícies adjacentes à borda e uma ou mais varreduras do material entre as bordas. Quando as trincas se iniciam abaixo das cabeças de fixadores não removíveis, o padrão geralmente consiste em uma única varredura ao redor da cabeça saliente do fixador para detectar trincas que crescem para fora do furo. Se as trincas podem ocorrer em uma variedade de posições e orientações, como é possível em superfícies planas, em raios e em superfícies cilíndricas, a varredura deve ser realizada de forma a garantir a detecção das menores trincas necessárias. Para esses tipos de áreas de inspeção, a direção da varredura, o número de varreduras e a distância entre elas DEVEM ser especificados.

5.25.4 Equipamentos Automáticos ou Semiautomáticos.
Equipamentos automáticos de correntes parasitas, em conjunto com registradores de alta velocidade, são capazes de operar em velocidades extremamente altas. Os limites superiores da velocidade de varredura são baseados na frequência operacional e nas taxas de amostragem do registrador ou do leitor. O principal uso de equipamentos automatizados de correntes parasitas pelos militares é a inspeção de furos de parafusos. Nesta aplicação, velocidades de rotação de 40 a 3.000 rpm podem ser obtidas pelo sistema de inspeção.

5.25.5 Uso de Registradores ou Mostradores Digitais.
O uso de registradores ou mostradores digitais (instrumentos de correntes parasitas do tipo LCD) permite aumentar a velocidade da varredura manual até os limites impostos pelo tempo de reação desses instrumentos. Geralmente, outras restrições relacionadas à orientação da sonda no padrão de varredura prescrito tornam-se o fator de controle quando registradores ou mostradores digitais são usados.

Figura 5.26. Efeito da Velocidade de Varredura na Resposta a uma Trinca Usando Bobinas "Ribbon "

5.26 Padrões de Referência para Trincas

CUIDADO:
Padrões de referência de correntes parasitas de uso geral em aço, como a maioria dos materiais ferromagnéticos, são suscetíveis à corrosão se não forem armazenados corretamente. Corrosão inferior a 0,010” (Profundidade de Pites) não afeta a capacidade de manutenção do padrão e pode ser tratada com uma lixa (por exemplo, Scotch-Brite ou equivalente) para remover a corrosão da superfície. Padrões de aço com corrosão superior a 0,010” (Profundidade de Pites) são inutilizáveis e devem ser substituídos antes de serem usados novamente. O padrão de aço deve ser revestido com óleo leve e protegido contra intempéries (por exemplo, saco plástico, caixa plástica, etc.) quando não estiver em uso.

Existem diversos materiais sob inspeção no Departamento de Defesa. Um inspetor encontrará dois padrões principais de correntes parasitas de uso geral para alumínio em campo: o padrão da Força Aérea, NSN 6635-01-092-5129, P/N 7947479-10 (alumínio) e o padrão da Marinha, PN NRK-3A (alumínio). O padrão de alumínio da Marinha possui uma placa inferior de maior condutividade. A Marinha também possui um kit composto por três padrões com a mesma configuração geométrica, cada um de um material diferente (kit PN NRK-3AST, NSN 5280-01-352-1336). Este kit consiste em:

Um padrão de alumínio, P/N: NRK-3A ou NRK-3AL, é feito de camadas superior e intermediária 7075-T651 e uma camada inferior 7075-T73
Um padrão de aço, P/N: NRK-3S ou NRK-3ST, é feito de liga 4340 em todas as três camadas
Um padrão de titânio, P/N: NRK-3T ou NRK-3TI, é feito de 6AL4V, é uma liga em todas as três camadas

NOTA
A menos que especificado de outra forma pela autoridade de engenharia de sistemas de armas, o padrão de correntes parasitas de uso geral da Força Aérea (Figura 5.29 (Folha 1) até a Figura 5.29 (Folha 3)) DEVERÁ ser o padrão comum usado para executar CP em componentes de alumínio dentro da Força Aérea. O padrão feito para a configuração da Marinha (Figura 4-56) pode ser usado como um substituto para o padrão de correntes parasitas de uso geral da Força Aérea. Ao usar o padrão da Marinha, calibre nos entalhes longos do EDM para inspeções de superfície e nos entalhes de canto nas camadas superiores para inspeções de furos de parafusos, a menos que seja instruído de outra forma por um procedimento específico da peça.

Figura 5.27. Padrão de correntes parasitas de uso geral da Força Aérea (Folha 1 de 3)

Padrão Força Aérea

Figura 5.28. Padrão de correntes parasitas de uso geral da Força Aérea (Folha 2)

Padrão Força Aérea

Figura 5.29. Padrão de correntes parasitas de uso geral da Força Aérea (Folha 3)

Padrão Marinha

Figura 5.30. Padrão de referência de correntes parasitas da Marinha (Folha 1 de 2)

Padrão Marinha

Figura 5.31. Norma de Referência para Correntes parasitas da Marinha (Folha 2)

5.26.1 Trincas como Padrões de Referência.
Quando um instrumento de correntes parasitas é configurado para detecção de trincas, alguns meios devem ser fornecidos para garantir que a sensibilidade do sistema de teste seja suficiente para detectar o menor tamanho de trinca necessário. Idealmente, o melhor padrão seria uma seção do mesmo material contendo uma trinca desse tamanho mínimo. Trincas de tamanhos especificados são difíceis de obter. Com poucos espécimes para escolher, tais situações são raras. Trincas de fadiga de tamanho especificado podem ser cultivadas em condições de laboratório, mas esse método é extremamente caro. O comprimento da trinca ao longo da superfície e sua largura na superfície são facilmente mensuráveis. A profundidade da trinca é geralmente desconhecida e deve ser aproximada a partir de outros dados. Devido à dificuldade em obter trincas reais para padrões de referência, vários outros padrões podem ser usados. Esses padrões são discutidos abaixo.

5.26.2 Requisitos para Padrões de Referência.
O principal requisito para padrões de referência de correntes parasitas é que eles forneçam uniformidade de resposta que possa ser correlacionada à condição ou propriedade do material a ser detectada ou medida. Duas ideias fundamentais são assumidas pela uniformidade de resposta. Primeiro, isso significa que todos os ensaios podem ser realizados com a mesma sensibilidade ou que diferentes níveis de sensibilidade podem ser comparados quantitativamente. Segundo, os padrões fabricados para um projeto específico devem ser dispositivos estáveis, capazes de fornecer uma resposta repetível dentro de certos limites especificados. Para ser útil na avaliação do tamanho e tipo da falha, o padrão de referência deve estar relacionado à falha a ser detectada. Por meio de dados de correlação, histórico ou investigação prévia, a resposta do padrão de referência deve estar relacionada à resposta da condição ou propriedade do material da peça. Para permitir a fabricação de padrões em diversos locais, as tolerâncias de material, liga, têmpera e dimensões que fornecerão a resposta necessária devem ser definidas na ordem técnica aplicável ao ensaio a ser realizado. Métodos de fabricação que utilizam ferramentas simples DEVEM ser especificados quando uniformidade e sensibilidade adequadas puderem ser obtidas. Idealmente, quando um instrumento tiver sido ajustado para uma resposta específica do padrão, um sinal de aproximadamente a mesma amplitude e fase (quando aplicável) deve ser obtido da condição ou propriedade do material com um instrumento de correntes parasitas e sonda do mesmo tipo geral.

5.26.3 Padrões para Ensaios Específicos.
Os padrões devem ser projetados para a propriedade ou condição específica do material que está sendo ensaiado. Padrões específicos são necessários para cada tipo de teste que está sendo realizado. Os padrões de calibração usados para classificar ligas devem atender a requisitos de condutividade muito específicos. Os padrões de calibração para medir a espessura do revestimento de revestimentos condutores não seriam adequados para medir a espessura do revestimento de tinta ou outros revestimentos não condutores ou para detectar rachaduras ao redor de furos de rebites. Furos perfurados ou entalhes de EDM (usinagem por eletrodescarga) em um bloco de alumínio não devem ser usados para testar a espessura do material ou a composição da liga de peças de titânio ou aço inoxidável.

5.26.4 Defeitos Artificiais para Padrões.
Devido à dificuldade de obter os tipos e tamanhos de defeitos reais em peças para uso como padrões de referência, uma variedade de defeitos artificiais foi desenvolvida para simular os defeitos reais. Trincas por fadiga foram cultivadas em condições de laboratório, mas tamanhos reproduzíveis em quantidade suficiente para padrões são impraticáveis. Defeitos artificiais, como furos perfurados, entalhes por eletroerosão, cortes de serra, duas superfícies fixadas para simular uma trinca ou condições produzidas quimicamente para simular pites ou corrosão, podem ser produzidos de diversas maneiras. Idealmente, um defeito artificial produzirá uma resposta de correntes parasitas idêntica à resposta de um defeito real do mesmo tamanho, orientação e localização. Esse ideal raramente é alcançado com defeitos artificiais. A estimativa do tamanho do defeito a partir da resposta a defeitos artificiais deve ser baseada na correlação de tamanhos de defeitos previamente conhecidos com a resposta dos defeitos artificiais. Para manter a qualidade dessa correlação, é necessário especificar cuidadosamente as propriedades do material e o processo de fabricação do padrão de defeito artificial.

5.26.5 Condições Simuladas para Padrões.
Ao utilizar técnicas de correntes parasitas para medir condutividade, espessura de revestimento, permeabilidade, classificação de ligas e dureza, geralmente é possível obter padrões que representam os materiais e as condições que estão sendo testados. Esses padrões de calibração são usados para comparação direta com a resposta observada na peça que está sendo ensaiada. Muito cuidado deve ser tomado ao manusear esses tipos de padrões de calibração. Arranhões, amassados, distorções, oxidação ou outras condições podem alterar os padrões de calibração, tornando-os inúteis para fins de comparação e calibração. Os padrões primários geralmente são mantidos em condições de armazenamento em laboratório e podem ser rastreáveis até o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). O padrão secundário é comparado ao padrão primário para resposta; os padrões secundários são considerados rastreáveis até o padrão primário. Os ensaios reais em campo utilizam os padrões secundários (ou terciários), e os padrões são comparados periodicamente ao padrão primário para garantir sua integridade.

5.26.6 Entalhes Usinados por Eletroerosão (EDM).
Entalhes usinados por descarga elétrica (EDM=Electro Discharge Machine), em uma variedade de tamanhos, formas e localizações, podem ser colocados em quase todos os metais. A largura do entalhe pode ser mantida em até 0,003 polegadas e, embora muito maior em largura do que a maioria das trincas, este método fornece uma ranhura, ou entalhe, mais estreita do que todas as outras técnicas de fabricação, como cortes de serra. Respostas semelhantes são obtidas em trincas reais.

5.26.7 Entalhes por EDM em Aço Ferromagnético. O sinal de corrente parasita não penetra bem em materiais ferromagnéticos devido ao efeito de blindagem da alta permeabilidade magnética. Entalhes por EDM são úteis como exemplos de falhas abertas na superfície de uma peça. Trincas de ruptura da superfície são melhor detectadas usando uma frequência muito alta (500 kHz ou mais), que não deve penetrar profundamente na peça. Sob essas condições, o teste fornece sensibilidade muito alta a falhas superficiais em materiais ferromagnéticos. Da mesma forma, o teste fornece pouca ou nenhuma informação sobre a profundidade da falha.

5.26.8 Entalhes de Serra.
Provavelmente, o método mais simples de preparar padrões de correntes parasitas é por meio de uma serra de joalheiro. Com uma lâmina 7/0, entalhes tão estreitos quanto 0,007 a 0,008 polegadas podem ser feitos na borda de um padrão. Serras circulares de joalheiro também estão disponíveis para outros locais de entalhe. A resposta de fase é semelhante à obtida a partir de trincas. No entanto, à medida que a largura do entalhe aumenta, a semelhança com uma trinca diminui.

5.26.9 Entalhes Usinados.
Padrões com entalhes usinados podem ser usados em algumas condições de ensaio. No entanto, a resposta de um determinado tamanho e frequência de sonda ao entalhe deve ser avaliada quanto à sua aplicabilidade a uma situação de ensaio.

5.26.10 Escolha de Padrões de Referência para Trincas.
Como discutido anteriormente, o principal requisito para padrões de referência de correntes parasitas é que eles forneçam uniformidade de resposta que pode ser relacionada ao tamanho mínimo da trinca a ser detectada. Em vários graus, vários tipos de padrões de referência podem atender a esse critério. Consequentemente, fatores como custo, facilidade de fabricação, disponibilidade e aplicação em campo tornam-se considerações primordiais.

5.27 Medição de Espessura.

5.27.1 Critérios para Aplicação.

5.27.2 Tipos de Medições.
Em geral, três tipos de medições de espessura podem ser realizadas por técnicas de correntes parasitas. A espessura total de produtos metálicos finos, como folhas, tiras e folhas, pode ser determinada quando a dimensão da espessura é menor que a profundidade efetiva de penetração das correntes parasitas no material. Uma segunda categoria de medição de espessura inclui a medição de galvanoplastia ou revestimento metálico em uma base condutiva ou magnética. Subcategorias de medições de galvanoplastia e revestimento podem ser estabelecidas com base na condutividade ou permeabilidade relativa da galvanoplastia e do metal base sobre o qual é galvanizada. Subcategorias típicas de medições de galvanoplastia incluem o seguinte:

Revestimento de baixa condutividade em base de alta condutividade
Revestimento de alta condutividade em base de baixa condutividade
Revestimento de baixa permeabilidade em uma base de alta permeabilidade
Revestimento de alta permeabilidade em uma base de baixa permeabilidade

5.27.3 Os termos alto e baixo são relativos e não se destinam a indicar valores específicos. A terceira categoria de medição é a determinação da espessura de revestimentos não condutores em uma base metálica. Esta aplicação também pode ser estendida para medir a espessura total de materiais finos não condutores acessíveis de ambos os lados, segurando um bloco de metal contra a superfície oposta à sonda.

5.27.4 Limitações Gerais da Medição da Espessura de Revestimentos.
O uso de técnicas de correntes parasitas para medição de espessura é restrito a materiais finos. Essa limitação resulta da incapacidade do campo de correntes parasitas de penetrar profundamente em materiais condutores. A profundidade efetiva de penetração e, portanto, a espessura que pode ser medida, diminui à medida que a condutividade e/ou a permeabilidade do metal aumenta. Para determinar a espessura de revestimentos ou revestimentos em substratos metálicos, deve haver uma diferença na condutividade ou permeabilidade entre o material da superfície e o material da base. Obtém-se maior sensibilidade à medida que as diferenças entre a condutividade ou permeabilidade do revestimento e do substrato se tornam maiores. Para revestimentos não condutores, a sensibilidade melhora com o aumento da frequência. Sondas de diâmetros maiores proporcionam maior sensibilidade para medição de revestimentos mais espessos. Um resumo dos efeitos de um aumento nas propriedades do material e nas variáveis de inspeção sobre a sensibilidade e a faixa de medições de espessura é apresentado na Tabela 8-8, na Seção 8.

5.27.5 Sistemas de Ensaio.
Uma grande variedade de equipamentos especializados é fabricada para medição de espessura. Muitos desses instrumentos são otimizados para um ou dois tipos de aplicações. Exemplos incluem instrumentos projetados para medir revestimentos não condutores em metais não magnéticos ou instrumentos para medir revestimentos não magnéticos em um substrato magnético. Devido a requisitos limitados, tais equipamentos especializados geralmente não estão disponíveis para uso em campo. Na maioria dos casos, instrumentos de uso geral podem ser adaptados para medição de espessura. Muitos dos instrumentos do tipo medidor podem ser usados para uma ampla variedade de operações de medição de espessura. Equipamentos de análise de plano de impedância são muito úteis para medição de espessura. A mudança de fase é quase linear com o aumento da profundidade de penetração, proporcionando assim sensibilidade e precisão mais consistentes em toda a faixa de medição.

5.27.6 Procedimentos de Medição de Espessura.
Antes que a medição de espessura possa ser realizada, os procedimentos de medição por correntes parasitas DEVEM ser cuidadosamente estabelecidos e comprovados para garantir precisão e confiabilidade. As curvas DEVEM ser preparadas para relacionar as leituras do instrumento aos padrões de espessura conhecidos. Um número suficiente de amostras dentro da faixa de espessura a ser medida deve ser usado na preparação das curvas para garantir que uma curva suavemente crescente ou decrescente seja obtida. O tipo e o número de padrões necessários para a padronização do instrumento DEVEM ser definidos. As limitações dos procedimentos em termos de aplicabilidade de material e dimensão DEVEM ser estabelecidas e observadas nos procedimentos.

5.28 Medição da Espessura Total do Metal.

5.28.1 Aplicações da Medição da Espessura Total.
O principal uso das técnicas de correntes parasitas para medir a espessura total de peças metálicas é detectar corrosão nas laterais ou entre camadas da estrutura. No entanto, essa técnica também pode ser usada para estabelecer a espessura de uma chapa fina, determinar desgaste ou afinamento de materiais da chapa e medir espessura, erosão ou corrosão de paredes de tubos. A medição de espessura com CP é geralmente usada quando:

paquímetros ou outras medidas mecânicas são impraticáveis
equipamento ultrassônico não está disponível
se materiais muito finos devem ser medidos

5.28.2 Limitações da Espessura Total.
A precisão e a faixa de espessura do metal medidas com CP dependem das propriedades eletromagnéticas do material e do sistema de ensaio. O aumento da condutividade e da permeabilidade magnética aumenta a precisão na medição de amostras muito finas, mas diminui a faixa efetiva de medição e a precisão em profundidades maiores. Portanto, em uma frequência especificada, é possível medir metais mais espessos que apresentam baixa condutividade e/ou baixa permeabilidade magnética em comparação com metais que apresentam alta condutividade e/ou alta permeabilidade.

5.28.3 Efeitos da Frequência na Medição da Espessura Total.
Assim como a diminuição da frequência aumenta a profundidade de penetração das correntes parasitas em um condutor, a diminuição da frequência também aumenta a espessura de um metal que pode ser medida por técnicas de CP. Maior sensibilidade é obtida para as amostras mais finas com uma frequência mais alta. Para espessuras (acima de 0,050 polegada), a frequência mais baixa proporciona maior sensibilidade e maior penetração geral. A sensibilidade em qualquer faixa de espessura pode ser determinada pela inclinação da linha de espessura plotada: quanto maior a inclinação (ordenada sobre a abcissa), melhor a sensibilidade. A frequência ideal pode ser estimada usando a fórmula para uma profundidade de penetração padrão.

5.28.4 Efeitos da Construção da Sonda.
Sondas projetadas especificamente para medição de espessura possuem núcleos de ar e geralmente são maiores em diâmetro do que as sondas com núcleo de ferrite usadas para detecção de falhas. Sondas com diâmetro maior realizam a média das medições de espessura em uma área maior. Sondas com diâmetro menor e sondas com núcleo de ferrite reduzem a área de medição e, portanto, podem ser usadas em áreas menores e mais próximas das bordas. As sondas com núcleo de ar maiores podem fornecer maior sensibilidade para medições de espessura do que as sondas com núcleo de ferrite em formato de lápis.

5.28.5 Procedimentos Operacionais para Medição de Espessura Total.
Todas as medições de espessura DEVEM ser realizadas de acordo com procedimentos pré-estabelecidos. Em geral, esses procedimentos incluirão as seguintes etapas:

a) Prepare a peça para medição de espessura.
b) Estabelecer a presença de fatores geométricos que limitem ou restrinjam a medição da espessura.
c) Selecione o sistema de teste, a sonda e a frequência operacional apropriados.
d) Desenvolver ou verificar uma curva de calibração usando padrões de calibração rastreáveis do NIST ou usando padrões de referência de espessura conhecidos para configurar o sistema de teste.
e) Realizar medições de espessura em pontos designados.
f) Registre a espessura e informe todos os valores rejeitáveis, conforme exigido pelo procedimento escrito.

NOTA
Ao medir espessura usando CP, certifique-se de que a sonda e a peça a ser medida estejam suficientemente afastadas de qualquer outro metal para que as correntes parasitas não sejam afetadas. Acessórios metálicos em chapas metálicas devem ser evitados devido à interferência condutiva.

5.28.6 Preparar a peça para medição de espessura.
Muitas medições de espessura devem ser realizadas por meio de revestimentos não condutores, como tinta ou revestimentos anódicos. A compensação de elevação deve ser usada durante a calibração. Qualquer material estranho solto DEVE ser removido da superfície onde a espessura está sendo determinada. Quaisquer arestas vivas, saliências ou produtos químicos que sejam potencialmente prejudiciais à sonda DEVEM ser removidos.

5.28.7 Presença de limitações geométricas.
Antes de medir espessura por técnicas de correntes parasitas, deve-se estabelecer a presença e a posição de quaisquer características estruturais que possam restringir a acessibilidade ou reduzir a precisão da medição. A medição de espessura deve ser realizada suficientemente longe de fixadores e outros objetos condutores para evitar que influencie a leitura do medidor. O acesso limitado pode restringir o tipo de sonda a ser usada. Na maioria dos casos, os procedimentos de inspeção por escrito definirão as limitações geométricas.

5.28.8 Seleção do Sistema de Ensaio.
O sistema de teste selecionado para medição de espessura deve ser baseado nos requisitos de medição de espessura, na frequência do instrumento de correntes parasitas e nos tipos de sondas disponíveis.

5.28.9 Seleção da Frequência de Teste para Medição de Espessura.
Para cada tarefa de medição de espessura a ser realizada por técnicas de correntes parasitas, há uma frequência ou faixa de frequências ideal que proporcionará sensibilidade ideal na profundidade a ser medida. O produto da condutividade do material em porcentagem IACS e a permeabilidade magnética relativa é plotado ao longo do eixo vertical, e a frequência em quilohertz é plotada ao longo do eixo horizontal. As linhas que representam as espessuras ideais são plotadas no gráfico. Para determinar a frequência recomendada, o produto da condutividade do material e da permeabilidade relativa do material a ser medido é encontrado no eixo vertical. Siga este ponto horizontalmente até a linha diagonal que representa a espessura a ser medida. A frequência recomendada é encontrada no eixo horizontal estendendo uma linha verticalmente para baixo a partir do ponto estabelecido. Uma variação considerável deste valor de frequência ainda fornecerá sensibilidade suficiente para a maioria das espessuras.

5.28.10 Configuração do Instrumento.
Como os instrumentos de uso geral não são projetados especificamente para medição de espessura, deve-se estabelecer uma correlação entre as leituras do instrumento e as dimensões da espessura. Portanto, as faixas de espessura nas quais as medições devem ser realizadas DEVEM ser definidas o mais próximo possível para minimizar o número de pontos de dados a serem estabelecidos. Quando aplicável, a compensação do lift-off deve ser usada para minimizar os efeitos das variações no acabamento da superfície nas leituras de espessura.

5.28.11 Registrar a Espessura e Relate os Valores Rejeitáveis.
A maioria dos procedimentos escritos fornece limites de aceitação para a dimensão da espessura. Quando um valor rejeitável é obtido, é aconselhável verificar novamente o instrumento usando os padrões de referência ou calibração. O procedimento escrito geralmente fornece métodos para relatar valores rejeitáveis.

5.28.12 Padrões para Medição de Espessura Total.
Os padrões usados para configuração da medição de espessura devem ter a mesma condutividade elétrica, permeabilidade magnética e geometria do material a ser medido. A mesma condutividade elétrica geralmente é obtida exigindo que os padrões sejam fabricados com a mesma liga e têmpera do material de inspeção. Em materiais magnéticos, a permeabilidade pode variar a tal ponto dentro de uma única liga e tratamento térmico que a seleção de padrões representativos pode ser difícil. A alta permeabilidade do ferro e do aço ferromagnético restringe o uso da medição de espessura por correntes parasitas a metais muito finos. A curvatura dos padrões DEVE ser a mesma da peça a ser inspecionada. Todos os padrões DEVEM ter espessura uniforme e a precisão da espessura padrão DEVE ser pelo menos 10 vezes maior que a necessária para a precisão da medição da espessura. Por exemplo, se a medição da espessura for necessária com precisão de 0,03 mm, os padrões DEVEM ter precisão de 0,003 mm. Todos os padrões DEVEM ser claramente identificados com liga, tratamento térmico e espessura.

5.28.13 Precisão da Medição de Espessura. A precisão obtida na medição da espessura do metal varia amplamente dependendo das propriedades do material, espessura, frequências utilizadas e nível de ruído do sistema. Com frequências mais altas (500 kHz e superiores) em materiais finos (0,25 polegadas e menos), as espessuras podem ser medidas com precisão de 0,003 polegada. À medida que as frequências diminuem e as espessuras aumentam, a precisão diminui. Para máxima precisão, as variações no lift-off, condutividade, geometria e permeabilidade magnética devem ser reduzidas ao menor nível possível.

5.29 Aplicação da Medição de Revestimentos Condutivos.
Técnicas de CP são comumente usadas para medir a espessura de revestimentos condutores em materiais metálicos. Essas medições podem ser usadas como um controle de processo para determinar a espessura adequada do revestimento ou dos revestimentos condutores aplicados a um substrato. O afinamento desses revestimentos e pinturas, devido à erosão ou corrosão, também pode ser estabelecido. A CP é algumas vezes usada para determinar a presença e a espessura de camadas superficiais cuja composição foi alterada pelo metal mais profundo na peça. Essa aplicação inclui a medição de camadas cementadas em aço e a profundidade da contaminação por oxigênio ou hidrogênio das camadas superficiais de ligas de titânio. A absorção de carbono nas camadas superficiais do aço reduz efetivamente a permeabilidade magnética. A solução de hidrogênio e oxigênio na superfície da liga de titânio reduz a condutividade da superfície. A quantidade de contaminação superficial pode ser medida medindo-se as mudanças na permeabilidade e na condutividade.

5.29.1 Efeito das Propriedades do Material nas Medições de Espessura de Revestimento.
Embora a profundidade de penetração de correntes parasitas em metais diminua com o aumento da condutividade elétrica, a falta de penetração para medir a espessura do revestimento raramente é um problema. As espessuras de revestimento e pinturas raramente excedem 0,13-0,25 mm e, em muitos casos, são menores que 0,08 mm de espessura. A sensibilidade da inspeção é controlada em grande medida pela diferença na condutividade e/ou permeabilidade magnética entre o metal base e o revestimento. A medição da espessura do revestimento ou pintura é considerada viável se o produto da condutividade e da permeabilidade para o metal base e o revestimento tiver uma razão de 1,5 ou maior ou 0,67 ou menor. A sensibilidade aumenta à medida que a diferença no valor da condutividade ou da permeabilidade entre o revestimento e o substrato aumenta. Portanto, uma determinação aproximada da sensibilidade pode ser obtida a partir de uma curva de impedância, que mostra as posições dos substratos e do revestimento na frequência e no tamanho da sonda usados para inspeção.

5.29.2 Efeito das Condições de Teste na Medição da Espessura da Deposição.
Normalmente, as frequências utilizadas para a medição da espessura da deposição são relativamente altas, de 100 kHz ou mais em equipamentos especializados; frequências de até 6 MHz estão disponíveis. Essas frequências proporcionam alta sensibilidade para revestimentos muito finos. À medida que as diferenças de condutividade entre a deposição e o metal base diminuem, a frequência pode ser aumentada ou diminuída, conforme necessário, para obter uma sensibilidade equivalente para a espessura a ser medida. Uma liberdade de escolha considerável a partir desses valores aproximados pode ser utilizada na escolha da frequência operacional real. Em caso de dúvida, uma curva de calibração de ensaio deve ser preparada. Para reduzir os efeitos da rugosidade da superfície e das variações em revestimentos não condutores, a compensação de lift-off (técnica de camada intermediária) DEVE ser utilizada. Geralmente, uma compensação de lift-off de 0,05 a 0,08 mm é suficiente, a menos que superfícies muito rugosas estejam presentes na área de ensaio. O aumento do diâmetro da sonda e o uso de núcleos de ar em vez de núcleos de ferrite aumentam a sensibilidade da medição e estendem a profundidade na qual a medição precisa da espessura do revestimento pode ser realizada.

5.29.3 Procedimentos para Medição da Espessura do Revestimento.
Um procedimento escrito aprovado é necessário para cada aplicação de técnicas de CP para medição da espessura do revestimento. Cada procedimento DEVE incluir as seguintes etapas:

a) Defina o objetivo da medição da espessura do revestimento ou galvanoplastia. O tipo de metal base e o revestimento DEVEM ser incluídos no procedimento.
b) Limpe qualquer material estranho da área de inspeção. Mesmo que a compensação de lift-off seja utilizada, o acúmulo excessivo de material estranho além do ajuste de lift-off pode levar a erros significativos.
c) Selecione o sistema de ensaio, a instrumentação e a sonda que realizarão a medição de espessura com a precisão necessária.
d) Desenvolver ou verificar a curva de calibração e padronizar o sistema de ensaio usando os padrões especificados. Uma curva de calibração deve estar disponível para cada combinação de instrumento e sonda.
e) Realize medições da espessura do revestimento nos pontos designados. Pelo menos três leituras DEVEM ser realizadas em cada posição de medição para garantir valores precisos e repetíveis. A sonda deve ser mantida contra a peça com pressão constante (quando disponíveis, sondas com mola podem ser usadas para auxiliar na manutenção da pressão constante). Para superfícies curvas, um dispositivo de fixação pode ser usado para manter a sonda perpendicular à superfície. As medições da espessura do revestimento DEVEM ser feitas em áreas onde as leituras não sejam afetadas por estruturas adjacentes, bordas ou variações na espessura total do revestimento e do substrato que estejam dentro do limite efetivo de penetração.
f) A calibração do instrumento DEVE ser verificada periodicamente em relação aos padrões para evitar desvios do instrumento.
g) Verifique todos os valores medidos em relação às tolerâncias especificadas pelo procedimento escrito. Todos os valores anormais DEVEM ser relatados conforme exigido pelo procedimento.

5.29.4 Padrões de Referência para Espessura de Revestimento.
Os padrões de referência para medições de espessura de revestimento devem ter a mesma condutividade elétrica, permeabilidade magnética e geometria da peça. Esses requisitos se aplicam tanto ao material de base quanto ao revestimento. A condutividade elétrica e a permeabilidade magnética do material de base são geralmente obtidas usando a mesma liga e tratamento térmico para os padrões usados na peça. Cuidado especial DEVE ser tomado no processamento dos materiais para garantir que propriedades semelhantes sejam obtidas. Os acabamentos superficiais da peça e do padrão DEVEM ser semelhantes. Para obter a mesma condutividade elétrica, propriedades magnéticas e acabamento superficial para o revestimento nas peças e nos padrões de referência, o revestimento deve ser realizado em banhos de composição semelhante e submetidos a controles semelhantes. Se o revestimento da peça for aliviado de tensões antes da medição da espessura, as referências DEVEM receber o mesmo tratamento. Vários métodos para determinar a espessura do revestimento em padrões de referência podem ser usados. Um deles é medir cuidadosamente a espessura antes do revestimento e novamente após o revestimento. A diferença representa a espessura do revestimento aplicado em apenas um lado. Um segundo método consiste em medir o revestimento em uma área adjacente, seccionando uma amostra metalográfica. A espessura total do revestimento mais o substrato deve exceder a profundidade efetiva de penetração na peça. Uma espessura total de 2,5 a 3 profundidades de penetração padrão combinadas é geralmente considerada suficientemente espessa. Essa espessura pode ser determinada somando-se a profundidade padrão de penetração no revestimento e no substrato na frequência utilizada. Por exemplo, se um revestimento de prata com aproximadamente 0,08 polegadas de espessura em alumínio for medido a 200 kHz, a espessura total mínima pode ser determinada da seguinte forma:

A profundidade padrão de penetração da prata na frequência de 200 kHz é de 0,18 mm. Portanto, 0,08 mm de prata no revestimento representam 0,44 da profundidade padrão de penetração.
O material de base de alumínio 2024-T3 deve ter pelo menos 2,5 - 0,44 = 2,06 de profundidade de penetração padrão
Se a condutividade e a permeabilidade magnética de um metal forem conhecidas, a profundidade padrão de penetração pode ser determinada

5.30 Medição de Revestimentos Não Condutores.

5.30.1 Revestimentos Não Condutores. Uma grande variedade de revestimentos não condutores é aplicada a equipamentos industriais. Primers, tintas, plásticos e selantes são amplamente utilizados para proteger metais da corrosão. Revestimentos anódicos são usados em metais, particularmente alumínio, para evitar a deterioração da superfície. Outros revestimentos de óxido fornecem proteção contra calor ou desgaste. Laminados epóxi de boro aumentam a rigidez e a resistência. Para controlar a espessura desses revestimentos não condutores ou para medir sua perda durante o serviço, técnicas de CP têm sido utilizadas com alto grau de precisão.

5.30.2 Base para Medição de Revestimentos Não Condutores. A determinação da espessura de camadas ou materiais não condutores é uma medida relativa do acoplamento magnético entre a sonda e o material condutor subjacente. Em outros termos, a espessura de um material não condutor é uma medida direta do lift-off ou do espaçamento entre a sonda e o condutor. Como as propriedades (condutividade elétrica, permeabilidade magnética e geometria) dos materiais subjacentes afetam o sinal detectado pela sonda, elas devem ser constantes ou sua variação minimizada, em resposta de sinal, pelo ajuste do instrumento. Três requisitos para a medição de revestimentos não condutores por técnicas de correntes parasitas são:

O revestimento não condutor deve estar em contato íntimo com um material condutor
A espessura do revestimento deve ser menor que o alcance efetivo do campo magnético variável gerado pela sonda
A espessura do substrato deve ser de pelo menos 2,5 vezes a profundidade padrão de penetração na frequência de teste

NOTA:
(Somente para a Marinha) Siga as instruções da norma PD-214 para medição da espessura de revestimentos não condutores.

5.30.3 Efeitos da Impedância de Revestimentos Não Condutores.
Quando uma sonda de corrente parasita é colocada sobre metal nu, a impedância da bobina é alterada em um valor que depende da frequência da corrente oscilante, da condutividade, da permeabilidade magnética e da geometria da peça de ensaio, e da geometria e construção da bobina de teste. Quando instrumentos de medição de impedância por correntes parasitas são utilizados, a medição da espessura do revestimento não condutor é determinada pela variação da corrente ou tensão na bobina, à medida que a impedância da bobina muda devido ao aumento ou à diminuição da distância sonda-peça.

5.30.3.1 Influência das Propriedades do Material e da Frequência. Um aumento na condutividade ou na permeabilidade magnética do metal base ou na frequência de operação melhora a sensibilidade da medição da espessura de revestimentos não condutores.

5.30.3.2 Sistemas de Teste para Medição de Revestimentos Não Condutores. A espessura do revestimento não condutor pode ser medida com praticamente qualquer sistema CP. A sensibilidade é limitada pela frequência atingível com os instrumentos de ensaio disponíveis. A precisão e a faixa de medição aumentam com o aumento da frequência. O tamanho e a construção das sondas disponíveis, bem como o projeto do circuito do instrumento, afetam a precisão da medição. A precisão diminui com o aumento da espessura do revestimento. Às vezes, as sondas são acionadas por mola para evitar variações nas leituras causadas por pressões inconsistentes.

5.30.3.3 Procedimentos para Medição de Revestimentos Não Condutores. As seguintes etapas DEVEM ser seguidas para realizar medições de espessura em revestimentos não condutores:

Estabelecer a faixa de espessura a ser medida e a precisão necessária
Selecione um sistema de ensaio capaz de realizar a medição de espessura necessária de acordo com as tolerâncias especificadas
Prepare a peça ou área para medição de espessura
Prepare uma curva de calibração ou verifique a curva de calibração com os padrões de calibração existentes. Uma curva de calibração é necessária para cada combinação de instrumento e sonda e para cada metal base.
Realizar medições de espessura, verificando a calibração ocasionalmente com o padrão de calibração conhecido.

5.30.4 Padrões para Medição de Revestimentos Não Condutores.
Se os padrões de calibração não estiverem disponíveis, os padrões para medição de revestimentos não condutores PODEM ser obtidos de diversas fontes. Camadas de papel, plástico e fita adesiva são três dos padrões mais disponíveis. Os padrões DEVEM ter espessura uniforme e estar em conformidade com a superfície do metal nu que representa a peça a ser medida. Quando os padrões são camadas empilhadas de material, não deve haver lacunas ou bolsas de ar entre as camadas. Os padrões também podem ser seções reais de peças com espessuras conhecidas do revestimento não condutor aplicado. Esses padrões geralmente exigem mais esforço e custo para serem preparados. Sempre que possível, os padrões DEVEM ser medidos com uma precisão 10 vezes maior do que a precisão necessária para a medição do revestimento não condutor. Isso pode nem sempre ser possível em condições de campo. No entanto, a precisão da medição do padrão DEVE ser pelo menos 3 vezes maior do que a medição necessária (por exemplo, se for necessária uma medição de ± 0,003, o padrão deve ser medido com ± 0,001). Não devem ser utilizados materiais macios o suficiente para serem comprimidos sob a pressão de uma sonda firmemente aplicada.