Ensaios não destrutivos, NDT, é um grupo muito amplo de inspeções estruturais ou de materiais e, como o nome indica, essas inspeções não destroem o material/estrutura que está sendo examinado. O NDT desempenha um papel crítico em garantir que os componentes e sistemas estruturais desempenhem sua função de maneira confiável e econômica. Como o NDT não altera permanentemente o artigo que está sendo inspecionado, é uma técnica altamente valiosa que pode economizar dinheiro e tempo na avaliação do produto, solução de problemas e pesquisa. Os técnicos e engenheiros de NDT definem e implementam testes que localizam e caracterizam as condições materiais e falhas que poderiam causar acidentes graves, como queda de aviões, falha de reatores, descarrilamento de trens, estouro de oleodutos e uma variedade de eventos preocupantes.
Esse conceito é estendido e conhecido como Avaliação Não Destrutiva (NDE), quando combinado com uma avaliação da significância de quaisquer defeitos encontrados. No entanto, ambos são termos frequentemente usados de forma intercambiável. Alguns métodos de teste devem ser conduzidos em laboratório, outros podem ser adaptados para uso em campo. Várias técnicas NDT comumente empregadas e suas características são descritas abaixo.
Exame de Radiografia
O teste de radiografia (RT) envolve o uso de gama penetrante ou radiação X para examinar peças e produtos em busca de imperfeições. É um dos métodos NDT convencionais que está em uso há décadas e ainda é usado por empresas em todo o mundo.
- Os raios X, também conhecidos como radiação X, referem-se à radiação eletromagnética (sem massa de repouso, sem carga) de altas energias. A maioria dos raios X tem comprimento de onda variando de 0,01 a 10 nanômetros (3×10 16 Hz a 3×1019 Hz), correspondendo a energias na faixa de 100 eV a 100 keV. Os comprimentos de onda dos raios X são mais curtos do que os dos raios UV e tipicamente mais longos do que os dos raios gama. A distinção entre raios X e raios gama não é tão simples e mudou nas últimas décadas. De acordo com a definição atualmente válida, os raios X são emitidos por elétrons fora do núcleo, enquanto os raios gama são emitidos pelo núcleo. Os raios X podem ser gerados por um tubo de raios X, um tubo de vácuo que usa uma alta tensão para acelerar os elétrons liberados por um cátodo quente a uma alta velocidade. Ao atingir o alvo, os elétrons acelerados são interrompidos abruptamente e raios X e calor são gerados.
- Os raios gama, também conhecidos como radiação gama, referem-se à radiação eletromagnética (sem massa de repouso, sem carga) de energias muito altas. Como os raios gama são, em substância, apenas fótons de energia muito alta, eles são matéria muito penetrante e, portanto, biologicamente perigosos. Os raios gama podem viajar milhares de metros no ar e podem passar facilmente pelo corpo humano. Os raios gama são emitidos por núcleos instáveis em sua transição de um estado de alta energia para um estado inferior conhecido como decaimento gama. Na maioria das fontes práticas de laboratório, os estados nucleares excitados são criados no decaimento de um radionuclídeo pai, portanto, um decaimento gama normalmente acompanha outras formas de decaimento, como o decaimento alfa ou beta.
Em geral, a RT é um método de inspeção de materiais em busca de defeitos ocultos na subsuperfície, usando a capacidade dos raios X ou raios gama de penetrar em vários materiais de várias espessuras. A intensidade da radiação que penetra e passa através do material é captada por:
- um filme sensível à radiação (radiografia de filme)
- uma matriz mais plana de sensores sensíveis à radiação (radiografia em tempo real).
Princípio da Operação
A fonte de radiação pode ser uma máquina de raios X ou uma fonte radioativa (Ir-192, Co-60 ou, em casos raros, Cs-137). A escolha entre raios-X e radiação gama depende de alguns fatores, como espessura, nível de contraste e etc. Por exemplo, os raios-X normalmente funcionam com menor quantidade de energia do que os raios gama. A espessura é outro parâmetro que influencia os resultados. Por exemplo, em espessuras superiores a 50 mm, o uso de raios gama aumenta significativamente.
A radiação é direcionada através de uma peça e para o filme ou outra mídia de imagem. A radiografia resultante mostra as características dimensionais da peça. Tanto nos raios-X quanto na radiação gama como a radiação passa mais pelo material quanto mais escuro fica o filme na imagem produzida e, ao contrário, quanto mais o raio é absorvido pelo material mais clara fica a imagem naqueles pontos. Portanto, possíveis imperfeições são indicadas como mudanças de densidade no filme da mesma maneira que um raio X médico mostra ossos quebrados.
O teste radiográfico é comumente usado para verificação de solda em várias aplicações industriais. Na fabricação, as soldas são comumente usadas para unir duas ou mais peças de metal. Os efeitos da soldagem no material ao redor da solda podem ser prejudiciais – dependendo dos materiais usados e da entrada de calor do processo de soldagem usado, o HAZ pode ter tamanhos e resistência variados. Por exemplo, o metal base deve atingir uma certa temperatura durante o processo de soldagem, deve resfriar a uma taxa específica e deve ser soldado com materiais compatíveis ou a junta pode não ser forte o suficiente para manter as peças unidas ou rachaduras podem se formar no solda fazendo com que ela falhe. Os defeitos geralmente encontrados incluem penetração incompleta, fusão incompleta, rebaixamento, porosidade e trincas longitudinais. Esses defeitos podem causar a ruptura de uma estrutura ou de uma tubulação.
Vantagens e desvantagens
Vantagens:
- Tem muito poucas limitações materiais.
- Detecção de defeitos internos para materiais espessos (por exemplo, tubulações).
- Mínima ou nenhuma preparação da peça é necessária.
- Uma das principais vantagens do RT é sua capacidade de documentação. RT fornece imagens do objeto sob inspeção.
- A probabilidade de má interpretação dos resultados é minimizada, pois cada imagem pode ser revisada por vários operadores.
Desvantagens:
- O impacto da radiação na saúde e no meio ambiente pode ser considerado uma das principais desvantagens dos exames radiográficos, pois poucos segundos de exposição à radiação podem resultar em lesões graves.
- É necessário um alto grau de habilidade e experiência para exposição e interpretação.
- A alta voltagem necessária para criar raios-X também é perigosa para a saúde humana.
- É um método bastante caro.
- Ineficaz para defeitos planares e para defeitos de superfície.
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