As correntes de Foucault são correntes elétricas circulares que ocorrem naturalmente em materiais condutores como resposta a variações no fluxo magnético, criando os seus próprios campos magnéticos opostos.
Esta técnica baseia-se no princípio da indução eletromagnética.
É a mesma física que carrega sem fios a sua escova de dentes elétrica ou iPhone, mas reorientada para procurar defeitos estruturais com uma precisão incrível.
Este método é amplamente utilizado nos modernos Testes não destrutivos (END).
O conceito é complexo. Utilizamos uma bobina para induzir correntes circulares minúsculas em materiais condutores.
Se essas correntes fluírem suavemente, a peça está boa. Mas se atingirem algo, como uma trinca ou um vazio, o fluxo muda e o instrumento alerta-nos instantaneamente.
Por que isto é importante?
Em indústrias de alto risco como a aeroespacial e de oleodutos e gasodutos, um defeito invisível ao olho humano pode ter repercussões catastróficas.
Precisamos de uma forma de “ver” estes defeitos sem alterar a peça. O teste por correntes de Foucault dá-nos essa visibilidade, permitindo uma rápida detecção de trincas superficiais e capacidades de classificação de materiais que outros métodos simplesmente não conseguem igualar.
Nesta publicação, quero ajudá-lo a construir um modelo mental sólido de como isto realmente funciona.
Vamos revelar a física, explorar o equipamento e entender exatamente por que este método é tão eficaz para verificar a qualidade. Veremos tudo, desde o comportamento dos campos magnéticos até aos tipos de sondas específicos utilizados em campo.
Vamos ao que interessa.
Índice
O que são as correntes de Foucault?
Quando falamos de Testes não destrutivos, frequentemente usamos ferramentas mágicas sem nos perguntarmos sobre a física que as impulsiona. Passa uma sonda sobre uma peça e, de repente, sabe se há uma pequena trinca escondida por baixo.
Mas o que está realmente a acontecer dentro desse metal? Tudo se resume às correntes de Foucault.
O nome dá-nos uma grande pista sobre como isto funciona. Pense num rio que flui corrente abaixo. Se colocar um remo na água, a corrente forma redemoinhos em torno do obstáculo em padrões circulares.
Na dinâmica de fluidos, estes redemoinhos giratórios chamam-se “vórtices” (eddies).
No nosso mundo de metrologia, o “rio” é um material condutor (como alumínio ou cobre), e o “remo” é um campo magnético variável.
Quando esse campo atinge o condutor, empurra os elétrons para laços circulares fechados de corrente elétrica.
Estas são as suas correntes de Foucault.
No entanto, estas correntes não giram ociosamente. Criam o seu próprio campo magnético.
Este novo campo opõe-se ao campo original que o criou. Este comportamento é conhecido como Lei de Lenz.
É esta “disputa” entre os dois campos magnéticos que nos permite detectar defeitos.
Se uma trinca interromper o fluxo de corrente, a oposição muda e o nosso instrumento detecta a diferença.
Para que isto funcione, precisa exatamente de dois ingredientes. Primeiro, o material deve ser eletricamente condutor.
Segundo, o campo magnético tem de mudar com o tempo, pelo que tipicamente usamos corrente alternada nas nossas sondas de inspeção.
Princípio da indução eletromagnética
Se alguma vez segurou uma sonda sobre uma peça de metal e viu o sinal dançar na tela, pode parecer um pouco mágico.
Não está a tocar na superfície, mas sabe exatamente o que está a acontecer lá dentro.
É o princípio da indução eletromagnética em ação. Este é o motor físico que impulsiona todo o processo de inspeção.
Quando aproxima um campo magnético variável (como o da sua sonda) de um condutor, essas linhas magnéticas invisíveis “cortam” através do material.
Esta mudança cria uma força eletromotriz, ou FEM.
Pense na FEM menos como um objeto sólido e mais como uma pressão elétrica. Empurra os elétrons livres no metal, forçando-os a mover-se.
A magnitude deste empurrão depende em grande medida da resistividade do condutor e da permeabilidade magnética.
Se o material for altamente condutor, os elétrons fluem facilmente. Se for resistivo, lutam, gerando calor em vez de correntes fortes.
A força de Lorentz
Vamos fazer zoom ao nível atômico por um segundo.
A força que realmente direciona estes elétrons chama-se força de Lorentz.
Quando o campo magnético da sua sonda varre através do material, empurra fisicamente os portadores de carga (elétrons).
Devido à física definida pela regra da mão direita, esta força atua perpendicularmente às linhas do campo magnético.
Em vez de fluírem em linha reta, os elétrons são empurrados para trajetórias circulares. Estes laços giratórios de corrente assemelham-se muito aos redemoinhos num rio, que é exatamente de onde obtemos o nome.
Indutância mútua e autoindutância
Para entender realmente o comportamento da sonda, temos de distinguir entre dois tipos de indutância.
Primeiro, existe a Autoindutância.
Esta é a resistência da bobina às mudanças na sua própria corrente. Quando passa corrente alternada através da bobina, cria uma contra-FEM que combate o fluxo de corrente.
Isto é o que estabelece a impedância base da sonda no ar.
Depois, existe a Indutância mútua.
Esta é a conexão entre a sonda e a peça de teste.
Quando o campo magnético da sonda corta através da peça, induz correntes de Foucault. Essas correntes de Foucault, por sua vez, geram o seu próprio campo magnético que corta de volta através da bobina da sonda.
Esta troca mútua de energia é como a peça “responde” ao instrumento. A força desta indutância mútua depende de quão perto a sonda está da peça (acoplamento) e das propriedades do material.
Esta interação é o que realmente estamos a medir. Se um defeito como uma trinca interrompe esses laços de corrente, o campo secundário enfraquece, o equilíbrio muda e o seu instrumento alerta-o para o problema.
Lembre-se que esta oposição é instantânea. No momento em que muda o fluxo magnético, o material contra-ataca, o que torna este método incrivelmente rápido para escanear grandes superfícies.
Como funciona a inspeção por correntes de Foucault
Imagine que segura uma peça de avião de metal. Parece perfeita a olho nu, mas precisamos de saber se há fraturas minúsculas e invisíveis escondidas logo abaixo da superfície.
O processo ocorre em alguns passos distintos:
Primeiro, passamos uma corrente alternada através da bobina da sonda.
Quando aproximamos esta bobina de um material condutor, o campo magnético obriga os elétrons da peça a moverem-se.
Essas correntes de Foucault criam o seu próprio campo magnético que se opõe ao campo da sonda. A sonda efetivamente “sente” esta oposição.
Se as correntes atingirem um defeito, veem-se obrigadas a desviar-se.
É exatamente como a água que flui em torno de uma rocha num riacho. Esta interrupção enfraquece o campo magnético secundário e o instrumento marca instantaneamente a mudança.
O plano de impedância
Se alguma vez olhou para a tela de um instrumento de correntes de Foucault, provavelmente viu um “ponto volante” movendo-se ao redor de uma grade.
Este é o Plano de impedância, e é a ferramenta de visualização mais importante que temos.
Mapeia duas variáveis simultaneamente: Resistência (R) no eixo horizontal e Reatância indutiva (XL) no eixo vertical.
Quando a sonda está no ar, o ponto situa-se numa posição específica (alta reatância, baixa resistência). À medida que a aproxima de uma peça condutora, o ponto traça uma curva comummente chamada Curva de afastamento (Lift-off).
Uma vez que a sonda aterra na superfície, esse ponto torna-se o seu “nulo” ou ponto zero.
Quando a sonda atinge um defeito, o ponto afasta-se desse ponto nulo. Mas aqui está a parte crítica: a direção importa:
- Uma trinca superficial poderia fazer com que o ponto se mova para cima e para a direita.
- Uma mudança na condutividade poderia fazer com que se mova horizontalmente.
- A corrosão poderia enviá-lo numa direção completamente diferente.
Este ângulo de movimento chama-se Ângulo de fase.
Ao analisar o ângulo de fase, um operador pode dizer-lhe o que é o defeito, não apenas que existe um. Podem distinguir entre uma trinca, uma mudança de condutividade ou simplesmente que a sonda se levanta ligeiramente da superfície.
Atraso de fase do sinal
Outro aspecto fascinante da análise de sinais é o Atraso de fase.
À medida que as correntes de Foucault penetram mais profundamente no material, não apenas enfraquecem (atenuação), mas também atrasam-se no tempo.
Leva uma quantidade finita de tempo para que o campo magnético se propague para baixo e para que o campo de reação se propague para cima.
Este atraso de tempo manifesta-se como uma mudança de fase na sua tela. Quanto mais profundo é o defeito, mais gira o sinal no sentido horário no plano de impedância.
Isto é incrivelmente útil porque nos permite estimar a profundidade de um defeito. Uma trinca superficial poderia aparecer a 0 graus, enquanto uma trinca subsuperficial a 1 mm de profundidade poderia aparecer a 45 graus.
Dá-nos uma compreensão 3D da peça a partir de uma tela 2D.
Profundidade de penetração
No entanto, há uma armadilha aqui.
As correntes de Foucault são preguiçosas. Preferem fluir logo na superfície do material, um fenômeno conhecido como efeito pelicular (skin effect).
Quanto mais fundo vai, mais fracas se tornam as correntes.
Em condições ideais, a inspeção por correntes de Foucault pode detectar trincas superficiais tão pequenas quanto 0,5 mm, o que a torna um elemento básico nas verificações de segurança aeroespacial.
Se precisar de olhar mais profundamente para dentro de uma peça, não pode simplesmente aumentar a potência. Na realidade tem de baixar a frequência.
As frequências mais baixas penetram mais profundamente mas são menos sensíveis a defeitos minúsculos.
Calculamos esta profundidade específica (onde a densidade de corrente cai para aproximadamente 37% do valor superficial) usando esta fórmula:
Nesta equação, f é a frequência, μ é a permeabilidade magnética, e σ é a condutividade.
Ressalta por que entender as propriedades do seu material é tão importante mesmo antes de ligar a máquina.
Diferentes tipos de sondas
Escolher a sonda correta é a decisão individual mais importante que tomará durante a configuração de uma inspeção.
É tentador pensar que uma sonda é apenas uma bobina de fio, mas a geometria específica dessa bobina muda completamente como a física se comporta.
Gosto de pensar no campo magnético como o feixe de uma lanterna.
Se quiser inspecionar uma pequena trinca no furo de um parafuso, precisa de um raio laser focado.
Se quiser verificar um tubo longo para um afinamento geral da parede, precisa de um refletor amplo. Classificamos os tipos de sondas baseando-nos em como moldam este campo de energia e, parcialmente, como escutam o eco.
Exploremos as nossas opções.
Sondas de superfície
Estes são os seus cavalos de batalha para elementos planos ou peças ligeiramente curvas.
Normalmente dividimos estas em duas subcategorias baseando-nos em como processam o sinal.
Primeiro, tem Sondas absolutas. Estas usam uma única bobina de detecção para medir a impedância total do material debaixo dela.
São fantásticas para encontrar mudanças graduais, como mudanças de condutividade ou variações de espessura do revestimento. No entanto, são sensíveis às mudanças de temperatura.
Depois tem Sondas diferenciais. Estas são as verdadeiras caçadoras de defeitos.
Contêm duas bobinas que comparam constantemente o material em dois pontos amplamente espaçados (ou às vezes focados num ponto).
Se o material for o mesmo sob ambas as bobinas, o sinal é zero. Mas se uma bobina cruza uma trinca enquanto a outra vê metal sólido? Obtém um “blip” de sinal agudo e distinto.
Devido ao facto de se auto-referenciarem, cancelam mudanças graduais como temperatura ou condutividade, tornando-as muito mais silenciosas e mais sensíveis às trincas.
Designs de sondas avançados
Mais além do básico, os engenheiros desenvolveram alguns designs inteligentes para resolver problemas específicos. As Sondas de reflexão (ou sondas Emissor-Receptor) separam os trabalhos:
- Uma bobina gera o campo (Emissor)
- Outra escuta a resposta (Receptor).
Este desacoplamento permite faixas de frequência muito mais amplas e melhores relações sinal/ruído.
Também temos Sondas blindadas.
As bobinas padrão têm um campo magnético que se estende como um donut.
Se tentar inspecionar perto da cabeça de um parafuso ou de uma borda, esse campo que se estende atinge a geometria e cria ruído.
As sondas blindadas usam um anel de ferrita ou outro material de blindagem para focar o campo magnético diretamente para baixo, mantendo-o ajustado e evitando que “veja” coisas que não quer que veja.
Sondas de bobina interna e bobinas envolventes
Às vezes, usar uma sonda tipo lápis para escanear uma peça é como pintar um corredor com uma escova de dentes. Quando tem uma geometria cilíndrica, quer cobertura.
As Sondas de bobina interna (Bobbin) estão desenhadas para deslizar dentro de um tubo, inspecionando toda a circunferência interior de uma vez. Este é o padrão para verificar permutadores de calor em usinas elétricas, por exemplo.
Proporciona uma vista completa de 360° à medida que a puxa através dele.
As Bobinas envolventes funcionam de maneira oposta.
A peça (como um fio, vareta ou tubo) passa através da bobina. Isto é incrivelmente rápido para linhas de fabricação, mas há uma armadilha a ter em conta.
Com bobinas envolventes, o “Fator de preenchimento” é crítico. Se a bobina for demasiado grande para a peça, o acoplamento magnético cai rapidamente e a sua sensibilidade aos defeitos desaparece.
Matriz de correntes de Foucault (ECA)
Se as sondas padrão são como uma única lanterna, a Matriz de correntes de Foucault (ECA) é como um sistema de refletores de estádio.
As sondas ECA contêm filas de múltiplas bobinas dispostas num padrão específico. Em vez de escanear de um lado para o outro com uma única bobina (escaneamento raster), pode varrer uma área ampla numa única passagem.
O software une os sinais de todas estas bobinas para criar uma imagem C-Scan, que é essencialmente um mapa codificado por cores da superfície.
Isto permite-lhe ver a forma e comprimento da trinca na tela, em vez de apenas interpretar um ponto em movimento.
ECA está a revolucionar a indústria porque é mais rápido, menos dependente da estabilidade da mão do operador e proporciona um registro digital permanente da inspeção.
Teste de materiais condutores
Aqui está a maior desvantagem do teste por correntes de Foucault: tem uma lista de convidados muito estrita. Este método só funciona em materiais que conduzem eletricidade.
Se tentar inspecionar plástico, vidro ou cerâmica, obterá absolutamente zero sinal.
Para entender porquê, precisamos de olhar para o que está a acontecer ao nível atômico.
Para que se formem correntes de Foucault, precisa de elétrons que sejam livres de se mover quando aparece o campo magnético. Em metais condutores, estes elétrons livres derivam facilmente para esses laços circulares que queremos.
Em isolantes, os elétrons estão presos no seu lugar. Sem fluxo significa que não há correntes de Foucault.
Por isto este método de inspeção é a opção principal para ligas de alumínio, cobre, titânio, aço e níquel. É uma prática padrão na indústria aeroespacial e de manufatura para verificar tudo, desde revestimentos de fuselagem até pás de motores.
Se está a fabricar produtos utilizando materiais não condutores, precisa de outra solução.
Padrões de condutividade IACS
Medimos a condutividade utilizando a escala IACS (Padrão Internacional de Cobre Recozido). O cobre recozido puro define-se como 100% IACS.
As ligas de alumínio podem oscilar entre 30% e 50% IACS, enquanto o titânio é muito mais baixo, cerca de 1,5% a 3,5% IACS (Ti-6Al-4V a ~2,3%).
Por que nos importamos?
Porque a condutividade muda com as propriedades do material. Se uma peça de alumínio foi tratada termicamente incorretamente, a sua condutividade mudará.
Se um material está submetido a estresse ou fadiga, a sua condutividade pode mudar.
Podemos usar instrumentos de correntes de Foucault não apenas para encontrar trincas, mas para verificar se o próprio metal está no estado metalúrgico correto.
Ferromagnético vs Não ferromagnético
Testar materiais não ferromagnéticos como alumínio ou cobre costuma ser o caminho mais fácil nas inspeções por correntes de Foucault.
Não têm propriedades magnéticas fortes próprias, pelo que o campo da sonda passa através deles de maneira previsível.
O sinal que obtém é limpo e mais fácil de interpretar.
Os materiais ferromagnéticos como o aço carbono são um pouco mais distintos. Têm alta permeabilidade magnética, o que significa que absorvem o fluxo magnético muito agressivamente.
O problema?
Esta permeabilidade varia enormemente através da superfície da peça, criando ruído de fundo que pode ocultar os sinais de trincas reais.
Para resolver o problema do ruído no aço, frequentemente usamos saturação magnética.
Aplicamos um forte campo magnético estático de CC à peça, essencialmente preenchendo a sua capacidade magnética até que se comporte mais como um material não ferromagnético. É uma solução inteligente que silencia o ruído.
Aplicações no mundo real
Vamos dar uma olhada onde esta tecnologia é realmente utilizada.
Aeroespacial
Se alguma vez voou num avião comercial, já confiou no teste por correntes de Foucault.
A fuselagem de um avião é feita de lâminas sobrepostas de alumínio unidas por rebites. Estas juntas sobrepostas são pontos principais para que se formem trincas por fadiga em torno dos furos dos fixadores devido aos ciclos constantes de pressurização.
Os inspetores utilizam Sondas de anel ou sondas deslizantes especializadas para escanear estas filas de rebites. As correntes de Foucault podem penetrar a camada superior de alumínio para encontrar trincas que se iniciam na camada inferior, tudo sem remover a tinta nem os rebites.
Esta capacidade é crítica para os programas de manutenção das companhias aéreas.
Usinas nucleares
Numa usina nuclear, o gerador de vapor contém milhares de pequenos tubos que transportam água quente e radioativa. Se um destes tubos tiver um vazamento, é um incidente de segurança maior.
As sondas de bobina interna são empurradas através destes tubos a alta velocidade para verificar corrosão, pites ou desgaste por atrito (fretting) das estruturas de suporte.
Dado que os tubos não são ferromagnéticos (geralmente Inconel), as correntes de Foucault são a ferramenta perfeita para o trabalho.
Vantagens do teste por correntes de Foucault
Se alguma vez passou uma tarde a limpar gel acoplante pegajoso de uma pá de turbina depois de um teste ultrassônico, conhece a luta.
Aqui é onde o teste por correntes de Foucault parece um pouco como magia.
A maior vantagem aqui é que é um método sem contato. Devido ao facto de que o campo eletromagnético viaja livremente através do ar, não precisa de nenhum meio de acoplamento físico (como água, gel ou óleo) entre a sonda e a peça.
O elo é o próprio campo magnético.
Isto mantém a peça limpa e omite completamente o ritual de limpeza prévia que pode tornar lentos outros métodos de END.
Devido a que não há atrito físico nem arrasto de fluidos, as velocidades de inspeção podem ser excepcionalmente rápidas. As linhas de produção automatizadas frequentemente executam inspeções de cabos ou tubos a velocidades superiores a 20 metros por segundo.
Também é surpreendentemente sensível.
Não estamos a falar apenas de grandes e óbvias fissuras que emitem um sinal.
Uma configuração bem calibrada pode detectar trincas que rompem a superfície tão estreitas como 0,5 mm. A sonda basicamente detecta a interrupção microscópica no fluxo de elétrons, o que lhe permite detectar trincas por fadiga ou fraturas por estresse muito antes de serem visíveis a olho nu.
Esta natureza sem contato torna-o ideal para a automação. Como não precisa de assegurar um contato úmido perfeito, pode montar sondas em braços robóticos ou passar geometrias complexas através de bobinas personalizadas.
Lida com superfícies ocultas e formas estranhas que seriam um pesadelo para verificar com um transdutor de contato.
Portátil e versátil
Costumava assumir que para obter este nível de sensibilidade, precisaria de uma estante massiva de equipamentos de laboratório. Acontece que esse já não é o caso.
Os instrumentos modernos funcionam com baterias, são portáteis e suficientemente leves para os levar a um andaime.
Há outro truque genial aqui que envolve o efeito de afastamento/lift-off. Embora geralmente tentemos minimizar a distância entre a sonda e a peça, a física permite um pequeno espaço.
Isto significa que pode inspecionar materiais condutores através de revestimentos finos não condutores. Pode verificar uma asa de avião de alumínio em busca de trincas sem raspar a tinta primeiro.
O campo magnético simplesmente ignora a tinta e testa o metal por baixo.
Limitações e desafios
Falámos muito sobre o aspecto de superpoder das inspeções por correntes de Foucault. Detectar defeitos sem remover a tinta nem tocar na superfície é incrível.
Mas a física raramente é tão generosa sem pedir algo em troca. Acontece que este método tem algumas restrições específicas que deve entender antes de confiar nele.
O maior obstáculo é o requisito fundamental para o teste de materiais condutores.
Se o material não permite que os elétrons se movam livremente (como plástico, vidro ou madeira), simplesmente não funciona. Se não há corrente, não há sinal.
Isto restringe-nos inteiramente a metais e ligas.
Mesmo dentro de um metal condutor, temos de lidar com o Efeito pelicular (Skin Effect). As correntes aglomeram-se fortemente na superfície e desvanecem-se exponencialmente à medida que aprofundam.
Isto cria uma limitação de profundidade.
Se tiver um defeito enterrado profundamente dentro de uma placa grossa de aço, as correntes de Foucault poderiam ser demasiado fracas para vê-lo quando alcançam essa profundidade.
Isto faz com que o método seja fantástico para a detecção de trincas superficiais, mas menos eficaz para falhas subsuperficiais profundas em comparação com os ultrassons.
Também tem de ter cuidado com o Efeito de borda.
> O campo magnético envolve-se à volta da sonda como uma bolha.
Quando se aproxima da borda de uma peça, essa bolha distorce-se porque parte dela fica pendurada no ar. Isto cria um sinal massivo que pode mascarar facilmente uma trinca real localizada perto de uma borda.
Variáveis que afetam os resultados
Como os sensores de correntes de Foucault são tão sensíveis, captam tudo o que muda o fluxo eletromagnético, não apenas as trincas.
Isto pode tornar a interpretação complicada porque frequentemente está a lutar contra o “ruído” de variáveis que não lhe importam.
Uma armadilha clássica é o Afastamento (Lift-off).
Isto acontece quando a distância entre a bobina da sonda e a superfície da peça muda ligeiramente.
Se a sua mão tremer e a sonda se levantar apenas uma fração de milímetro, a impedância muda drasticamente. O instrumento poderia gritar “Defeito!” quando a realidade é apenas “Distância”.
- Variações de condutividade: Coisas como a inconsistência do tratamento térmico ou as mudanças de temperatura podem alterar a condutividade do material, mudando a sua linha de base.
- Permeabilidade: Em aços magnéticos, as variações magnéticas aleatórias podem afogar o sinal do defeito a menos que sature a peça magneticamente.
Esta sensibilidade é a razão pela qual a habilidade do operador e os padrões de referência são críticos. Não pode simplesmente ligar a máquina e adivinhar.
Precisa de calibrar o sistema em relação a uma peça boa conhecida e defeitos conhecidos (como entalhes EDM) para ensinar ao instrumento o que procurar.
Este não é um método de ‘Passa/Não Passa’ totalmente automatizado. O operador precisa de distinguir entre um sinal causado por uma trinca e um sinal causado pela inclinação leve da sonda.
Conclusão
Cobrimos uma grande quantidade de terreno aqui.
É o princípio da indução eletromagnética a fazer o trabalho pesado.
Pense nisso assim: criando esses laços invisíveis de corrente convertemos a peça de teste em si num sensor.
Efetivamente estamos a pedir aos elétrons no metal que informem sobre o seu ambiente.
Quando atingem um obstáculo, como uma trinca ou um vazio, têm de desviar-se. Esse esforço extra muda a impedância, e esse é o sinal que vemos na tela.
Cria um ciclo de feedback que nos dá visão não destrutiva.
Esta interação é exatamente o que torna a detecção de trincas superficiais tão poderosa.
Dado que as correntes se aglomeram naturalmente na superfície do material (graças ao efeito pelicular), até a fissura mais estreita cria um obstáculo massivo para os elétrons.
É possivelmente a forma mais sensível de lidar com o teste de materiais condutores sem tocar realmente na peça nem remover as camadas protetoras de tinta.
Mas lembre-se, não pode simplesmente pegar num sensor e começar a escanear.
Selecionar os tipos de sondas de correntes de Foucault corretos (saber quando usar uma sonda diferencial versus uma absoluta) é um fator importante para obter dados limpos.
Precisa de ajustar as suas frequências e calibrar em relação a um padrão de referência a cada vez.
Se está a gerir um programa de garantia de qualidade, esta é uma capacidade que se paga sozinha em tranquilidade.
Permite-lhe detectar pontos de falha antes que saiam da fábrica.
Assim que não se deixe intimidar pelas telas vetoriais ou os ângulos de fase. Uma vez que visualize essas correntes a formarem redemoinhos na sua cabeça, o resto encaixa.
Perguntas frequentes
Qual é o principal objetivo das inspeções por correntes de Foucault?
O teste por correntes de Foucault é um método não destrutivo utilizado para verificar materiais condutores em busca de defeitos sem danificá-los. Utiliza campos eletromagnéticos para criar correntes na peça que está a testar. Se houver uma trinca ou defeito, perturba estas correntes. Pode detectar estas perturbações para identificar o problema instantaneamente.
Como funciona o processo de indução eletromagnética aqui?
Uma bobina de sonda passa corrente alternada perto de um material condutor. Esta ação induz pequenas correntes elétricas circulares, chamadas correntes de Foucault, na peça de teste. Quaisquer mudanças no material, como trincas ou variações de espessura, interrompem este fluxo. A sonda detecta estas interrupções e sinaliza que um defeito está presente.
Que materiais são compatíveis com este método de teste?
Só pode usar este método em materiais que conduzem eletricidade. Exemplos comuns incluem alumínio, cobre, aço e titânio. Funciona melhor em materiais não ferromagnéticos. Se precisar de testar plásticos ou cerâmicas, este método não funcionará porque não suportam o fluxo de correntes de indução elétrica.
Que defeitos específicos pode detectar esta tecnologia?
Este método é excelente para encontrar falhas superficiais e próximas à superfície. Pode detectar facilmente trincas, corrosão, pites e afinamento do material. Também é útil para medir a espessura de revestimentos não condutores, como tinta, sobre uma base condutora. No entanto, geralmente não pode detectar defeitos que se encontram no fundo do material.
A seleção de frequência afeta a profundidade de penetração?
Sim, a frequência de teste determina diretamente quão profundo fluem as correntes no material. As frequências mais baixas penetram mais profundamente, o que lhe permite ver defeitos subsuperficiais. As frequências altas permanecem perto da superfície. Deve escolher a frequência em função de se precisa de inspecionar a camada exterior ou verificar problemas estruturais mais profundos.
Em que se diferenciam as sondas absolutas e diferenciais?
Uma sonda absoluta utiliza uma única bobina para detectar mudanças gerais como a condutividade ou a espessura comparando o material com um padrão fixo. Uma sonda diferencial utiliza duas bobinas para comparar duas seções adjacentes do material. Esta configuração é melhor para encontrar defeitos pequenos e localizados como trincas porque ignora as mudanças graduais nas propriedades do material.
O que significa o afastamento (lift-off) no contexto das inspeções?
O afastamento (lift-off) descreve a mudança no sinal causada pela distância entre a sonda e a superfície de teste. Se a sonda se afasta ligeiramente da peça, o acoplamento magnético diminui. Embora isto possa criar ruído, também pode usar este efeito intencionalmente para medir a espessura de revestimentos não condutores.
Por que os materiais ferromagnéticos apresentam desafios de teste?
Os materiais ferromagnéticos como o aço carbono têm uma alta permeabilidade magnética. Esta propriedade fortalece o campo magnético mas limita a profundidade a que podem penetrar as correntes. As propriedades magnéticas do material também podem variar aleatoriamente, o que cria altos níveis de ruído. Frequentemente precisa de saturar magneticamente a peça para suavizar estas variações durante a inspeção.
Como ajuda o plano de impedância a caracterizar os defeitos?
O plano de impedância mostra tanto a resistência como a reatância da bobina de teste numa tela. Quando a sonda encontra um defeito, o traço do sinal move-se. A direção deste movimento geralmente indica o tipo de defeito, como uma trinca ou corrosão. A distância que o ponto se move tipicamente diz-lhe o tamanho ou a gravidade da falha.
