Este documento descreve diferentes tipos de ensaios mecânicos realizados em materiais, com foco no ensaio de tração. O ensaio de tração é um teste amplamente utilizado que aplica carga uniaxial crescente em uma amostra até sua ruptura, permitindo medir propriedades mecânicas como resistência e módulo de elasticidade. O documento explica os conceitos de limite elástico, limite de proporcionalidade, limite de escoamento e resistência à tração.

1. WENDEL FERNANDES DA ROCHA
INSTRUTOR DE SOLDAGEM
TREINAMENTO COMPLETO EM INSPEÇÃO DE
SOLDAGEM
APOSTILA IV
Curso de inspetor de soldagem N1
SE GOSTAR CONTRIBUA: AGENCIA 00175 CONTA 173061 VAR 51

2. APOSTILA 4
SUMÁRIO
1
ENSAIOS MECÂNICOS ............................................................................................... 4
2
ENSAIO DE TRAÇÃO .................................................................................................. 9
3
ENSAIO DE DOBRAMENTO .................................................................................... 20
4
ENSAIO DE FRATURA.............................................................................................. 26
5
ENSAIO DE DUREZA ................................................................................................ 30
6
TESTE DE QUEDA LIVRE ........................................................................................ 45
7
TESTE DE IMPACTO ................................................................................................. 49
8
TESTE MACROGRÁFICO ......................................................................................... 54
9
ENSAIO VISUAL ....................................................................................................... 63
10
ENSAIO POR LIQUIDO PENETRANTE ................................................................... 68
11
ENSAIO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS ........................................................... 72
12
ENSAIO POR ULTRA - SOM ..................................................................................... 86
13
ENSAIO RADIOGRÁFICO ...................................................................................... 103
14
ENSAIO HIDROSTÁTICO E PNEUMÁTICO .......................................................... 129
15
ENSAIO DE ESTANQUEIDADE ............................................................................. 131
16
NORMATIZAÇÃO ................................................................................................... 134
17
NORMAS DE QUALIFICAÇÃO .............................................................................. 137
18
QUALIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM .................................... 142
19
QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES ..................................................................... 150
20
DOCUMENTOS TÉCNICOS .................................................................................... 158
21
ANEXOS ................................................................................................................... 164
22
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 179
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3. APOSTILA 4
Ensaios Mecânicos
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4. APOSTILA 4
1 ENSAIOS MECÂNICOS
INTRODUÇÃO
No estudo da ciência dos materiais, bem como no seu dimensionamento, são de
grande importância vários parâmetros obtidos através dos ensaios. Pode-se definir
ensaio como a observação do comportamento de um material quando submetido à
ação de agentes externos como esforços e outros.
Os ensaios são executados sob condições padronizadas, em geral definidas por
normas, de forma que seus resultados sejam significativos para cada material e
possam ser facilmente comparados.
Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um material que
vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles
vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites extremos de solicitação.
Os ensaios podem ser realizados em protótipos, no próprio produto final ou em
corpos de prova e, para serem confiáveis, devem seguir as normas técnicas
estabelecidas.
LABORATÓRIOS DE ENSAIO
Os ensaios podem ser realizados na própria oficina ou em ambientes especialmente
equipados para essa finalidade denominados laboratórios de ensaios.
Os ensaios fornecem resultados gerais, que são aplicados a diversos casos, e
devem poder ser repetidos em qualquer local que apresente as condições
adequadas.

5. APOSTILA 4
CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS MECÂNICOS
A classificação dos ensaios mecânicos em materiais basicamente é dividida em dois
grupos.
a) Ensaios destrutivos.
b) Ensaios não destrutivos
ENSAIOS DESTRUTIVOS
São aqueles que deixam algum sinal ou marca na peça ensaiada ou no corpo de
prova submetido ao ensaio.
Neste tipo de ensaio os corpos podem ou não ficarem inutilizados.
TIPOS DE ENSAIOS DESTRUTIVOS

Tração

Embutimento

Compressão

Torção

Cisalhamento

Dureza

Dobramento

Fluência

Flexão

Fadiga

Impacto
ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
São aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal, e,
portanto, nunca inutilizam a peça ou o corpo de prova.
Por esse motivo podem ser utilizados para se detectar falhas em produtos
acabados ou semi-acabados.
TIPOS DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS





Visual
Líquido penetrante
Partículas magnéticas
Ultra-som
Radiografia industrial
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6. APOSTILA IV
TIPOS DE ESFORÇOS QUE AFETAM OS MATERIAIS
ESCOLHA DO ENSAIO A SER REALIZADO
A escolha do ensaio mecânico mais interessante ou mais adequado para cada tipo
de produto depende da finalidade do material, dos tipos de esforços que esse
material vai sofrer e das propriedades mecânicas que se deseja medir.
FATORES DETERMINANTES
MECÂNICO
PARA
A
REALIZAÇÃO
DE
UM
ENSAIO
Dois fatores determinantes para a realização de um ensaio mecânico são a
quantidade e o tamanho das amostras a serem testadas.
A especificação do produto deve mencionar esses fatores, bem como a maneira
utilizada para se retirar as amostras para os testes.
RESULTADOS DOS ENSAIOS
Alguns ensaios permitem obter dados numéricos que podem ser utilizados no
cálculo estrutural e no projeto da peça.
Outros ensaios fornecem apenas resultados qualitativos do material e servem
somente para auxiliar com estudo e desenvolvimento do projeto.

7. APOSTILA IV
NORMAS TÉCNICAS PARA ENSAIOS
As normas são utilizadas para se descrever o método correto para se efetuar um
determinado ensaio mecânico.
As normas mais utilizadas pelos laboratórios de ensaios mecânicos pertencem as
seguintes associações:








ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)
ASTM (American Siciety for Testing and Materials)
DIN (Deutsches Institut für Normung)
BSI (Britsh Standards Instituition)
ASME (American Society of Mechanical Engineers)
ISSO (International Organization for Standardization)
JIS (Japanese Industrial Standards)
SAE (Society of Automotive Engineers)
OBS: Todo e qualquer ensaio realizado em território brasileiro deve apresentar seus
resultados grafados no Sistema Internacional de Unidades – SI.
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8. APOSTILA IV
Ensaios Destrutivos
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9. APOSTILA IV
2 ENSAIO DE TRAÇÃO
Consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo de prova
especifico até a ruptura. Trata-se de um ensaio amplamente utilizado na indústria de
componentes mecânicos, devido às vantagens de fornecer dados quantitativos das
características mecânicas dos materiais.
Com esse tipo de ensaio, pode-se afirmar que praticamente as deformações
promovidas no material são uniformemente distribuídas em todo o seu corpo, pelo
menos até ser atingida uma carga máxima próxima do final do ensaio. E, como é
possível fazer com que a carga cresça numa velocidade razoavelmente lenta
durante todo o teste, o ensaio de tração permite medir satisfatoriamente a
resistência do material.
A uniformidade termina no momento em que é atingida a carga máxima suportada
pelo material, quando começa a aparecer o fenômeno da estricção ou da diminuição
da secção do provete, no caso de matérias com certa ductilidade. A ruptura sempre
se dá na região mais estreita do material, a menos que um defeito interno no
material, fora dessa região, promova a ruptura do mesmo, o que raramente
acontece.
A precisão de um ensaio de tração depende, evidentemente, da precisão dos
aparelhos de medida que se dispõe. Com pequenas deformações, pode-se
conseguir uma precisão maior na avaliação da tensão ao invés de detectar grandes
variações de deformação, causando maior imprecisão da avaliação da tensão.
Mesmo no início do ensaio, se esse não for bem conduzido, grandes erros podem
ser cometidos, como por exemplo, se o provete não estiver bem alinhado, os
esforços assimétricos que aparecerão levarão a falsas leituras das deformações
para uma mesma carga aplicada. Deve-se, portanto centrar bem o corpo-de-prova
na máquina para que a carga seja efetivamente aplicada na direção do seu eixo
longitudinal.
ENSAIO CONVENCIONAL
Nos corpos de provas normalmente a seção reta é circular, porém corpos de provas
retangulares também são usados. Durante os ensaios, a deformação fica confinada
à região central, mais estreita, do corpo de prova. O diâmetro padrão é
aproximadamente 12,8 mm, enquanto a seção reduzida deve ser pelo menos quatro
vezes esse diâmetro. O corpo de prova é preso pelas extremidades nas garras de
fixação do dispositivo de testes. A máquina de ensaio de tração é projetada para
alongar o corpo de prova a uma taxa constante, além de medir contínua e
simultaneamente a carga instantânea aplicada e os alongamentos resultantes, isso
com o auxilio de extensômetros.
Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração, a máquina de
ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as
deformações ocorridas durante o ciclo.
Mas o que interessa para determinação das propriedades do material ensaiado é a
relação entre a tensão e a deformação.
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10. APOSTILA IV
A tensão corresponde à força dividida pela área da seção sobre a qual a força é
aplicada.
Aplicando a equação descrita acima se pode encontrar os valores da tensão e fazer
o gráfico conhecido como tensão-deformação.
REGIÃO DE COMPORTAMENTO ELÁSTICO
O ponto A representa o limite elástico.
Comportamento da fase elástica e plástica.
Até este ponto, assume-se que a deformação elástica é independente do tempo, ou
seja, quando uma carga é aplicada, a deformação elástica permanece constante
durante o período em que a carga é mantida constante. Também é assumido que
após a remoção da carga, a deformação é totalmente recuperada, ou seja, a
deformação imediatamente retorna para o valor zero. Na fase elástica os metais
obedecem a Lei de Hooke. Suas deformações são diretamente proporcionais às
tensões aplicadas.

11. APOSTILA IV
A constante de proporcionalidade “E” é o módulo de elasticidade, ou módulo de
Young, fornece uma indicação da rigidez do material. Quanto maior for o módulo,
menor será deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão. A
deformação convencional ou nominal é dada:
Onde:
lo = comprimento inicial
l = comprimento final para cada carga P aplicada.
LIMITE DE PROPORCIONALIDADE
A Lei de Hooke só vale até um determinado valor de tensão, representado no gráfico
pelo ponto A’, a partir da qual a deformação deixa de ser proporcional à carga
aplicada.
Limite de proporcionalidade A’.
LIMITE DE ELASTICIDADE (E)
Máxima tensão que o material pode suportar sem apresentar deformação
permanente após a retirada da carga.
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
É a capacidade de um material absorver energia quando deformado elasticamente e
liberá-la quando descarregado. A medida desta propriedade é dada pelo módulo de
resiliência que é a energia de deformação por unidade de volume necessária para
tracionar o metal de origem até o limite de proporcionalidade.

12. APOSTILA IV
COEFICIENTE DE POISSON (V)
Mede a rigidez do material na direção perpendicular à direção de aplicação de carga
uniaxial.
τ1
Contração
τ1
MÓDULO DE ELASTICIDADE TRANSVERSAL (G)
Corresponde à rigidez de um material quando submetido a um esforço de
cisalhamento.
Onde, ‫ ح‬e γ são as tensões e a respectiva deformação cisalhante que sofre o corpo
de prova.
Valores dos coeficientes elásticos dos metais.

13. APOSTILA IV
REGIÃO DE COMPORTAMENTO PLÁSTICO
Acima de certa tensão, os materiais começam a se deformar plasticamente, ou seja,
ocorrem deformações permanentes. O ponto na qual estas deformações
permanentes começam a se tornar significativas é chamado de limite de
escoamento.
Durante a deformação plástica, a tensão necessária para continuar a deformar um
metal aumenta até um ponto máximo, chamado de limite de resistência à tração, na
qual a tensão é a máxima na curva tensão-deformação de engenharia. Isto
corresponde a maior tensão que o material pode resistir; se esta tensão for aplicada
e mantida, o resultado será a fratura. Toda a deformação até este ponto é uniforme
na seção. No entanto, após este ponto, começa a se formar uma estricção, na qual
toda a deformação subseqüente está confinada e, é nesta região que ocorrerá
ruptura. A tensão corresponde a fratura é chamada de limite de ruptura.
LIMITE DE ESCOAMENTO
O escoamento é entendido como um fenômeno localizado, que se caracteriza por
um aumento relativamente grande na deformação, acompanhada por uma pequena
variação na tensão. Isso acontece geralmente no inicio da fase plástica. Durante o
escoamento a carga oscila entre valores muito próximos um dos outros.
Limite de escoamento.
LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
É a tensão correspondente ao ponto de máxima carga atingida durante o ensaio.
Após o escoamento ocorre o encruamento que é um endurecimento causado pela
quebra de grãos que compõem o material quando deformados a frio. O material
resiste cada vez mais à tração externa necessitando de uma tensão cada vez maior
para se deformar. É nessa fase que a tensão começa a subir até atingir um valor
máximo, esse chamado Limite de Resistência.
Limite de resistência à tração.

14. APOSTILA IV
LIMITE DE RUPTURA
Continuando a tração, chega-se a ruptura do material, no chamado Limite de
Ruptura.
Limite de ruptura.
Note que a tensão no limite de ruptura é menor do que no limite de resistência,
devido à diminuição de área que acontece no corpo de prova depois que se atinge a
carga máxima.
Na figura abaixo se pode analisar todos esses elementos representados num
mesmo diagrama de tensão deformação.
Gráfico tensão – deformação.
FRATURA
Consiste separação ou fragmentação de um corpo sólido em duas ou mais partes,
sob ação de uma tensão, e pode ser considerada como sendo constituída da
nucleação e propagação da trinca. Pode ser classificada em duas categorias gerais:
fratura dúctil e frágil.
A fratura dúctil é caracterizada pela ocorrência de uma apreciável deformação
plástica antes e durante a propagação da trinca.

15. APOSTILA IV
MATERIAIS DÚCTEIS
Qualquer material que possa ser submetido a grandes deformações antes da ruptura
é chamado de material dúctil. Freqüentemente, os engenheiros escolhem materiais
dúcteis para o projeto, pois estes são capazes de absorver choque ou energia e,
quando sobrecarregados, exibem, em geral, grande deformação antes de falhar.
MATERIAIS FRÁGEIS
Os materiais que apresentam pouco ou nenhum escoamento são chamados de
materiais frágeis.
FRATURA DÚCTIL – ASPECTOS MACROSCÓPICOS
Na figura abaixo pode ser vista a fratura microscopicamente.
Fratura dúctil – Aspectos microscópicos.
A fratura frágil nos metais é caracterizada pela rápida propagação da trinca, sem
nenhuma deformação macroscópica e muito pouca micro deformação.

16. APOSTILA IV
Fratura dúctil – Aspectos macroscópicos.
Na figura abaixo pode ser vista a fratura frágil microscopicamente
Transgranular
Intergranular
Fratura frágil - Aspectos microscópicos.
Uma boa maneira de se observar a diferença no comportamento entre os materiais é
submetendo-os a um ensaio de tração. Fazendo-se um gráfico da tensão em função
do alongamento, é possível caracterizar um material entre os dois grupos. Materiais
frágeis rompem-se com alongamento tipicamente menor do que 5% e mostram
maior resistência mecânica.
Curva tensão versus escoamento mostrando a tensão de escoamento.

17. APOSTILA IV
EQUIPAMENTO PARA O ENSAIO DE TRAÇÃO
Geralmente o ensaio de tração é realizado na máquina Universal que recebe este
nome por possibilitar a realização de diversos tipos de ensaios.
O corpo de prova é fixado por suas extremidades nas garradeiras da máquina. Esta
provoca uma força axial para fora de modo a aumentar comprimento do corpo de
prova.
CORPOS DE PROVA
Os corpos de prova têm características especificadas de acordo com as normas
técnicas e suas dimensões devem ser adequadas a capacidade da maquina de
ensaio.
Normalmente utilizam-se corpos de prova de seção circular ou retangular,
dependendo do produto acabado ou semi acabado do qual foi retirado.

18. APOSTILA IV
A parte útil (Lo) do corpo de prova identificada no desenho acima é a região onde
são feitas as medidas das propriedades mecânicas do material. As cabeças são as
regiões extremas que servem para fixar o corpo de prova na máquina, de modo que
a força atuante na máquina seja axial. Devem ter seção maior do que a parte útil
para que a ruptura do corpo de prova não ocorra nelas. Os tipos de fixação mais
comum são:
A máquina de ensaio de tração é projetada para alongar o corpo de prova a um taxa
constante, além de medir contínua e simultaneamente a carga instantânea aplicada
(com uma célula de carga) e os alongamentos resultantes (usando um
extensômetro). Tipicamente um ensaio de tração- deformação leva vários minutos
para se executado e é destrutivo, isto é a amostra testada é deformada de maneira
permanente, sendo geralmente fraturada.
O resultado de um ensaio de tração deste tipo é registrado em um registrador gráfico
ou por um computador, na forma de carga ou força em função do alongamento.
ESPECIFICAÇÕES DOS CORPOS DE PROVA
Por acordo internacional, sempre que possível um corpo de prova deve ter 10 mm
de diâmetro e 50 mm de comprimento inicial. Não sendo possível a retirada de um
corpo de prova deste tipo, deve-se adotar um corpo com dimensões proporcionais a
essas.
Corpos de prova com seção retangular são geralmente retirados de placas, chapas
ou lâminas. Suas dimensões e tolerâncias de usinagem são normalizadas pela
ISO/R377 enquanto não existir norma brasileira correspondente. A norma brasileira
(NBR 6152, dez./1980) somente indica que os corpos de prova devem apresentar
bom acabamento de superfície e ausência de trincas.
Em materiais soldados, podem ser retirados corpos de prova no sentido transversal
e ou no sentido longitudinal da solda, como você pode observar nas figuras a seguir.

19. APOSTILA IV
Os ensaios dos corpos de prova soldados normalmente determinam apenas o limite
de resistência à tração. Isso porque, ao efetuar o ensaio de tração de um corpo de
prova com solda, tenciona simultaneamente dois materiais de propriedades
diferentes (metal de base e metal de solda). Os valores obtidos no ensaio não
representam as propriedades nem de um nem de outro material, pois umas são
afetadas pelas outras. O limite de resistência à tração também é afetado por esta
interação, mas é determinado mesmo assim para finalidades práticas.
PREPARAÇÃO DO CORPO DE PROVA
O primeiro procedimento consiste em identificar o material do corpo de prova.
Corpos de prova podem ser obtidos a partir da matéria-prima ou de partes
específicas do produto acabado.
Depois, deve-se medir o diâmetro do corpo de prova em dois pontos no
comprimento da parte útil, utilizando um micrômetro, e calcular a média.
Por fim, deve-se riscar o corpo de prova, isto é, traçar as divisões no comprimento
útil. Num corpo de prova de 50 mm de comprimento, as marcações devem ser feitas
de 5 em 5 milímetros.

20. APOSTILA IV
3 ENSAIO DE DOBRAMENTO
O ensaio de dobramento é utilizado para análise da conformação de segmentos
retos de seção circular, quadrada, retangular, tubular ou outras em segmentos
curvos. O dobramento é bastante utilizado na indústria de produção de calhas,
tubos, tambores e de uma grande variedade de elementos conformados
plasticamente. No dobramento de uma chapa, devem-se analisar parâmetros como
o encruamento do material e o raio mínimo em que este pode ser dobrado sem que
ocorra a ruptura, o retorno elástico do dobramento após a retirada da carga e a
formação de defeitos na região dobrada.
COMO É FEITO O ENSAIO DE DOBRAMENTO.
O ensaio de dobramento fornece uma indicação qualitativa da ductilidade do
material. Consiste em dobrar um corpo de prova de eixo retilíneo e seção circular,
retangular ou quadrada, assentado em dois apoios afastados a uma distância
especificada. Através do cutelo é aplicada uma força perpendicular ao eixo do corpo
do prova, até que seja atingido um ângulo desejado, que é geralmente 90,120 ou
180º.
Se na zona tracionada o material não apresentar trincas ou fissuras ele está
aprovado.
Ensaio de dobramento.
PROCESSOS DE DOBRAMENTO
DOBRAMENTO LIVRE
É obtido pela aplicação da força nas extremidades do corpo de prova.

21. APOSTILA IV
DOBRAMENTO SEMI GUIADO
Uma das extremidades estará fixa por algum dispositivo e a outra livre para
aplicação da força.
DOBRAMENTO GUIADO
E realizado por dispositivos confeccionados onde as áreas de maior atrito sejam
deslizantes, o dispositivo é composto de cilindros de apoio e cutelo. Para minimizar
esforços indevidos de tracionamento.

22. APOSTILA IV
ENSAIO DE DOBRAMENTO EM PEÇAS SOLDADAS
Este ensaio tem o objetivo de qualificar e ou certificar a solda o soldador e o
processo de soldagem. O dobramento pode ser livre ou guiado dependendo dos
objetivos do ensaio. Para a verificação da qualidade da solda o dobramento é em
geral guiado. Os corpos de prova são extraídos de tubos ou chapas soldadas e
devem obedecer as dimensões estabelecidas por norma. Em geral a largura do
corpo de prova e uma vez e meia a sua espessura o ângulo de dobramento e de
180º para todos os testes.
O alongamento das fibras externas é medido sobre a largura da solda antes do
teste, L0. No final do teste a largura atinge um valor L, resultando pra o alongamento
o valor indicado na figura.
Corpos de prova soldados e linhas de medição
O resultado do teste é feito e é observada a existência ou não de fissuras e fendas
na região tracionada do corpo de prova. Defeitos com dimensões acima de 3 mm de
comprimento causam a sua rejeição. Fissuras que ocorram nas arestas não são
consideradas para rejeitar a peça, exceto se provenientes de inclusões ou outros
defeitos internos.
A solda deve ser testada em diferentes posições para efeitos de qualificação. Para
soldas de topo e teste de qualificação de soldadores, o eixo do corpo de prova pode
ser orientado transversamente ou paralelamente à direção do cordão de solda. Para
espessuras do material abaixo de 12 mm, os corpos de prova são testados nas duas
posições, com a face e com a raiz da solda em tração. Materiais com mais de 12 mm
de espessura normalmente são testados por flexão lateral (ver figura abaixo).

23. APOSTILA IV
Para espessuras muito grandes é permitido o teste com corpos de prova obtidos por
fracionamento,
desde
que
toda
a
espessura
seja
coberta.
A maioria das especificações de solda requer a execução de pelo menos dois testes
de raiz e dois testes de face, ou quatro testes laterais para cada peça com solda de
topo ver código ASME, secção IX, item 163.
DOBRAMENTO TRANSVERSAL LATERAL
O corpo de prova é retirado perpendicular ao eixo longitudinal da junta soldada e o
dobramento será tracionando uma das laterais a secção total da solda, em chapas
ou em tubos.
DOBRAMENTO TRANSVERSAL DA FACE
O corpo de prova é retirado perpendicular ao eixo longitudinal da junta soldada e o
dobramento será tracionando a superfície total da raiz da solda, em chapas ou em
tubos.

24. APOSTILA IV
DOBRAMENTO TRANSVERSAL DA RAIZ
O corpo de prova é retirado perpendicular ao eixo longitudinal da junta soldada e o
dobramento será tracionando a superfície total da face da solda em chapas ou em
tubos
DOBRAMENTO LONGITUDINAL DE FACE
O corpo de prova é retirado paralelo ao eixo longitudinal da junta soldada e o
dobramento será tracionando a raiz no sentido transversal ao comprimento, em
chapas ou em tubos.

25. APOSTILA IV
DOBRAMENTO LONGITUDINAL DE RAIZ
O corpo de prova é retirado paralelo ao eixo longitudinal da junta soldada e o
dobramento será tracionando a face no sentido transversal ao comprimento, em
chapas ou em tubos.

26. APOSTILA IV
4 ENSAIO DE FRATURA
É um teste que verifica a compacidade da junta soldada quanto às
descontinuidades; falta de fusão, falta de penetração, trincas e outras.
É aplicável como requisito para qualificação de procedimentos de soldagem e de
soldadores.
O corpo de prova é submetido a dobramento de uma parte sobre a outra de forma
que a raiz da solda seja tracionada.
Conforme o código ASME IX.
Corpo de prova removido de junta em angulo
Corpo de prova removido de junta em angulo

27. APOSTILA IV
Corpo de prova removido de junta sobre posta
CONFORME NORMA API 1104
Os corpos de prova apresentam um entalhe e são chamados de Nick-Break Test
Corpo de prova removido de junta de topo

28. APOSTILA IV
Corpo de prova removido de junta em angulo
Corpo de prova removido de junta sobreposta

29. APOSTILA IV
ANALISE DOS RESULTADOS – CRITERIOS DE ACEITAÇÃO
CONFORME CODIGO ASME SEÇÃO IX ITEM QW – 182
O corpo de prova deve ser testado com força constante e crescente ate ocorrer à
fratura ou o dobramento plano sobre si.
Ocorrendo a fratura, a superfície fraturada não deve apresentar trincas ou falta de
penetração, e a soma dos comprimentos de inclusões e ou poros não deve exceder
10 mm ou 10% da quarta seção.
CONFORME NORMA API 1104 ITEM 2.6.3.3
O corpo de prova testado não deve apresentar, na superfície, fraturada, falta de
penetração ou falta de fusão, poros com dimensão maior que 1,5 mm e a área de
todos os poros não devem exceder 2% da área exposta.
Inclusões de escoria não devem ter mais que 0,8 mm de largura e não devem ter
mais que 3,2 mm de comprimento ou metade da espessura de parede nominal em
comprimento, o qual é menor.
Deve haver no mínimo 12,5 mm de comprimento de metal de solda são entre as
inclusões de escoria.
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30. APOSTILA IV
5 ENSAIO DE DUREZA
Dureza é uma propriedade mecânica relacionada à resistência que um material,
quando pressionado por outro material ou por marcadores padronizados, apresenta
ao risco ou à formação de uma marca permanente.
A dureza depende diretamente das forças de ligação entre os átomos, íons ou
moléculas e do estado do material (processo de fabricação, tratamento térmico, etc.)
e é uma maneira rápida, barata de avaliar a resistência mecânica de um material
que geralmente é proporcional ao limite de resistência a tração.
Existem 2 tipos de ensaios:
Estáticos
Dinâmicos
A maioria dos ensaios de dureza estáticos consistem na impressão de uma pequena
marca feita na superfície da peça, pela aplicação de pressão, com uma ponta de
penetração.
A medida da dureza do material é dada em função das características da marca de
impressão e da carga aplicada.
Durante a soldagem a dureza é alterada pelos fatores:





Composição química do metal de base
Composição química do metal de adição
Efeitos metalúrgicos da energia de soldagem
Grau de conformação a frio do metal de base (encruamento)
Tratamento térmico
Quando requerido por códigos de construção, os valores máximos permitidos de
dureza não devem ser ultrapassados. O motivo é a perda da ductilidade de regiões
da junta soldada como a zona fundida e a zona afetada termicamente, oferecendo
risco a estrutura do equipamento.
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31. APOSTILA IV
MÉTODO DE DUREZA BRINELL
O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço
temperado, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal,
por meio de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de
diâmetro d.
A dureza Brinell é representada pelas letras HB. Esta representação vem do inglês
Hardness Brinell, que quer dizer, dureza Brinell.
A dureza Brinell (HB) é a relação entre a carga aplicada (F) e a área da calota
esférica impressa no material ensaiado (Ac).
Em linguagem matemática:
A área da calota esférica é dada pela fórmula: πDp, onde p é a profundidade da
calota.
Substituindo Ac pela fórmula para cálculo da área da calota, temos:
Devido à dificuldade técnica de medição da profundidade (p), que é um valor muito
pequeno, utiliza-se uma relação matemática entre a profundidade (p) e o diâmetro
da calota (d) para chegar à fórmula matemática que permite o cálculo da dureza HB,
representada a seguir:

32. APOSTILA IV
Quando o teste e realizado nas condições consideradas como padrão a unidade de
medida Kgf/mm², é omitida e o valor de dureza Brinell deve ser seguido pelo
símbolo HB, sem nenhum sufixo.
As condições consideradas padrão são:



Força aplicada 3000 Kgf.
Diâmetro da esfera 10 mm
Duração de aplicação da força: 10 a 15 segundos
Para condições diferentes das condições padrão, o símbolo HB recebe um sufixo
que representa as condições nas quais o teste foi realizado.
Exemplo: 87HB/5/750/30
Portanto: Dureza 87HB
Diâmetro da esfera 5
Força aplicada 750 Kgf
Tempo de força 30 segundos
Através de estudos realizados com o método Brinell, constatou-se que os valores de
dureza com diferentes forças aplicadas variavam pouco se o diâmetro da impressão
(d) ficasse no intervalo: 0,3 D < d < 0,6 D, dessa forma a impressão foi considerada
ideal dentro desse limites.
Para obter o mesmo resultado de dureza para um material, deve-se observar que a
relação
²
seja constante para diversas faixas de dureza.
Durezas (Kgf/mm²)
²
30
10
5
2,5
95 a 415
30 a 140
15 a 70
Até 30
Força F(em Kgf) e campo de aplicação
Ø da
esfera
Espessura
mínima do
material
30 D² Aços,
Ferros
Fundidos
10 D²
Bronze e
Latão duro
10
5
2,5
6
3
3
3000
750
187,5
1000
250
62,5
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
5 D²
Cobre,Aluminio
e suas ligas
mais leves
500
125
31,25
2,3 D²
Metais
Moles
250
62,5
15,625
Página 32

33. APOSTILA IV
LIMITAÇÕES DO MÉTODO BRINELL




A peça testada deve ter uma espessura mínima de duas vezes o diâmetro da
impressão no teste;
O raio de curvatura da superfície da peça a ser testada deve ser no mínimo
cinco vezes o diâmetro da esfera utilizada;
A distancia entre o centro de uma impressão a as bordas do corpo de prova
deve ser no mínimo 2,5 vezes o diâmetro médio da impressão;
A força aplicada para o teste deve ser mantida por 30 segundos para
materiais entre 60 HB e 300 HB; 10 segundos para materiais com dureza >
300 HB; 60 segundos para materiais com dureza < 60 HB.
O uso do método Brinell e limitado pela dureza da esfera empregada. O uso de
esferas de aço temperado só é possível na medição de durezas ate 450 Kgf/mm² e
para durezas acima deste valor ate 650 Kgf/mm² deve-se utilizar esferas de
carboneto de tungstênio.
O equipamento de teste Brinell é constituído por um sistema de aplicação de força e
por um penetrador, podendo ter um sistema de medidas com a possibilidade de
ampliação (visualização) entre 20 e 80 vezes.
Alguns equipamentos que podem ser utilizados no ensaio de dureza em laboratório

34. APOSTILA IV
VERIFICAÇÃO E CALIBRAÇÃO DAS MAQUINAS
Método direto
Verificação individual da força aplicada, do penetrador e da medição do diâmetro da
impressão.
Método indireto
Verificação através da utilização dos blocos padrões. Este método é o mais utilizado
pelo operador do equipamento quando os ensaios são de rotina.
Periodicamente devem-se fazer impressões no bloco padrão.
É considerado satisfatório quando o diâmetro médio de qualquer impressão no bloco
padrão não for maior que 3% do diâmetro médio correspondente ao valor
determinado do bloco padrão.
BLOCO PADRÃO
Deve atender aos seguintes requisitos de fabricação:







A espessura do bloco deve variar em função da esfera.
Espessura > 16 mm para esfera com 10 mm de diâmetro.
Espessura > 12 mm para esfera com 5 mm de diâmetro.
Desmagnetização quando o bloco for de aço.
Acabamento superficial, a superfície de teste deve ser livre de riscos e com
tolerâncias de rugosidade.
Homogeneidade e estabilidade de sua estrutura cristalina através de
tratamento térmico.
Identificação da superfície de teste.
NORMALIZAÇÃO DO MÉTODO
Os métodos de teste para determinação da dureza Brinell, a verificação das
maquinas e das calibrações estão normalizados pela ASTM E 110.
MEDIDORES PORTÁTEIS PARA DETERMINAÇÃO DA DUREZA
São utilizados em grandes peças e equipamentos, e em outras condições onde os
laboratórios não ofereceriam as condições necessárias para o ensaio.
Os durômetros portáteis são fáceis de manusear pois podem ser utilizados em
qualquer posição.
Os durômetros portáteis mais utilizados para o teste de dureza são o tipo Poldi e o
tipo Telebrineller. Os durômetros operam pela comparação das impressões
causadas simultaneamente no material testado e numa barra padrão de dureza,por
uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro,pelo impacto de um martelo sobre um
dispositivo de impacto ou haste do medidor. De forma idêntica ao método
convencional, são feitas duas leituras de cada impressão por meio de uma lupa
graduada e com os diâmetros médios de uma barra padrão e da peça determina-se
por tabelas e por cálculos a dureza da peça.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 34

35. APOSTILA IV
Por calculo tem-se:
=
[
[
]²
.
]²
HB1 = dureza da barra padrão
HB2 = dureza do material testado
d 1 = diâmetro da impressão na barra padrão
d 2 = diâmetro da impressão no material testado
É recomendado que a barra padrão tenha dureza próxima a do material testado e
que o diâmetro da impressão não ultrapasse 4 mm.
O método portátil não possui a mesma precisão do método convencional, porem é
satisfatório na verificação de dureza de juntas soldadas após o tratamento térmico.
Os testes de metais com o emprego de durômetros portáteis são normalizados pela
ASTM E 110.
Exemplos de durômetros de alguns portáteis:
Durômetro tipo Poldi
Apropriado para ensaios em Brinell em peças, devido a seu tamanho reduzido e de
fácil transporte e de fácil operação, dispensa qualquer tipo de manutenção.
Utilizando para medições em peças fundidas ou usinadas.
Acompanhado dos seguintes acessórios:





Barra padrão 12x12x150 mm, definir dureza
Lupa ampliação de 10x
Tabela de comparação ex; ( alumínio, aço, latão, bronze e cobre)
Estojo
SKL-ED 22-79, SH 36-106, BRH 112-739, HRC 20-68, HEB 64-100, KZ 38258

36. APOSTILA IV
Medidor de dureza tipo Esclerográfo
Aparelho para uma medição rápida, independente do local com dano quase
imperceptível a superfície.
Destacando-se pela sua construção pequena e robusta, sendo por esta razão
adequada como um aparelho medidor de bolso.
Medidor de dureza para chapa modelo MP-4075
Medição não destrutiva em aço temperado, aço sem tratamento e ferro fundido
cinzento e modular.
Leitura direta no relógio HRC 20 a 68, HB 100 a 400, HV 100 a 1000.
Leitura em chapas de 07 a 6 mm, tubos, peças planas.
Acessórios:




Estojo,
Chave de ajuste,
Padrão de dureza
Disponíveis em 3 modelos

37. APOSTILA IV
MÉTODO DE DUREZA ROCKWELL
O ensaio Rockwell, representado pelo símbolo HR ( Hardness Rockwell), é hoje o
processo mais utilizado no mundo inteiro, devido à rapidez e à facilidade de
execução, isenção de erros humanos, facilidade em detectar pequenas diferenças
de durezas e pequeno tamanho da impressão.
Neste método, a carga do ensaio é aplicada em etapas, ou seja, primeiro se aplica
uma pré-carga, para garantir um contato firme entre o penetrador e o material
ensaiado, e depois se aplica a carga do ensaio propriamente dita.
A leitura do grau de dureza é feita diretamente num mostrador acoplado à máquina
de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada à faixa de dureza
do material.
Os penetradores utilizados na máquina de ensaio de dureza Rockwell são do tipo
esférico (esfera de aço temperado) ou cônico (cone de diamante com 120º de
conicidade).
Quando se utiliza o penetrador cônico de diamante, deve-se fazer a leitura do
resultado na escala externa do mostrador, de cor preta. Ao se usar o penetrador
esférico, faz-se a leitura do resultado na escala vermelha.
Nos equipamentos com mostrador digital, uma vez fixada à escala a ser usada, o
valor é dado diretamente na escala determinada.

38. APOSTILA IV
ETAPAS DO PROCESSO
O valor indicado na escala do mostrador é o valor da dureza Rockwell.
Este valor corresponde à profundidade alcançada pelo penetrador, subtraídas a
recuperação elástica do material, após a retirada da carga maior, e a profundidade
decorrente da aplicação da pré-carga.
Em outras palavras: a profundidade da impressão produzida pela carga maior é à
base de medida do ensaio Rockwell. Veja a seguir a representação esquemática da
profundidade produzida por um penetrador cônico de diamante.

39. APOSTILA IV
As escalas de dureza Rockwell foram determinadas em função do tipo de penetrador
e do valor da carga maior.
Nos ensaios de dureza Rockwell normal utiliza-se uma pré-carga de 10 kgf e a carga
maior pode ser de 60, 100 ou 150 kgf.
Nos ensaios de dureza Rockwell superficial a pré-carga é de 3 kgf e a carga maior
pode ser de 15, 30 ou 45 kgf.
Os quadros a seguir, mostram as escalas mais utilizadas nos processos industriais.

40. APOSTILA IV
REPRESENTAÇÃO DA DUREZA ROCKWELL
O número de dureza Rockwell deve ser seguido pelo símbolo HR, com um sufixo
que indique a escala utilizada.
Veja, por exemplo, a interpretação do resultado 64HRC:



64 é o valor de dureza obtido no ensaio;
HR indica que se trata de ensaio de dureza Rockwell;
A última letra, no exemplo C, indica qual a escala empregada.
PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO
A profundidade que o penetrador vai atingir durante o ensaio é importante para
definir a espessura mínima do corpo de prova.
Entretanto, não há meios de medir a profundidade exata atingida pelo penetrador no
ensaio de dureza Rockwell, a medida aproximada desta profundidade (P), obtida a
partir do valor de dureza indicado na escala da máquina de ensaio, pode ser
calculada utilizando as fórmulas a seguir:
Penetrador
HR
Formula
Normal
0,002 x ( 100 – HR )
Diamante
Superficial
0,001 x ( 100 – HR )
Normal
0,002 x ( 130 – HR )
Esférico
Superficial
0,001 x ( 100 – HR )
Para obter a espessura mínima em milímetros da peça a ser testada, multiplica-se
por 10 o valor, obtido na tabela acima pela aplicação da formula.

41. APOSTILA IV
PREPARAÇÃO PARA O ENSAIO
Alguns cuidados devem ser observados a fim de garantir resultados satisfatórios.





Deve-se verificar a peça e a mesa de apoio do durômetro se estão limpas e
bem assentadas uma sob a outra.
Certificar-se de que o penetrador quando montado mantenha um
perpendicularismo em relação à peça que esta sendo testada, com desvio
Maximo de 7º.
A força deve ser aplicada sem impacto e vibrações o que nos aparelhos é
conseguido por um amortecedor hidráulico
A aplicação da força da força deve durar de 6 a 10 segundos e nos metais
macios pode ser prolongada ate 30 segundos quando o ponteiro devera ficar
imóvel.
O primeiro teste serve para assentar corretamente o penetrador, portanto não
se deve considerar o resultado do mesmo.
Ao se fazer uma medição de dureza em um material desconhecido, seleciona-se a
escala Rockwell A, pois a mesma é utilizada para fins seletivos. A partir do resultado
obtido, determina-se qual escala deverá ser realizado o teste.
Ao se realizar o teste em peças cilíndricas, é preciso fazer correções, adicionando
determinados valores aos obtidos através da leitura do mostrador.
TABELA DE CORREÇÃO DEVIDO A CURVATURA DO CORPO DE PROVA
Diâmetro do corpo de prova cilíndrico
LEITURA DO
MOSTRADOR
6,4
mm
20
25
30
35
40
45
Correções a serem adicionadas aos valores Rockwell A,C,D
6,0
4,5
3,5
2,5
2,0
1,5
1,5
1,0
1,0
5,5
4,0
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
1,0
1,0
5,0
3,5
2,5
2,0
1,5
1,5
1,0
1,0
0,5
4,0
3,0
2,0
1,5
1,5
1,0
1,0
0,5
0,5
3,5
2,5
2,0
1,5
1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
3,0
2,0
1,5
1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
0,5
50
55
60
65
2,5
2,0
1,5
1,5
2,0
1,5
1,0
1,0
1,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0
0,5
0
0
0
70
75
80
85
90
1,0
1,0
0,5
0,5
0,5
1,0
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0
0
0,5
0,5
0,5
0
0
0,5
0,5
0
0
0
0,5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
10
mm
13
mm
16
mm
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
19
mm
22
mm
25
mm
32
mm
38
mm
Página 41

42. APOSTILA IV
MÉTODO DE DUREZA ROCKWELL
A dureza Vickers se baseia na resistência que o material oferece à penetração de
uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo entre faces de 136º, sob uma
determinada carga.
O valor de dureza Vickers (HV) é o quociente da carga aplicada (F) pela área de
impressão (A) deixada no corpo ensaiado.
Essa relação, expressa em linguagem matemática é a seguinte:
A máquina que faz o ensaio Vickers não fornece o valor da área de impressão da
pirâmide, mas permite obter, por meio de um microscópio acoplado, as medidas das
diagonais (d1 e d2) formadas pelos vértices opostos da base da pirâmide.
Conhecendo as medidas das diagonais, é possível calcular a área da pirâmide de
base quadrada (A), utilizando a fórmula:

43. APOSTILA IV
Voltando à fórmula para cálculo da HV, e substituindo A pela fórmula acima, temos:
A fórmula anterior, a força deve ser expressa em quilograma-força (kgf) e o “d”
corresponde à diagonal média, ou seja:
E deve ser expresso em milímetro (mm). Se a máquina der o resultado em mícron
(µ), esse valor deve ser convertido em milímetro.
REPRESENTAÇÃO DO RESULTADO DO ENSAIO
A dureza Vickers é representada pelo valor de dureza, seguido do símbolo HV e de
um número que indica o valor da carga aplicada.
A representação 440 HV 30 indica que o valor da dureza Vickers é 440 e que a
carga aplicada foi de 30 kgf.
O tempo normal de aplicação da carga varia de 10 a 15 segundos. Quando a
duração da aplicação da carga é diferente, indica-se o tempo de aplicação após a
carga. Por exemplo, na representação: 440 HV 30/20, o último número indica que a
carga foi aplicada por 20 segundos.
FORÇAS APLICADAS NO ENSAIO
Estas variam de 1 a 120 Kgf.
Praticamente o numero de dureza Vickers é constante quando o penetrador de
diamante tipo pirâmide de base quadrada e ângulo entre faces de 136º for utilizado
com forças aplicadas acima de 5 Kgf.
Com este penetrador, praticamente indeformável, e como todas as suas impressões
são semelhantes entre si não importando o seu tamanho, a dureza Vickers é
independente da força aplicada, isto é, o numero de dureza obtido é o mesmo
qualquer que seja a carga aplicada. Dessa forma as forças aplicadas podem ser
quaisquer, pois as impressões são sempre proporcionais as forças aplicadas para
um mesmo numero de materiais.contudo, são recomendadas as forças
1,2,3,4,5,10,20,30,40,60,80,100 e 120 Kgf.
Os valores de dureza HV são obtidos através de tabelas fornecidas juntamente com
as maquinas de dureza e apresentam os valores em função das diagonais (d)
medidas no microscópio da maquina e das forças aplicadas.

44. APOSTILA IV
DEFEITOS DE IMPRESSÃO
Uma impressão perfeita, no ensaio Vickers, deve apresentar os lados retos.
Entretanto, podem ocorrer defeitos de impressão, devidos ao afundamento ou à
aderência do metal em volta das faces do penetrador.
Quando ocorrem esses defeitos, embora as medidas das diagonais sejam iguais, as
áreas de impressão são diferentes.
Como o cálculo do valor de dureza Vickers utiliza a medida da média de duas
diagonais, esses erros afetam o resultado da dureza: teremos um valor de dureza
maior do que o real nos casos de afundamento e um valor de dureza menor do que
o real, nos casos de aderência.
É possível corrigir esses defeitos alterando-se o valor da carga do ensaio para mais
ou para menos, dependendo do material e do tipo de defeito apresentado.

45. APOSTILA IV
6 TESTE DE QUEDA LIVRE
É um teste para determinação das temperaturas criticas de transição de ductilidade
nula (temperatura NDT), aplicável a aços Ferríticos, com espessura ≥ 16 mm.
A temperatura NDT é a temperatura mais elevada em que uma fratura frágil pode
iniciar a partir de um pequeno entalhe metalúrgico.
Assim esse teste é aplicável a materiais que somente apresentam mudança de
comportamento dúctil para frágil (transição dúctil-frágil) com a diminuição da
temperatura.
NORMALIZAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA


O corte deve ser executado por qualquer processo, precavendo-se contra
problemas, como super aquecimento do material durante o corte. Após o
corte o corpo de prova deve manter as mesmas características de origem do
material.
Conforme a ASTM E 208, a orientação do corpo de prova independe do
sentido de laminação, porém todos os corpos de prova especificados pelo
cliente devem ser retirados conforme a mesma orientação, e esta deve ser
anotada no relatório do teste, a menos que seja acordado de outra forma.
TIPOS DIMENSÕES E TOLERÂNCIAS
TIPO
P1
P2
P3
ESPESSURA
LARGURA
COMPRIMENTO
Dimensão Tolerância Dimensão Tolerância Dimensão Tolerância
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
25
± 2,5
90
± 2,0
360
± 10
19
± 1,0
50
± 1,0
130
± 10
16
± 0,5
50
± 1,0
130
± 10
PREPARAÇÃO DO ENTALHE
Um passe de solda deve ser depositado sobre a superfície do corpo de prova e deve
ter aproximadamente 63,5 mm de comprimento e 12,5 mm de largura.
O consumível depositado deve ser de característica frágil que junto com o metal de
base garanta um entalhe metalúrgico e de origem a formação de uma trinca.
Após a soldagem deve-se fazer um corte com serra (entalhe geométrico) transversal
ao passe de solda com a finalidade de localizar a ruptura no corpo de prova.

46. APOSTILA IV
MÉTODO DO TESTE
O teste é conduzido submetendo-se conjuntos de corpos de prova ( quatro a oito
corpos de prova por conjunto) de um determinado material a um dispositivo de
impacto em queda livre numa seqüência de temperaturas selecionadas, para
determinar a máxima temperatura na qual o corpo de prova romperá.
Uma serie de corpos de prova são testados a diferentes temperaturas após a
uniformização da temperatura em banho apropriado. O tempo mínimo de imersão
dos corpos de prova, após a homogeneização da temperatura, deve ser de 45 a 60
minutos, dependendo da natureza do banho.
O apoio inferior para o corpo de prova impede que o mesmo seja solicitado acima do
limite de escoamento do material, isto é, o corpo de prova é flexionado pelo
dispositivo de impacto (martelo) até um limite de deformação, determinado pelo
apoio inferior que solicita do material apenas a zona elástica.
DISPOSITIVO DE IMPACTO
Deve ser de construção rígida para assegurar a uniformidade no impacto contra o
corpo de prova, ter a superfície de contato com o corpo de prova, com um raio de 25
mm e de dureza maior que 50 HRC, e seu peso ser de 23 a 136 Kg.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS.
O teste avalia a capacidade de um aço resistir a esforços na zona elástica, na
presença de uma pequena descontinuidade. Após o teste, os corpos de prova
devem ser examinados e a avaliação dos resultados utiliza as terminologias
“quebrado”, “não quebrado” e “não testado” conforme segue:

47. APOSTILA IV
QUEBRADO
O corpo de prova é considerado quebrado se, rompendo, ao atingir apenas uma das
duas bordas da superfície de tração (lado da solda); não necessária a completa
separação do corpo de prova no seu lado de compressão para que seja considerado
como quebrado.
Corpo de prova “quebrado”
NÃO QUEBRADO
O corpo de prova desenvolve uma trinca visível a partir do entalhe feito no cordão de
solda, sem, contudo atingir nenhuma das bordas da superfície de tração.
Corpo de prova “não quebrado”
NÃO TESTADO
Quando após o teste a trinca não for visível ou o corpo de prova não for flexionado o
suficiente ate atingir o apoio inferior.
O critério de aceitação considera satisfatório quando o corpo de prova apresentar a
condição de “não quebrado” após o teste.
È considerado insatisfatório quando o corpo de prova apresenta a condição de
“quebrado”, pois indica que a temperatura NDT do material testado é superior a
temperatura do teste.
NORMATIZAÇÃO DO MÉTODO
Para determinação da temperatura NDT de aços ferríticos é conforme o método
ASTM E 208

48. APOSTILA IV
MAQUINA DE TESTE
Consiste de:




Guias verticais
Dispositivo de impacto para queda livre
Dispositivo de apoio para o corpo de
prova com dimensões normalizadas
Dispositivo de içamento e posicionamento
do martelo

49. APOSTILA IV
7 TESTE DE IMPACTO
Esse teste permite estudar os efeitos das cargas dinâmicas. Este ensaio é usado
para medir a tendência de um metal de se comportar de maneira frágil.
O choque ou impacto representa um esforço de natureza dinâmica, porque a carga é
aplicada repentina e bruscamente.
No impacto, não é só a força aplicada que conta. Outro fator é a velocidade de
aplicação da força. Força associada com velocidade traduz-se em energia.
O ensaio de impacto consiste em medir a quantidade de energia absorvida por uma
amostra do material, quando submetida à ação de um esforço de choque de valor
conhecido.
O método mais comum para ensaiar metais é o do golpe, desferido por um peso em
oscilação.
O pêndulo é levado a certa posição, onde adquire uma energia inicial. Ao cair, ele
encontra no seu percurso o corpo de prova, que se rompe.
A sua trajetória continua até certa altura, que corresponde à posição final, onde o
pêndulo apresenta uma energia final.
A diferença entre as energias inicial e final corresponde à energia absorvida pelo
material.
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de energia
adotada é o joule. Em máquinas mais antigas, a unidade de energia pode ser dada
em kgf./m, kgf./cm ou kgf./ mm.
A máquina é dotada de uma escala, que indica a posição do pêndulo, e é calibrada
de modo a indicar a energia potencial.
A fórmula para o cálculo da energia potencial (Ep) é:
Ep =m x g x h, onde:
m = massa
g = aceleração da gravidade
h = altura

50. APOSTILA IV
No ensaio de impacto, a massa do martelo e a aceleração da gravidade são
conhecidas. A altura inicial também é conhecida. A única variável desconhecida é a
altura final, que é obtida pelo ensaio.
O mostrador da máquina simplesmente registra a diferença entre a altura inicial e a
altura final, após o rompimento do corpo de prova, numa escala relacionada com a
unidade de medida de energia adotada.
CORPOS DE PROVA
Nos ensaios de impacto, utilizam-se duas classes de corpos de prova com entalhe: o
Charpy e o Izod. Geralmente apresentam seção quadrada de 10 mm de lado e um
comprimento de 55 mm com entalhes no centro deste comprimento.
Há um tipo especial para ferros fundidos e ligas não ferrosas fundidas sob pressão.
Esses corpos de prova seguem especificações de normas internacionais, baseadas
na norma americana E-23 da ASTM.
Os corpos de prova Charpy compreendem três subtipos (A, B e C), de acordo com a
forma do entalhe.
A figura a seguir mostra as formas e dimensões desses três tipos de corpos de
prova e dos respectivos entalhes.
As diferentes formas de entalhe são necessárias para assegurar que haja ruptura
do corpo de prova, mesmo nos materiais mais dúcteis.
Quando a queda do martelo não provoca a ruptura do corpo de prova, o ensaio deve
ser repetido com outro tipo de corpo de prova, que apresente entalhe mais severo,
de modo a garantir a ruptura. Dos três tipos apresentados, o C é o que apresenta
maior área de entalhe, ou seja, o entalhe mais severo.

51. APOSTILA IV
O corpo de prova Izod tem a mesma forma de entalhe do Charpy tipo A, localizada
em posição diferente (não centralizada).
O corpo de prova Charpy é apoiado na máquina e o Izod é engastado, o que justifica
seu maior comprimento.
Corpos de prova de ferro fundido e ligas não ferrosas fundidas sob pressão não
apresentam entalhe.
Outra diferença importante entre o ensaio Charpy e o Izod é que no Charpy o golpe
é desferido na face oposta ao entalhe e no Izod é desferido no mesmo lado do
entalhe.
As dimensões do corpo de prova, a forma e o tamanho do entalhe usado
determinam um dado estado de tensões que não se distribuem de modo uniforme
por todo o corpo de prova, no ensaio. Por isso, esse ensaio não fornece um valor
quantitativo da tenacidade do metal.

52. APOSTILA IV
RETIRADA DOS CORPOS DE PROVA
É feita atendendo aos requisitos da norma ou código aplicável.
A orientação do corpo de prova e a direção do entalhe aterão significativamente os
resultados obtidos no teste.
A energia medida é um valor relativo e serve apenas para comparar resultados
obtidos nas mesmas condições de ensaio. Isso explica por que os resultados desse
ensaio não têm aplicação nos cálculos de projetos de engenharia.
Mesmo tomando-se todos os cuidados para controlar a realização do ensaio, os
resultados obtidos com vários corpos de prova de um mesmo metal são bastante
diversos. Para chegar a conclusões confiáveis a respeito do material ensaiado, é
recomendável fazer o ensaio em pelo menos três corpos de prova.
Tudo o que foi dito até agora sobre o ensaio de impacto pressupõe sua realização à
temperatura ambiente. Em condições de temperatura diversas da temperatura
ambiente, os resultados deste ensaio variam sensivelmente.
A temperatura, especificamente a baixa temperatura, é um fator de extrema
importância no comportamento frágil dos metais.
TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO
Ao ensaiar os metais ao impacto, verificou-se que há uma faixa de temperatura
relativamente pequena na qual a energia absorvida pelo corpo de prova cai
apreciavelmente. Esta faixa é denominada temperatura de transição.
A temperatura de transição é aquela em que ocorre uma mudança no caráter da
ruptura do material, passando de dúctil a frágil ou vice-versa.
Como esta passagem, na maioria dos casos, não é repentina é usual definir- se uma
faixa de temperatura de transição.
A faixa de temperatura de transição compreende o intervalo de temperatura em que
a fratura se apresenta com 70% de aspecto frágil (cristalina) e 30% de aspecto dúctil
(fibrosa) e 70% de aspecto dúctil e 30% de aspecto frágil.
O tamanho dessa faixa varia conforme o metal. Às vezes, a queda é muito
repentina, como no exemplo anterior.

53. APOSTILA IV
A definição dessa faixa é importante porque só podemos utilizar um material numa
faixa de temperatura em que não se manifeste a mudança brusca do caráter da
ruptura.
Os metais que têm estrutura cristalina CFC, como o cobre, alumínio, níquel, aço
inoxidável austenítico etc., não apresentam temperatura de transição, ou seja, os
valores de impacto não são influenciados pela temperatura.
Por isso esses materiais são indicados para trabalhos em baixíssimas temperaturas,
como tanques criogênicos, por exemplo.
Submetidos ao ensaio de impacto, esses corpos apresentaram três curvas diferentes, como
mostra o gráfico a seguir.
No corpo de prova A, o entalhe está transversal às fibras do material. Por isso, a
curva correspondente, no gráfico anterior, mostra que este foi o corpo de prova que
apresentou a maior quantidade de energia absorvida.
No corpo de prova C, o entalhe está no sentido da fibra, o que favorece o
cisalhamento. Por isso, a absorção de energia é a pior possível.
O corpo de prova B também tem entalhe transversal. Só que, neste caso, o entalhe
atravessa o núcleo da chapa, cortando todas as fibras transversalmente.
A curva correspondente encontra-se numa situação intermediária, em comparação
com as outras duas. Essa relação entre as curvas permanece constante, qualquer
que seja a temperatura do ensaio.
RESFRIAMENTO DO CORPO DE PROVA
Os corpos de prova retirados para ensaio de impacto devem ser resfriados, até que
se atinja a temperatura desejada para o ensaio.
As técnicas de resfriamento são determinadas em normas técnicas específicas. Um
modo de obter o resfriamento consiste em mergulhar o corpo de prova num tanque
contendo nitrogênio líquido, por aproximadamente 15 minutos. Este é o tempo
necessário para homogeneizar a temperatura em todo o corpo de prova.
Outra forma de obter o resfriamento é por meio de uma mistura de álcool e gelo
seco, que permite atingir temperaturas de até 70ºC negativos.
O tempo máximo para romper o corpo de prova após o resfriamento é de 5
segundos. Devido à grande dispersão dos resultados dos ensaios, principalmente
próximo à temperatura de transição, gerada pela dificuldade de obter corpos de
prova rigorosamente iguais e pela falta de homogeneidade dos materiais, o ensaio
de impacto comum não oferece resultados aplicáveis a projetos de engenharia
estrutural. Para responder a essas necessidades práticas, foram desenvolvidos
outros tipos de ensaio de impacto e outros equipamentos.

54. APOSTILA IV
8 TESTE MACROGRÁFICO
Consiste no exame do aspecto de uma superfície plana de uma peça ou corpo de
prova, preparado adequadamente por lixamento. Aplica-se um produto químico
denominado reativo, que reage com a superfície lixada revelando detalhes
macrográficos de sua estrutura.
O exame é realizado a olho nu ou com ampliação de ate 10 vezes com o auxilio de
uma lupa.
O termo macrografia designa também documentos gerados como fotografias,
impressões e outros.
Para ampliações maiores designa-se micrografia, pois são em geral utilizados
microscópios.
APLICAÇÕES



Verificar se o produto de fabricação é forjado, fundido ou laminado, e a
homogeneidade ou heterogeneidade da estrutura.
Verificar se há descontinuidades inerentes no produto como porosidades e
segregações.
Verificar se o produto foi soldado, revelando as varias zonas existentes de
uma junta soldada como numero de passes, tipo de chanfro e se houve
goivagem.
As heterogeneidades podem ser:



Cristalinas: devido à forma de solidificação, crescimento de grão e
velocidade de resfriamento.
Químicas: devido à segregação de impurezas, inclusões ou constituintes que
podem ser desejáveis quando produzidos intencionalmente, como na
carbonetação, nitretação, entre outros, ou indesejáveis quando ocorrem
devido ao descontrole da atmosfera dos fornos, resultando na oxidação e
descarbonetação dos aços, ou da falta de pureza do material na fundição,
como a segregação de enxofre (S) e de fósforo (P).
Mecânicas: devido as tensões introduzidas no material pelo trabalho a frio.
Macro estrutura
A heterogeneidade da superfície sob a ação de um reativo pode apresentar
aspectos de origem:



Cristalinas: como granulação grosseira, profundidade de têmpera, zona
afetada termicamente (ZAC).
Químicas: como profundidade de carbonetação, zonas descarbonetadas,
segregação, inclusões não metálicas e de sulfetos;
Mecânicas: como regiões encruadas são evidenciadas devido a dissolução
seletiva, ou da coloração seletiva do ataque ou da disposição seletiva dos
produtos das reações. Põe e m evidencia, por corrosão, descontinuidades
imperceptíveis a olho nu, como trincas, poros, entre outros.
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Página 54

55. APOSTILA IV
É possível obter uma boa textura com ataques rápidos e superficiais, embora, as
vezes, seja necessário utilizar ataques lentos e profundos, como em texturas
fibrosas.
Existem texturas que são mais facilmente visualizadas quando se faz um segundo
lixamento seguido de um novo ataque rápido ou não, como no caso de texturas
fibrosas dendríticas, união por fusão, segregação e poros.
Para texturas encruadas, brutas de fusão, profundidade de carbonetação,
granulação grosseira profundidade de têmpera, regiões ricas em carbono ou fósforo
e regiões afetadas termicamente um novo lixamento faz a textura desaparecer por
parcial ou totalmente.
A reflexão da luz causa imagens diferentes ao olho do observador, nas zonas
brilhantes (A) as imagens são claras; nas zonas corroídas (B) e nas zonas de
descontinuidades (D) as imagens são escuras; nas regiões recobertas por produtos
das reações (C) as imagens são foscas.
PREPARAÇÃO PARA O TESTE





Prever qual o tipo de estrutura procurada e as possíveis descontinuidades.
Realizar um exame visual na peça antes do corte, identificando as regiões
com vestígios de solda, azulamento por aquecimento e descontinuidades
inerentes ao processo de fabricação.
Escolher o local para o teste ou para retirada de corpos de prova definindo a
posição de corte.
Escolher o processo para a retirada dos corpos de prova.
Desenhar ou fotografar a peça antes da retirada dos corpos de prova.
Após a escolha do local a ser cortado, é necessário definir se o corte da seção será
transversal ou longitudinal ao eixo da peça.
SEÇÃO TRANSVERSAL
Perpendicular ao eixo longitudinal da peça, e tem o objetivo de em uma junta
soldada, verificar o numero de passes, zona de ligação, zona afetada termicamente
e as descontinuidades provenientes de cada processo de soldagem.




Quando é preciso determinar se a seção é inteiramente homogênea ou não.
A forma e a intensidade da segregação.
Profundidade dos tratamentos superficiais.
Tipo de material, como: aço, ferro fundido etc.

56. APOSTILA IV
SEÇÃO LONGITUDINAL
Paralela ao eixo principal da peça, tem o objetivo de verificar em uma peça o
processo de fabricação, de fundição, forjamento ou laminação.
A extensão das descontinuidades de tratamentos térmicos superficiais.
Processo de fabricação de parafusos, se usinados ou forjados.
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
Obtêm- se em duas etapas: corte ou desgaste e polimento.
CORTE
O corpo de prova deve ser cortado com serra ou com cortador de disco abrasivo;
caso esse método não possa ser aplicado, recorre-se ao desbaste da superfície
utilizando um esmeril ou plainadeira para atingir a superfície requerida, completando
a operação com uma lima fina ou lixadeira mecânica. Para todos esses processos
deve-se evitar o encruamento superficial, e também o aquecimento acima de 100ºC,
principalmente em peças temperadas, para evitar a distorção na interpretação do
teste.
Antes de iniciar o lixamento, deve-se fazer uma lavagem com água corrente e
enxugar a superfície para evitar que partículas abrasivas mais grossas sejam
levadas a essa etapa, também é necessário uma limpeza especial, com a finalidade
de retirar o óleo ou graxa da superfície preparada.
Devem-se eliminar os cantos vivos para não causar acidentes ao operador e para
não danificar as lixas.
LIXAMENTO
É iniciado sobre lixa em direção perpendicular aos riscos da lima ou da lixa grossas
já utilizadas, removendo completamente estes riscos. O trabalho deve ser executado
com lixas de granulação crescente, conforme alguns fabricantes: 120, 280, 320, 400,
600.
O lixamento é geralmente feito atritando a superfície sobre a lixa mas, quando a
peça é grande a lixa deve ser passada na mesma com o auxilio de uma régua.
Não se pratica o polimento muito elevado, pois dificultará o ataque e a fotografia,
facilitando assim a execução do teste.
LAVAGEM E SECAGEM
A lavagem é feita submetendo a superfície a água corrente e a fricção com trapo.
A secagem é feita com a aplicação de álcool e trapo embebido em álcool sobre a
superfície, seguido de um jato de ar de preferência quente. Observar para não tocar
com os dedos a superfície seca.
Cuidar para não deixar água retida nas descontinuidades para não mascarar o
exame.
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Página 56

57. APOSTILA IV
ATAQUE DA SUPERFÍCIE
POR IMERSÃO
O reativo é colocado num recipiente e o corpo de prova é imerso sem encostar-se a
seu fundo.
Deve-se agitar o corpo de prova ou o reagente para homogeneizar o reativo e
principalmente para eliminar as bolhas arrastadas mecanicamente ou formada pelas
reações químicas, pois podem impedir o ataque localizado.
POR APLICAÇÃO
É realizado com o auxilio de um pincel ou chumaço de algodão fixado em uma
pinça. Deve-se tomar cuidado com a composição química do suporte, pois se o
reativo for ácido e o ataque lento, existe o risco de haver deposito de materiais
estranhos na superfície preparada, por eletrolise.
Os reativos atuam sobre as heterogeneidades por dissolução, coloração e
deposição de compostos das reações, sobre as descontinuidades por corrosão.
O ataque em relação ao tempo de duração pode ser:





Rápido: com duração de segundos ou até poucos minutos.
Lento: com duração de vários minutos, horas ou dias.
Profundo e superficial
Frio: a temperatura ambiente.
Quente: acima da temperatura ambiente
Durante o ataque a superfície deve ser observada constantemente até obter-se uma
textura nítida e com todos os detalhes para o correto resultado do teste.
O tempo de ataque depende da temperatura, da composição química do corpo de
prova e do reativo utilizado, assim, tempo insuficiente implicará em textura fraca,
pouco visível e sem detalhes, e tempo em excesso dará textura ofuscada e alterada.
Normalmente executa-se o teste a temperatura ambiente, porem, quando se deseja
ataques profundos, como em textura fibrosa, ou dendrítrica, a temperatura pode ser
até 100ºC.
REATIVOS OU SOLUÇÕES DE ATAQUE
São soluções ácidas, alcalinas ou substancias complexas dissolvidas em solvente
adequado, principalmente álcool e água.
O reativo é escolhido conforme o material utilizado, textura e os detalhes a serem
verificados. Deve ser estável, composição simples, nem toxico, nem venenoso.
REATIVOS APLICADOS
ÁCIDO CLORÍDRICO OU ÁCIDO MURIÁTICO
Composição:


Ácido clorídrico (concentrado) HCL
Água
50 ml
50 ml
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58. APOSTILA IV
A solução deve permanecer ou estar próxima da temperatura de ebulição durante o
ataque.
O corpo de prova deve ser imerso na solução por tempo suficiente ate revelar todas
as descontinuidades que possam existir na superfície de ataque.
REVELAÇÃO
Identifica heterogeneidades como segregação, regiões encruadas, regiões afetadas
termicamente, depósitos de soldas, profundidade de tempera entre outros.
REATIVO DE IODO
Composição:



Iodo sublimado
Iodeto de potássio
Água
10 g
20 g
100 ml
Utilizado a temperatura ambiente, esfregando um chumaço de algodão, embebido
na solução, aplicado na superfície em teste , ate que se obtenha uma clara definição
da macro estrutura.
REVELAÇÃO
Identifica heterogeneidade como segregação, regiões encruadas, regiões afetadas
termicamente, depósitos de soldas, profundidade de temperas, entre outros.
Identifica descontinuidades como trincas, porosidades, inclusões, entre outros.
As imagens podem ser obtidas das seguintes formas:

Só aparecem com o simples ataque da superfície e que desaparecem quase
por completo com um leve repolimento posterior.
Exemplos: alterações locais ou parciais de origem térmica como temperas
zonas afetadas termicamente em juntas soldadas, partes cementadas, entre
outros.

59. APOSTILA IV

Só se revelam melhor ou só aparecem após um leve repolimento da
superfície atacada, com as imagens adquirindo maior contraste se o
repolimento for seguido de um ataque de breve duração.
Exemplos: segregação bolhas texturas fibrosas entre outros.
Macrografias (solda profundidade de tempera trincas)
Macrografias mostrando a segregação em duas amostras de materiais

60. APOSTILA IV
REATIVO DE PERSULFATO DE AMÔNIO
Composição:
Persulfato de amônio (NH4)2S2O8
Água
10 g
100 ml
Solução usada a temperatura ambiente esfregando um chumaço de algodão,
embebido em solução, na superfície a ser atacada proporcionando um contraste
excelente.
REVELAÇÃO
Identifica soldas, segregação, texturas cristalinas e fibrosas.
REATIVO DE NITAL
Composição:
Ácido nítrico (concentrado) HNO3
Álcool etílico
5 ml
95 ml
A solução deve ser usada a temperatura ambiente.
REVELAÇÃO
Indicado para a localização da solda, segregação, trincas, profundidade de têmpera,
entre outros.
AVALIAÇÃO E REGISTROS DOS RESULTADOS
Conforme finalidade requerida por normas e ou códigos.
O código ASME seção IX requer para a qualificação de procedimentos de soldagem
de soldas em ângulo, que a macroestrutura da seção transversal, compreendida
pela zona fundida (metal de solda) e zona afetada termicamente apresentem fusão
completa e livre de trincas.
REGISTRO DOS RESULTADOS
1º Proteção da face testada do corpo de prova com uma película de verniz
transparente.
2º Macrofotografia que é a reprodução fotográfica em tamanho natural ou não.
3º Método de Baumann que é semelhante a fotografia utilize-se de papel fotográfico
para registrar a estrutura.
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61. APOSTILA IV
O método consiste em preparar o papel fotográfico através de imersão em banhos
químicos, colocando-o a seguir sobre a superfície preparada do corpo de prova. Em
seguida, o papel fotográfico é mergulhado num fixador químico e depois lavado em
água corrente. Não é um método adequado para reproduzir a macro estrutura, mas
é indicado para detectar regiões ricas em enxofre nos aços.
NORMALIZAÇÃO DO MÉTODO
Para determinação da macro estrutura e dos reativos mais adequados para vários
tipos e metais são normalizados pela ASTM E 340.
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62. APOSTILA IV
Ensaios Não
Destrutivos
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63. APOSTILA IV
9 ENSAIO VISUAL
O ensaio visual foi o primeiro método de ensaios não-destrutivo aplicado pelo
homem. É certamente o ensaio mais usado de todos, em todos os ramos da
Engenharia. A história do exame visual de objetos, pertences, metais, etc, remonta a
mais remota antiguidade.
Por este motivo, pode-se imaginar que seja o ensaio mais simples de todos;
entretanto, na moderna época em que vivemos, ensaio ainda é fundamental.
Todos os modernos métodos de ensaios não-destrutivos, não fizeram do ensaio
visual um ensaio obsoleto. Por muitos anos ainda será utilizado, dele dependendo,
como vamos ver informações de alta importância para a segurança e economia
industriais.
O ensaio visual é simples de ser aplicado, fácil de ser aprendido e, ele é um dos
mais econômicos. Entretanto, insistimos: um método de ensaio não-destrutivo não é
concorrente de outro; logo, o ensaio visual tem uma enorme área de aplicação,
porém, jamais poderemos usar apenas o ensaio visual em inspeções de peças de
responsabilidade. O ensaio visual é necessário, mas não suficiente, como qualquer
outro método. Pela sua simplicidade, ele nunca poderá deixar de ser aplicado à
inspeção.
A inspeção visual tem grande importância na condução de outros ensaios, como por
exemplo, nas radiografias das soldas, de estruturas, de componentes e órgãos de
máquinas. Cada tipo de inspeção visual necessita de um profissional com
conhecimentos práticos, treinado e qualificado através de provas.
O ensaio visual é executado por uma serie de inspeções visuais sobre as superfícies
dos objetos avaliados. Dessas inspeções visuais é gerado um laudo sobre a
aparência da superfície, formatos, dimensões e descontinuidades grosseiras sobre
as mesmas.
O cuidadoso exame visual nos fornece informação referente à necessidade de
prosseguimento dos ensaios não-destrutivos por outros métodos. De fato,
examinando-se um objeto superficialmente e constatando-se a inexistência de
defeitos superficiais, o objeto pode ser conduzido para outro tipo de inspeção.
Uma boa aparência, bom grau de acabamento, inexistência de defeitos na superfície
não autoriza ninguém a concluir sobre o bom estado do mesmo, no que diz respeito
ao seu interior.
Ao se inspecionar uma peça metálica pelo método visual e nela se constatando a
presença de uma trinca ou furo, a mesma pode ser recusada (por força de
especificações) e nenhum outro ensaio não-destrutivo deve ser mais utilizado. A
peça deve ser rejeitada.
E claro que uma peça cujo exame visual já a condenou, pode e deve ser
inspecionada por outros métodos, com o intuito de se verificar as causas do defeito,
isto poderá se traduzir em economia e avanço para a empresa no futuro.
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64. APOSTILA IV
O OLHO HUMANO
O olho humano é conhecido como um órgão pouco preciso. A visão é qualquer coisa
variável em cada um de nós e muito mais variável quando se comparam
observações visuais de um grupo de pessoas. Não estudaremos em detalhe a
formação das imagens no olho humano, mas faremos algumas observações.
Como sabemos, a visão humana, adulta, normal, envolve a percepção de luz visível,
das cores, profundidade e distância. Sabemos também que existem ilusões de ótica.
Quando se observa uma descontinuidade na superfície de um objeto, ela nos parece
maior, quando olhada de perto, e menor se olhada de longe. A formação da imagem
de um objeto no olho envolve sempre o ângulo visual, que cresce quando
aproximamos o lho do objeto.
Para o exame minucioso da superfície dos metais, aproxima-se quanto se pode o
olho da superfície metálica, Com esta providência, estamos aumentando o angulo
visual.
Entretanto, a aproximação do olho normal à superfície do metal não pode ser em
geral menor que 25 centímetros, quando termina a acomodação. Se, entretanto, se
colocar na frente do olho uma lente convergente, o ângulo visual aumenta por
razões bem conhecidas na ótica geométrica.
O menor tamanho de uma descontinuidade superficial que pode ser visível pelo olho
normal, depende de uma série de fatores, tais como:
a) limpeza da superfície
b) acabamento da superfície
c) nível de iluminação da superfície
d) maneira de iluminar a superfície
e) contraste entre a descontinuidade e o resto da superfície.
As variáveis enumeradas com (c) e (d), nós podemos sempre controlar, de modo
que um bom inspetor sempre exige "boa luz” e "posição da luz".
O tipo de luz usada também tem importante influência sobre o êxito da inspeção
visual. A luz branca natural é amplamente usada por razões óbvias, mas nos
recintos fechados das fabricas merece toda a atenção à escolha do tipo de
iluminação e a forma e disposição dos pontos luminosos.
Na inspeção em recintos fechados, a lâmpada elétrica atrás do inspetor (para não
ofuscar), produz melhores resultados do que o foco da lanterna de pilhas. Nas
inspeções visuais de peças acabadas e de alta responsabilidade é comum se usar
luz monocromática. O olho humano normal tem sensibilidade relativa variável, em
função do comprimento de onda, tendo maior sensibilidade na faixa de 5.500 a
5.600 angstroms (1Å = 10-10m = 10-1 nm)
Outro grande fator de fracasso na inspeção visual é devido à fadiga visual dos
inspetores em serviços longos, examinando os mesmos tipos de materiais. O
treinamento dos inspetores deve ser acompanhado sempre por oftalmologistas, para
exame dos inspetores em serviço, duas ou mais vezes por ano. Blocos
padronizados, chapas com defeitos (os menores), peças fundidas, forjadas e
acabadas, com mínimos defeitos, devem, às vezes, ser lançados na linha de
inspeção com o intuito de se verificar o bom desempenho dos inspetores visuais.
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65. APOSTILA IV
CLASSIFICAÇÃO DAS PRINCIPAIS TÉCNICAS DE INSPEÇÃO VISUAL
A inspeção visual é um método subjetivo executado com uso da visão auxiliada ou
não por instrumentos óticos. Como as informações obtidas dependem de uma série
de fatores complexos e de difícil qualificação, tais como, acuidade atenção,
conhecimento e interpretação dos resultados não são mensuráveis.
Uma boa inspeção visual deve ser feita antes da aplicação de qual quer método de
ensaio-não-destrutivo.
MÉTODO DIRETO
É a inspeção executada apenas com a visão desprovida de extensões auxiliares
especiais e permite identificar rapidamente defeitos de forma geométrica ou
posicionamento do objeto antes de realizar qualquer outro tipo de ensaio. Além do
mais, permite detectar defeitos, quando por exemplo um inspetor examina a
qualidade de uma solda: presença ou ausência de trincas, posição e orientação
relativa das trincas, ocorrências de porosidade superficial, etc.
Para detecção e avaliação de pequenas descontinuidades com o método de ensaio
visual direto o angulo de observação em relação à superfície a ser ensaiada não
deve ser inferior a 300, e sua distância do olho do observador ao local do ensaio não
deve ser superior a 600 mm.
.
MÉTODO REMOTO
Na inspeção visual o olho humano é auxiliado por uma série de instrumentos óticos.
Esses instrumentos desempenham funções importantes seja para compensar a
acuidade do olho humano, seja para permitir a inspeção visual em locais de difícil
acesso da peça metálica. Conjunto, parte ou componente complexo.
Deve ser assinalado que a utilização de sistema ótico suplementares deve sempre
tomar em consideração os seguintes requisitos para uma boa inspeção:
a) vasto campo de visão
b) imagem sem distorção
c) preservação das cores naturais
d) iluminação adequada
O método de ensaio visual remoto, quando empregado, deve garantir uma
capacidade de resolução igual ou maior que o ensaio visual pelo método direto.
ACESSÓRIOS UTILIZADOS







Espátula
Martelo
Imã
Máquina fotográfica
Lanterna
Binóculos
Instrumentos de medição (paquímetro, micrômetro interno/externo, gabaritos
Goniômetro, nível, trena, prumo, compassos de ponta).
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66. APOSTILA IV
FINALIDADES DO ENSAIO
O ensaio visual é aplicado no controle da qualidade, é utilizado antes e após
qualquer operação de soldagem. Antes da soldagem a inspeção visual tem por
finalidade:
a) Detectar não conformidades na geometria da junta, tais como:




Ângulo de bisel
Ângulo do chanfro
Face da raiz
Alinhamento das partes a serem soldadas
b) Detectar não conformidades superficiais do metal de base tais como:


Corrosão
Existência de elementos contaminantes (óleo, graxa, etc.)
Após a operação de soldagem, o ensaio visual tem por finalidade detectar possíveis
descontinuidades induzidas na soldagem.
Alem de suas aplicações na soldagem, o ensaio se aplica de maneira geral, na
detecção de irregularidades superficiais de vários tipos tais como: dobras de
laminação de chapas, pontos e estados de corrosão, evidencias de vazamento,
acabamento de peças usinadas ou forjadas e identificação de estado da superfície.
SEQUENCIA DO ENSAIO
Basicamente, a sequencia de cada ensaio visual se compõe de apenas duas etapas:

Preparação da superfície:

Inspeção pelo método visual previsto no procedimento qualificado, sempre
sob iluminação adequada

67. APOSTILA IV
Há, porém uma sequencia correta de execução do ensaio, que normalmente é
efetuado mais de uma vez ao longo de uma operação de soldagem, evitando no
inicio incorreções que trariam dificuldades para uma correção posterior, como por
exemplo, o ajuste incorreto de juntas.
VANTAGENS
O ensaio visual é o ensaio não destrutivo de mais baixo custo, permite detectar e
eliminar possíveis descontinuidades antes de se iniciar ou completar a soldagem de
uma junta, detecta as descontinuidades maiores e geralmente indica pontos de
prováveis descontinuidades, devem ser inspecionados por outros ensaios não
destrutivos.
Um ensaio visual bem executado proporciona uma diminuição da quantidade de
reparos de solda, e uma maior produção dos outros ensaios não destrutivos e
consequentemente diminui o custo da obra.
LIMITAÇÕES E DESVANTAGENS
O ensaio visual depende em grande parte da experiência e conhecimento por parte
do inspetor, o qual deve estar familiarizado com o projeto e os requisitos de
soldagem e é limitado a detecção de defeitos superficiais.
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68. APOSTILA IV
10 ENSAIO POR LIQUIDO PENETRANTE
INTRODUÇÃO
O ensaio por líquidos penetrantes é um método desenvolvido especialmente para a
detecção de descontinuidades essencialmente superficiais, e ainda que estejam
abertas na superfície do material.
Este método se iniciou antes da primeira guerra mundial, principalmente pela
indústria ferroviária na inspeção de eixos, porém tomou impulso quando em 1942,
nos EUA, foi desenvolvido o método de penetrantes fluorescentes. Nesta época, o
ensaio foi adotado pelas indústrias aeronáuticas, que trabalhando com ligas não
ferrosas, necessitavam um método de detecção de defeitos superficiais diferentes
do ensaio por partículas magnéticas (não aplicável a materiais não magnéticos). A
partir da segunda guerra mundial, o método foi se desenvolvendo, através da
pesquisa e o aprimoramento de novos produtos utilizados no ensaio, até seu estágio
atual.
FINALIDADE DO ENSAIO
O ensaio por líquidos penetrantes presta-se a detectar descontinuidades superficiais
e que sejam abertas na superfície, tais como trincas, poros, dobras, etc. podendo
ser aplicado em todos os materiais sólidos e que não sejam porosos ou com
superfície muito grosseira.
É muito usado em materiais não magnéticos como alumínio, magnésio, aços
inoxidáveis, austeníticos, ligas de titânio, e zircônio, além dos materiais magnéticos.
É também aplicado em cerâmica vitrificada, vidro e plásticos.
PRINCÍPIOS BÁSICOS
O método consiste em fazer penetrar na abertura da descontinuidade um líquido.
Após a remoção do excesso de líquido da superfície, faz-se sair da descontinuidade
o líquido retido através de um revelador. A imagem da descontinuidade fica então
desenhada sobre a superfície.
Podemos descrever o método em seis etapas principais no ensaio , quais sejam:
a) Preparação da superfície - Limpeza inicial
Antes de se iniciar o ensaio, a superfície deve ser limpa e seca. Não deve existir
água, óleo ou outro contaminante.
Contaminantes ou excesso de rugosidade, ferrugem, etc.Tornam o ensaio não
confiável.
Preparação e limpeza da superfície

69. APOSTILA IV
b) Aplicação do Penetrante:
Consiste na aplicação de um líquido chamado penetrante, geralmente de cor
vermelha, de tal maneira que forme um filme sobre a superfície e que por ação do
fenômeno chamado capilaridade penetre na descontinuidade. Deve ser dado certo
tempo para que a penetração se complete.
O tempo de penetração varia de acordo com o tipo de penetrante, material a ser
ensaiado, temperatura e deve estar de acordo com a norma aplicável de inspeção
do produto a ser ensaiado.
Aplicação do penetrante
c) Remoção do excesso de penetrante.
Consiste na remoção do excesso do penetrante da superfície, através de produtos
adequados, condizentes com o tipo de líquido penetrante aplicado, devendo a
superfície ficar isenta de qualquer resíduo na superfície.
Remoção do excesso da superfície
d) Revelação
Consiste na aplicação de um filme uniforme de revelador sobre a superfície. O
revelador é usualmente um pó fino (talco) branco. Pode ser aplicado seco ou em
suspensão, em algum líquido. O revelador age absorvendo o penetrante das
descontinuidades e revelando-as. Deve ser previsto um determinado tempo de
revelação para sucesso do ensaio.
Aplicação do revelador e observação da indicação

70. APOSTILA IV
e) Avaliação e Inspeção
Após a aplicação do revelador, as indicações começam a serem observadas,
através da mancha causada pela absorção do penetrante contido nas aberturas, e
que serão objetos de avaliação.
A inspeção deve ser feita sob boas condições de luminosidade, se o penetrante é do
tipo visível (cor contrastante com o revelador) ou sob luz negra, em área escurecida,
caso o penetrante seja fluorescente.
A interpretação dos resultados deve ser baseada no Código de fabricação da peça
ou norma aplicável ou ainda na especificação técnica do Cliente.
Nesta etapa deve ser preparado um relatório escrito que mostre as condições do
ensaio, tipo e identificação da peça ensaiada, resultado da inspeção e condição de
aprovação ou rejeição da peça.
Em geral a etapa de registro das indicações é bastante demorada e complexa,
quando a peça mostra muitos defeitos. Portanto, o reparo imediato das indicações
rejeitadas com posterior reteste, é mais recomendável.
Absorção do penetrante pelo revelador dentro da abertura
f) Limpeza pós ensaio
A última etapa, geralmente obrigatória, é a limpeza de todos os resíduos de
produtos, que podem prejudicar uma etapa posterior de trabalho da peça (soldagem,
usinagem, etc.).
VANTAGENS DO ENSAIO
Poderíamos dizer que a principal vantagem do método é a sua simplicidade. É fácil
de fazer de interpretar os resultados. O aprendizado é simples, requer pouco tempo
de treinamento do inspetor.
Como a indicação assemelha-se a uma fotografia do defeito, é muito fácil de avaliar
os resultados. Em contrapartida o inspetor deve estar ciente dos cuidados básicos a
serem tomados (limpeza, tempo de penetração, etc.), pois a simplicidade pode se
tornar uma faca de dois gumes.
Não há limitação para o tamanho e forma das peças a ensaiar, nem tipo de material;
por outro lado, as peças devem ser susceptíveis à limpeza e sua superfície não
pode ser muito rugosa e nem porosa. O método pode revelar descontinuidades
(trincas) extremamente finas (da ordem de 0, 001 mm de abertura ).

71. APOSTILA IV
LIMITAÇÕES DO ENSAIO
Só detecta descontinuidades abertas para a superfície, já que o penetrante tem que
entrar na descontinuidade para ser posteriormente revelado. Por esta razão, a
descontinuidade não deve estar preenchida com material estranho.
A superfície do material não pode ser porosa ou absorvente já que não haveria
possibilidade de remover totalmente o excesso de penetrante, causando
mascaramento de resultados.
A aplicação do penetrante deve ser feita numa determinada faixa de temperatura
permitida ou recomendada pelo fabricante dos produtos. Superfícies muito frias
(abaixo de 5º C ) ou muito quentes (acima de 52º C) não são recomendáveis ao
ensaio.
Algumas aplicações das peças em inspeção fazem com que a limpeza seja efetuada
da maneira mais completa possível após o ensaio (caso de maquinaria para
indústria alimentícia, material a ser soldado posteriormente, etc.). Este fato pode
tornar-se limitativo ao exame, especialmente quando esta limpeza for difícil de fazer.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 71

72. APOSTILA IV
11 ENSAIO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
DESCRIÇÃO E APLICABILIDADE DO MÉTODO
O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localização de descontinuidades
superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos. Pode ser aplicado tanto
em peças acabadas quanto semi-acabadas e durante as etapas de fabricação.
O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético.
Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja, a falta de
continuidade das propriedades magnéticas do material irá causar um campo de fuga
do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferromagnéticas, ocorrerá a
aglomeração destas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles atraídas
devido ao surgimento de pólos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do
campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da extensão da extensão da
descontinuidade.
MAGNETISMO
Todos nós conhecemos os imãs e dizemos que um material ferromagnético nas
proximidades de um imã é por este atraído. O magnetismo é um fenômeno de
atração que existe entre esses materiais. Nota-se que por vezes o fenômeno pode
ser de repulsão ou de atração. Os imãs podem ser naturais, conhecidos como
“pedras-imãs” e os artificiais, fabricados a partir de aços com propriedades
magnéticas específicas para esse fim. A palavra “magnetismo” vem de Magnésia na
Turquia onde séculos atrás se observou o minério magnetita que é um imã natural.
PÓLOS MAGNÉTICOS
Quando estudamos uma barra imantada, verificamos que as características
magnéticas da barra não são iguais ao longo da mesma, porém verificamos que
ocorre uma concentração da força magnética de atração ou repulsão nas
extremidades. A estes pontos onde se manifestam a atração com maior intensidade
damos o nome de pólos magnéticos.
Se dispusermos de duas barras imantadas e colocarmos uma próxima da outra,
deixando uma fixa e a outra livre, verificaremos que ocorrerá uma força de atração
entre as barras de modo a fazer com que se unam. No entanto, se separarmos as
barras e girarmos a barra móvel 180° e novamente aproximarmos, verificaremos
que ao invés de ocorrer a atração, ocorrerá a força de repulsão, o que nos leva a
concluir que temos duas espécies de pólos. Uma que promove a atração e o outro
que promove a repulsão. Isto é, numa mesma barra os pólos não são iguais. É por
isso que se diz que pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem.

73. APOSTILA IV
O CAMPO MAGNÉTICO
Uma região do espaço que foi modificada pela presença de um imã, recebe a
denominação de campo magnético. O campo magnético pode ser visualizado
quando limalha de material ferromagnético é pulverizada sobre um imã. Tais
partículas se comportam como minúsculos imãs e se alinham na direção do campo
magnético, formando o que chamamos de linhas de indução ou linhas de fluxo. As
linhas de indução são sempre contínuas e mostram claramente a forma do campo
magnético.
Campo magnético produzida por uma barra imantada e visualizada por limalha de ferro
PERMEABILIDADE MAGNÉTICA
A permeabilidade magnética é definida como sendo a facilidade com que um
material pode ser magnetizado, e é representado pela letra “m“. É um número
adimensional, isto é, não possui unidade, pois é uma relação entre duas grandezas.
A permeabilidade magnética de um material é a relação entre a condutividade
magnética do material e a condutividade magnética do ar , ou ainda a relação entre
o magnetismo adquirido pelo material ( B ) pela presença de um magnetismo
externo e a força de magnetização externa ( H ).
É importante salientar que a permeabilidade magnética de um material não é
constante e depende da força externa de magnetização.
CLASSIFICAÇÃO MAGNÉTICA DOS MATERIAIS
De acordo com a permeabilidade magnética podemos classificar os materiais em
três grandes grupos:
a) Ferromagnéticos: µ > 1.
São assim definidos os materiais que são fortemente atraídos por um imã exemplo:
ferro, cobalto e quase todos os tipos de aço. São ideais para inspeção por partículas
magnéticas.
b) Paramagnéticos: µ = 1.
São os materiais que são levemente atraídos por um imã. Exemplo: platina,
alumínio, cromo, estanho, potássio. Não são recomendados para inspeção por
partículas magnéticas.

74. APOSTILA IV
c) Diamagnéticos: µ < 1.
São os materiais que são levemente repelidos por um imã. Exemplo: prata, zinco,
chumbo, cobre, mercúrio. O ensaio por partículas magnéticas não é aplicável a
estes materiais.
A permeabilidade magnética dos materiais não é constante, pois dependem da dos
valores de B e H. Porém muitos livros trazem valores da permeabilidade magnética
de vários materiais, porém esta se aplica na condição de total saturação magnética
dos mesmos. A saturação magnética é conseguida quando ao aumentarmos o
campo magnetizante H não ocorre nenhuma alteração de B.
Outras características magnéticas dos materiais são:
RETENTIVIDADE
É definida como sendo a habilidade de um material em reter uma parte do campo
magnético após a interrupção da força magnetizante.
Força Coercitiva: é a magnetização inversa que se aplicada ao material, anula o
magnetismo residual.
CAMPO DE FUGA
O desvio das linhas de força dá origem a novos pólos, provocando a dispersão das
linhas de fluxo magnético que dão origem ao “Campo de Fuga”. A figura demonstra
como as linhas de força são perturbadas pela presença de uma descontinuidade
dando origem ao campo de fuga.
Peça contendo trinca superficial dando origem ao campo magnético de fuga
No ensaio por partículas magnéticas, ao aplicarmos um pó ferromagnético,
constituído de partículas finamente divididas, as quais denominadas de pó
magnético, no local onde surgir um campo de fuga, devido à formação de um dipolo
magnético, provocará o agrupamento das partículas, ou seja, as partículas se
acumulam em todo contorno de um campo de fuga. Desta forma, poderíamos dizer
que o ensaio por partículas magnéticas é um “detector” de campos de fuga, que são
“evidenciados” pela presença de acúmulos de partículas.
Verificamos na prática que, para ocorrer um campo de fuga adequado na região das
descontinuidades, a intensidade de campo, deve atingir valores adequados e as
linhas de força devem ser o mais perpendicular possível ao plano da
descontinuidade, caso contrário não será possível o acúmulo das partículas de
forma nítida.

75. APOSTILA IV
Enfatizamos que é necessário que haja, na região inspecionada, intensidade de
campo suficiente e que as linhas de força do campo magnético estejam as mais
perpendiculares possíveis em relação ao plano formado pelo contorno da
descontinuidade para que ocorra a detecção, caso contrário, isso não será possível.
Outro aspecto interessante que podemos observar é que o campo de fuga somente
ocorre quando existe uma diferença na continuidade das características magnéticas
do material base inspecionado. Assim todas as descontinuidades a serem
detectadas como, trinca escórias, falta de fusão, porosidades, inclusões, etc. e
possui características magnéticas bem diferentes do metal base, o que atribui ao
ensaio grande sensibilidade de detecção.
Outro aspecto também é a não existência de um tamanho mínimo da
descontinuidade para que ocorra o campo de fuga, o que faz com que o método de
ensaio por partículas magnéticas seja mais eficiente dos métodos superficiais até
mesmo que o ensaio por líquidos penetrantes, para materiais ferromagnéticos.
MÉTODOS E TÉCNICAS DE MAGNETIZAÇÃO
a) Magnetização Longitudinal
É assim denominado o método de magnetização que produz um campo magnético
longitudinal da peça e fechando o circuito através do ar. Portanto, recomendamos
para a detecção de descontinuidades transversais na peça A magnetização
longitudinal é obtida por indução de campo por bobinas ou eletroímãs.
Método de magnetização longitudinal por bobina indutora
b) Magnetização Circular
Neste método, que pode ser tanto por indução quanto por passagem de corrente
elétrica através da peça, as linhas de força que formam o campo magnético circulam
através da peça em circuito fechado, não fazendo uma “ponte” através do ar. É
usada para a detecção de descontinuidades longitudinais.
Magnetização circular pela passagem da corrente elétrica por um condutor

76. APOSTILA IV
c) Magnetização Multidirecional
Também conhecida como combinada ou vetorial, é um método em que
simultaneamente são aplicados na peça dois ou mais campos magnéticos: um pelo
método longitudinal e o outro pelo método circular ou ainda campos circulares em
várias direções. É, portanto a combinação de duas técnicas que produzem um vetor
rotativo, que permite observar, de uma só vez, as descontinuidades com diversas
orientações. Algumas normas recomendam o uso de corrente trifásica retificada de
onda completa para magnetização nesta técnica.
As vantagens dessa técnica são:






Na inspeção de componentes seriados onde se reduz substancialmente o
tempo de inspeção;
Economia de partículas magnéticas;
Cada peça ou componente é manuseado apenas uma vez;
Menor possibilidade de erros por parte do inspetor, uma vez que, observamse ao mesmo tempo, tanto as descontinuidades longitudinais quanto as
transversais.
Rapidez no ensaio por partículas magnéticas
Grande produtividade
Maquina de ensaio por partículas magnéticas de uma peça fundida para indústria
hidroelétrica, usando a técnica multidirecional. (foto empresa VOITH SIEMENS).
Podemos concluir que a magnetização simultânea possibilita menor tempo de
execução trazendo como benefício maior produção. Contudo, é limitada pelo ajuste
da intensidade dos campos magnéticos que é necessário para obtenção de uma
resultante capaz de detectar adequadamente as descontinuidades nas duas
direções da peça em ensaio, descontinuidades longitudinais e transversais.
Na prática este ajuste é conseguido realizando testes com peças ou corpos de prova
contendo defeitos conhecidos. No entanto, ressaltamos que a magnetização
simultânea apresenta resultados mais confiáveis na detecção de descontinuidades
de diferentes direções. A sua desvantagem é que aumenta mais uma etapa no
ensaio.

77. APOSTILA IV
Ensaio de uma peça pela técnica de magnetização multidirecional.
Observe os grampos dos terminais de contato elétrico em cada lado da peça.
(foto empresa VOITH SIEMENS).
TÉCNICAS DE MAGNETIZAÇÃO
Mencionamos que podemos obter campos magnéticos por diversas técnicas,
contudo, o processo de magnetização só é obtido através de indução de campo
magnético ou por indução de corrente elétrica. Dizemos que há indução de campo
quando o campo magnético gerado na peça é induzido externamente. Já no
processo de magnetização por passagem de corrente, a peça em inspeção faz parte
do circuito elétrico do equipamento de magnetização, isto é, a corrente de
magnetização, circula pela própria peça. É por esta razão que recomenda-se
bastante cuidado na utilização da técnica de magnetização por passagem de
corrente, pois poderá ocorrer a abertura de um arco elétrico nos pontos de entrada e
saída de corrente, queimando a peça nesta região, o que, em se tratando de peça
acabada, pode ser inaceitável, ou mesmo poderá representar risco de explosão ou
incêndio se no ambiente houver gases ou vapores inflamáveis.
TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA UTILIZADA
As correntes elétricas utilizadas na magnetização para inspeção por partículas
magnéticas poderão ser das mais variadas fontes existentes, como segue:
Corrente contínua (CC): somente obtida através de baterias, e que na prática não é
aplicável em processos industriais;
Corrente continua

78. APOSTILA IV
Corrente alternada (AC): usada para detecção de descontinuidades superficiais.
A corrente alternada, devido ao ciclo alternado da corrente, promove maior
mobilidade às partículas, tem pouca penetração, as linhas de força são mais
concentradas na superfície e, portanto é mais recomendada para a detecção de
descontinuidades superficiais;
Corrente alternada
Corrente alternada retificada de meia onda: usada para detecção de
descontinuidades sub-superficiais, o que na prática representa poucos milímetros de
profundidade. O uso de algumas técnicas pode representar até 6 a 10 mm de
profundidade.
Corrente alternada retificada de meia onda
Corrente Alternada Retificada de Onda Completa: usada para detecção de
descontinuidades sub-superficiais, o que na prática representa poucos milímetros de
profundidade. O uso de algumas técnicas pode representar até 12 mm de
profundidade.
Corrente alternada retificada de onda completa

79. APOSTILA IV
Corrente trifásica: pode ser utilizada na forma retificada de meia onda ou onda
completa. A corrente elétrica trifásica retificada de onda completa é a que mais se
aproxima às características de uma corrente contínua.
Corrente alternada trifásica de onda completa
As correntes elétricas alternadas, acima mencionadas, poderão ser ainda obtidas na
forma monofásica ou trifásica o que representa diferenças no rendimento do sistema
de inspeção.
MAGNETIZAÇÃO POR PASSAGEM DE CORRENTE ELÉTRICA PELA PEÇA
É a técnica de magnetização, em que a corrente circula pela peça, onde temos as
técnicas de eletrodos e de contato direto.
A TÉCNICA DOS ELETRODOS
É a técnica de magnetização pela utilização de eletrodos, também conhecidas como
pontas que quando apoiadas na superfície da peça, permitem a passagem de
corrente elétrica pela peça. O campo magnético criado é circular. Esta técnica é
geralmente aplicada em peças brutas fundidas, em soldas, nas indústrias de
siderurgia, caldeiraria e outros.
Técnica de inspeção por eletrodos
A técnica dos eletrodos induz um campo magnético que é dependente da distância
entre os eletrodos e a corrente elétrica que circula por eles. Em geral estes valores
são tabelados e disponíveis nas normas técnicas de inspeção aplicáveis ao produto
ensaiado.

80. APOSTILA IV
Como referência, podemos citar que para o Código ASME Sec.V Art.7 , os valores
de corrente elétrica a ser aplicada na peça devem estar entre os valores seguintes:
Limitação da Corrente Elétrica na Técnica de Eletrodos
O espaçamento entre os eletrodos não deve ultrapassar a 8 polegadas.
Espaçamentos menores podem ser utilizados para acomodar limitações geométricas
na área que está sendo examinada, porém espaçamentos menores que 3 polegadas
devem ser evitadas. Os pólos de contato dos eletrodos devem estar limpos.
Uso da técnica de eletrodos para inspeção de uma solda de conecção
A TÉCNICA DE CONTATO DIRETO
Também conhecida como magnetização por placas ou cabeçotes de contato.
Devido sua aplicação maior ser através de máquinas estacionárias, é definida como
sendo a técnica de magnetização pela passagem de corrente elétrica de
extremidade a extremidade da peça. O campo magnético formado é circular.
Esta técnica se difere da técnica por eletrodos descrita, pois é aplicável em sistemas
de inspeção automáticos ou semi-automáticos, para inspecionar barras, eixos,
parafusos, principalmente nas indústrias automobilísticas ou em fabricas de produtos
seriados de pequeno porte.
Técnica de inspeção por contato direto

81. APOSTILA IV
Nesta técnica, corrente elétrica contínua ou alternada poderão ser utilizadas, sendo
recomendado pelo Código ASME Sec.V Art.7 uma limitação de 300 até 800
Ampéres/ pol. de diâmetro externo quando a geometria for redonda. Outras
limitações de corrente elétrica podem ser requeridas, dependendo da norma ou
especificação aplicável na inspeção.
Para peças outras que não redondas, a corrente elétrica pode ser determinada pelo
diâmetro maior da peça na seção perpendicular ao fluxo da corrente elétrica.
Se o nível de corrente elétrica não pode ser obtida por limitações técnicas dos
equipamentos utilizados, então deve ser empregado o padrão indicativo de campo
magnético para certificação de que a máxima corrente elétrica aplicada é
satisfatória.
TÉCNICAS DE MAGNETIZAÇÃO POR INDUÇÃO DE CAMPO MAGNÉTICO
A TÉCNICA DA BOBINA
Nessa técnica a peça é colocada no interior de uma bobina ou solenóide, ocorrendo
um campo longitudinal na peça. A bobina ou solenóide é formada por um
enrolamento de fios condutores da corrente elétrica alternada ou contínua, que
originam o campo magnético de intensidade que dependerá da corrente elétrica que
passa pela bobina e o número de voltas que o enrolamento da bobina foi formado
(amperes-volta).
Técnica de inspeção por bobina solenóide
A TÉCNICA DO IOQUE OU YOKE
É a técnica de magnetização pela indução em campo magnético, gerado por um
eletroímã, em forma de "U" invertido, que é apoiado na peça a ser examinado.
Pelo eletroímã circula a corrente elétrica alternada ou contínua.
É gerado na peça um campo magnético paralelo a linha imaginária que une as duas
pernas do YOKE.
Técnica de ioque ou yoke

82. APOSTILA IV
Os ioques produzem campos magnéticos longitudinais, podendo ser de pernas fixas
ou de pernas articuláveis, conhecidos como Ioques de pernas articuladas.
Os de pernas articuláveis são mais eficientes por permitirem uma série de posições
de trabalho com garantia de um bom acoplamento dos pólos magnéticos.
A sua vantagem está em não aquecer os pontos de contato, já que a técnica usa
corrente elétrica magnetizante que flui pelo enrolamento da bobina do Ioque, e não
pela peça.
A recomendação básica de algumas normas para calibração deste equipamento é
que o campo magnético formado na região de interesse definida como área útil
esteja entre os valores de 17 a 65 A/cm. Para simplificar e permitir a comprovação
periódica da intensidade do campo magnético durante os trabalhos de campo, é
estabelecido nas normas, que a verificação da força de magnetização do Ioque pode
ser comprovada através de sua capacidade mínima de levantamento de massa
calibrada equivalente a 4,5 kg (10 lb.) de aço, no máximo espaçamento entre os
pólos a ser utilizado em corrente alternada e de 18,1 kg ( 40 lb.) em corrente elétrica
contínua ( fonte: ASME Sec. V Art.7).
Estes limites apresentados para o teste de levantamento de peso pode ser alterado
dependendo da especificação ou norma aplicável. Por exemplo, a norma
ASTM E-709 estabelece outros limites, assim como a norma Petrobras N-1598
requer o levantamento de peso de 5,5 kg.
Magnetização usando o YOKE
A TÉCNICA DO CONDUTOR CENTRAL
A técnica do condutor central é caracterizada pela passagem de um fio condutor ou
conjunto de cabos condutores pelo centro da peça a inspecionar. A passagem da
corrente elétrica através do condutor permitirá induzir um campo magnético circular
na superfície interna e/ou externa da peça Assim sendo, a peça a ser inspecionada
por este processo, deve ter geometria circular, tais como: flanges, anéis, porcas, e
outras.
Técnica de inspeção por condutor central

83. APOSTILA IV
Quando grandes diâmetros de peças devam a ser inspecionadas, o condutor pode
ser posicionado perto da superfície interna da peça, deslocado do centro.
Neste caso, as superfícies devem ser inspecionadas em incrementos, e a
intensidade do campo magnético verificado com auxílio do padrão indicativo do
campo para saber qual a extensão do arco da circunferência a ser considerada.
Em geral, a corrente elétrica de magnetização é determinada da mesma forma como
descrita na técnica de contato direto, considerando que apenas um condutor passe
internamente à peça. O campo magnético irá aumentar na proporção que o número
de cabos condutores centrais passem internamente à peça. Como exemplos
podemos citar, que se 6000 Ampéres são necessários para ensaiar uma peça
usando um simples condutor central, então 3000 Ampéres serão requeridos para
ensaiar a mesma peça usando 2 condutores centrais, ou 1200 Ampéres se usados 5
condutores centrais.
O uso do padrão indicativo de campo é sempre um requisito recomendado para
certificação da intensidade do campo magnético gerado.
Indicação de trinca detectada pela técnica do condutor central. Observe a linha circular
formada na superfície do anel pelo acúmulo do pó magnético.
RESUMO DOS MÉTODOS E TÉCNICAS DE MAGNETIZAÇÃO

84. APOSTILA IV
Medidor típico de campo magnético utilizando a sonda de Hall. Pode medir de
10 até 30.000 Gauss, muito útil para verificação do valor do campo magnético efetivo na
peça a ser inspecionada por partículas magnéticas ou ainda campos residuais.
DESMAGNETIZAÇÃO
Verificamos que alguns materiais, devido as suas propriedades magnéticas, são
capazes de reter parte do magnetismo após a interrupção da força magnetizante.
Conforme a aplicação subsequente destes materiais, o magnetismo residual ou
remanescente poderá criar problemas, sendo necessária a desmagnetização da
peça.
Podemos resumir as razões para desmagnetização de uma peça como sendo:
a) Interferência nos processos de Usinagem.


Uma peça com magnetismo residual poderá interferir nos processos futuros
de usinagem, pois o magnetismo da peça induzirá a magnetização das
ferramentas de corte afetando o acabamento da peça.
A retenção de limalha e partículas contribuirá para a perda do fio de corte da
ferramenta.
b) Interferência nos processos de Soldagem.
A interferência em operação de soldagem se faz sentir com a deflexão do arco
elétrico, desviando-o da região de soldagem, interferência conhecida como sopro
magnético, que prejudicará em muito o rendimento e a qualidade da solda.
c) Interferência com Instrumentos de Medição.
O mecanismo residual interfere com instrumentos sensíveis de medição ou
navegação, colocando em risco a operação dos equipamentos uma vez que, as
leituras obtidas não correspondem à realidade. Há registros de acidentes aéreos por
interferências de campos magnéticos de trens de pouso nos instrumentos de
navegação da aeronave.

85. APOSTILA IV
Portanto, em razão destas interferências acima descritas, em alguns casos existem
necessidades de desmagnetização das peças através da passagem destas por
campos magnéticos alternados e decrescentes. Geralmente a passagem das peças
por bobinas magnetizadas, são suficientes.
Quando peças ou equipamentos serão submetidos a tratamento térmico, estas não
necessitam de serem desmagnetizadas, pois a temperatura elevada será capaz de
remover o magnetismo residual. Esta temperatura é denominada “ponto Curie”, a
tabela abaixo mostra este valor de temperatura para alguns materiais.
Quando elevamos a temperatura de um material acima da temperatura Curie, o
comportamento destes passam a ser paramagnético. A temperatura Curie depende
da liga do material.
A desmagnetização é dispensável quando:
a) Os materiais possuem baixa retentividade;
b) As peças forem submetidas a tratamento térmico. As peças de aço que
estiverem magnetizadas, ao atingir a temperatura de 750° C, chamado ponte
Curie perdem a magnetização;
c) As peças forem novamente magnetizadas.
TÉCNICAS DE DESMAGNETIZAÇÃO
São várias as técnicas de desmagnetização sendo que todas são baseadas no
princípio de que, submetendo a peça a um campo magnético que é continuamente
invertido e gradualmente reduzindo a zero, após um determinado período e um
número de ciclos, a peça será desmagnetizada. Isto pode ser obtido fazendo a peça
passar pelo interior de bobinas percorridas por corrente alternada.

86. APOSTILA IV
12 ENSAIO POR ULTRA - SOM
INTRODUÇÃO
Sons extremamente graves ou agudos podem passar despercebidos pelo aparelho
auditivo humano, não por deficiência deste, mas por caracterizarem vibrações com
freqüências muito baixas, até 20Hz (infra-som) ou com freqüências muito altas acima
de 20 kHz (ultra-som), ambas inaudíveis.
Como sabemos, os sons produzidos em um ambiente qualquer, refletem-se ou
reverberam nas paredes que consistem o mesmo, podendo ainda ser transmitidos a
outros ambientes.
Fenômenos como este apesar de simples e serem freqüentes em nossa vida
cotidiana, constituem os fundamentos do ensaio ultra-sônico de materiais.
No passado, testes de eixos ferroviários, ou mesmos sinos, eram executados
através de testes com martelo, em que o som produzido pela peça, denunciava a
presença de rachaduras ou trincas grosseiras pelo som característico.
Assim como uma onda sonora, reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibração
ou onda ultra-sônica ao percorrer um meio elástico, refletirá da mesma forma, ao
incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultra-sônica ao percorrer um meio
elástico, refletirá da mesma forma, ao incidir numa descontinuidade ou falha interna
a este meio considerado. Através de aparelhos especiais, detectamos as reflexões
provenientes do interior da peça examinada, localizando e interpretando as
descontinuidades.
Principio básico da inspeção de materiais por ultra - som
FINALIDADE DO ENSAIO
O ensaio por ultra-som caracteriza-se num método não destrutivo que tem por
objetivo a detecção de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos mais
variados tipos ou forma de materiais ferrosos ou não ferrosos.
Tais defeitos são caracterizados pelo próprio processo de fabricação da peça ou
componentes a ser examinada como, por exemplo: bolhas de gás em fundidos,
dupla laminação em laminados, micro-trincas em forjados, escorias em uniões
soldadas e muitos outros.
Portanto, o exame ultra-sônico, assim como todo exame não destrutivo, visa diminuir
o grau de incerteza na utilização de materiais ou peças de responsabilidades.

87. APOSTILA IV
LIMITAÇÕES EM COMPARAÇÃO COM OUTROS ENSAIOS
Assim como todo ensaio não-destrutivo, o ensaio ultra-sônico, possui vantagens e
limitações nas aplicações, como segue:
VANTAGENS EM RELAÇÃO A OUTROS ENSAIOS:
O método ultra-sônico possui alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas
descontinuidades internas, por exemplo:





Trincas devido a tratamento térmico, fissuras e outros de difícil detecção por
ensaio de radiações penetrantes (radiografia ou gamagrafia).
Para interpretação das indicações, dispensa processos intermediários,
agilizando a inspeção.
No caso de radiografia ou gamagrafia, existe a necessidade do processo de
revelação do filme, que via de regra demanda tempo do informe de
resultados.
Ao contrário dos ensaios por radiações penetrantes, o ensaio ultra-sônico não
requer planos especiais de segurança ou quaisquer acessórios para sua
aplicação.
A localização, avaliação do tamanho e interpretação das descontinuidades
encontradas são fatores intrínsecos ao exame ultra-sônico, enquanto que
outros exames não definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostrado
num filme radiográfico define o tamanho, mas não sua profundidade e em
muitos casos este é um fator importante para proceder um reparo.
LIMITAÇÕES EM RELAÇÃO A OUTROS ENSAIOS.




Requer grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor.
O registro permanente do teste não é facilmente obtido.
Faixas de espessuras muito finas constituem uma dificuldade para aplicação
do método.
Requer o preparo da superfície para sua aplicação. Em alguns casos de
inspeção de solda, existe a necessidade da remoção total do reforço da
solda, que demanda tempo de fábrica.
VIBRAÇÕES MECÂNICAS
TIPOS DE ONDAS:
Como já vimos, o teste ultra-sônico de materiais é feito com o uso de ondas
mecânicas ou acústicas colocadas no meio em inspeção, ao contrário da técnica
radiográfica, que usa ondas eletromagnéticas. Qualquer onda mecânica é composta
de oscilações de partículas discretas no meio em que se propaga. A passagem de
energia acústica no meio faz com que as partículas que compõem o mesmo,
execute o movimento de oscilação em torno na posição de equilíbrio, cuja amplitude
do movimento será diminuído com o tempo em posição de equilíbrio, cuja amplitude
do movimento será diminuído com o tempo em decorrência da perda de energia
adquirida pela onda. Se assumirmos que o meio em estudo é elástico, ou seja, que
as partículas que o compõem rigidamente ligadas, mas que podem oscilar em
qualquer direção, então podemos classificar as ondas acústicas em quatro tipos:
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 87

88. APOSTILA IV
ONDAS LONGITUDINAIS (ONDAS DE COMPRESSÃO)
São ondas cujas partículas oscilam na direção de propagação da onda, podendo ser
transmitidas a sólidos, líquidos e gases.
No desenho acima nota-se que o primeiro plano de partículas vibra e transfere sua
energia cinética para os próximos planos de partículas, e passam a oscilar. Desta
maneira, todo o meio elástico vibra na mesma direção de propagação da onda
(longitudinal),e aparecerá “zonas de compressão” e “zonas diluídas”. As distâncias
entre duas zonas de compressão determinam o comprimento de onda (l).
Em decorrência do processo de propagação, este tipo de onda possui uma alta
velocidade de propagação, característica do meio.
Velocidades de Propagação das Ondas Longitudinais

89. APOSTILA IV
ONDAS TRANSVERSAIS (OU ONDAS DE CIZALHAMENTO)
Uma onda transversal é definida, quando as partículas do meio vibram na direção
perpendicular ao de propagação. Neste caso, observamos que os planos de
partículas, mantém-se na mesma distância um do outro, movendo-se apenas
verticalmente.
As partículas oscilam na direção transversal a direção de propagação, podendo ser
transmitidas somente a sólidos. As ondas transversais são praticamente incapazes
de se propagarem nos líquidos e gases, pela características das ligações entre
partículas, destes meios . O comprimento de onda é a distância entre dois “vales” ou
dois “picos”.
Velocidades de Propagação das Ondas Transversais

90. APOSTILA IV
ONDAS SUPERFICIAIS OU ONDAS DE RAYLEIGH.
São assim chamadas, pela características de se propagar na superfície dos sólidos.
Devido ao complexo movimento oscilatório das partículas da superfície, a velocidade
de propagação da onda superficial entre duas fases diferentes é de
aproximadamente 10% inferior que a de uma onda transversal.
Para o tipo de onda superficial que não possui a componente normal, portanto se
propaga em movimento paralelo a superfície e transversal em relação a direção de
propagação recebe a denominação de ondas de “Love”.
Sua aplicação se restringe ao exame de finas camadas de material que recobrem
outros materiais.
Para ondas superficiais que se propagam com comprimento de onda próxima a
espessura da chapa ensaiada, neste caso a inspeção não se restringe somente a
superfície, mas todo o material e para esta particularidade denominamos as ondas
de “Lamb”.
O ensaio ultra-sônico de materiais com ondas superficiais, são aplicados com
severas restrições, pois somente são observados defeitos de superfícies e nestes
casos, existem processos mais simples para a detecção destes tipos de
descontinuidades, dentro dos ensaios não destrutivos como por exemplo de
Líquidos penetrantes e Partículas magnéticas, que em geral são de custo e
complexidade inferior ao ensaio ultra-sônico.
FREQÜÊNCIA
As ondas acústicas ou som propriamente dito, são classificados de acordo com suas
freqüências e medidos em ciclos por segundo, ou seja o número de ondas que
passam por segundo pelo nossos ouvidos. A unidade “ciclos por segundos” é
normalmente conhecido por “Hertz”, abreviatura “Hz”. Assim sendo se tivermos um
som com 280 Hz, significa que por segundo passam 280 ciclos ou ondas por nossos
ouvidos. Note que freqüências acima de 20.000 Hz são inaudíveis denominadas
freqüência ultra-sônica.
Considera-se 20 kHz o limite superior audível e denomina-se a partir desta, freqüência ultra-sônica.

91. APOSTILA IV
VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO.
Existem várias maneiras de uma onda sônica se propagar, e cada uma com
características particulares de vibrações diferentes.
Definimos “Velocidade de propagação” como sendo a distância percorrida pela onda
sônica por unidade de tempo. É importante lembrar que a velocidade de propagação
é uma característica do meio, sendo uma constante, independente da freqüência.
COMPRIMENTO DE ONDA.
Quando atiramos uma pedra num lago de águas calmas, imediatamente criamos
uma perturbação no ponto atingido e formando assim, ondas superficiais circulares
que se propagam sobre a água. Neste simples exemplo, podemos imaginar o que
definimos anteriormente de freqüência como sendo o número de ondas que passam
por um observador fixo, também podemos imaginar a velocidade de propagação
pela simples observação e ainda podemos estabelecer o comprimento entre dois
picos de ondas consecutivos. A esta medida denominamos comprimento de onda, e
representaremos pela letra grega Lambda “l“.
RELAÇÕES ENTRE VELOCIDADE, COMPRIMENTO DE ONDA E FREQÜÊNCIA.
Considerando uma onda sônica se propagando num determinado material com
velocidade “V”, freqüência “f”, e comprimento de onda “l“, podemos relacionar estes
três parâmetros como segue:
V=L.F
A relação acima, permite calcular o comprimento de onda pois a velocidade é em
geral conhecida e depende somente do modo de vibração e o material, por outro
lado a freqüência depende somente da fonte emissora, que também é conhecida.
CLASSIFICAÇÃO TEORICA DAS ZONAS DO CAMPO SONICO
Em razão da existência do campo próximo , do campo distante, e do fenômeno da
divergência , na literatura o campo sônico tem a forma geral visualizada conforme o
desenho abaixo.

92. APOSTILA IV
Campo sônico de um transdutor, representado pela região (1) onde pequenas
descontinuidades são difíceis de serem detectadas (campo próximo), a região (2)
descontinuidades maiores podem ser detectadas e na região (3) onde qualquer
descontinuidade compatível com o comprimento de onda pode ser detectada. As
linhas limítrofes do campo no desenho são didáticas, e não significa que não existe
nenhuma vibração sônica nestas regiões.
EFEITO PIEZELÉTRICO
As ondas ultra-sônicas são geradas ou introduzidas no material através de um
elemento emissor com uma determinada dimensão e que vibra com uma certa
freqüência. Este emissor pode se apresentar com determinadas formas (circular,
retangular).Tanto o elemento emissor e receptor, são denominados transdutores,
também designados por cabeçotes.
Diversos materiais (cristais) apresentam o efeito piezelétrico. Se tomarmos uma
lâmina de certo formato (placa) e aplicarmos uma pressão sobre o mesmo, surgem
em sua superfície cargas elétricas. O efeito inverso também é verdadeiro: se
aplicarmos dois eletrodos sobre as faces opostas de uma placa de cristal
piezelétrico, de maneira que possamos carregar as faces eletricamente, a placa
comporta-se como se estivesse sobre pressão e diminui de espessura.
O cristal piezelétrico pode transformar a energia elétrica alternada em oscilação
mecânica e transformar a energia mecânica em elétrica .
TIPOS DE CRISTAIS
Materiais piezelétricos são: o quartzo, o sulfato de lítio, o titanato de bário, o
metaniobato de chumbo e o zirconato-titanato de chumbo (PTZ).
Quartzo é um material piezelétrico mais antigo, translúcido e duro como o vidro
sendo cortado a partir de cristais originários no Brasil. Sulfato de Lítio é um cristal
sensível a temperatura e pouco resistente. Titanato de Bário e zirconato-titanato de
chumbo são materiais cerâmicos que recebem o efeito piezelétrico através de
polarização. Esses dois cristais são os melhores emissores, produzindo impulsos ou
ondas de grande energia, se comparadas com aquelas produzidas por cristais de
quartzo. Para a inspeção ultra-sônica, interessa não só a potência de emissão,mas
também a sensibilidade da recepção (resolução). A freqüência ultra-sônica gerada
pelo cristal dependerá da sua espessura, cerca de 1 mm para 4 MHz e 2
mm para 2 MHz.
Os cristais acima mencionados são montados sobre uma base de suporte (bloco
amortecedor) e junto com os eletrodos e a carcaça externa constituem o transdutor
ou cabeçote propriamente dito. Existem três tipos usuais de transdutores: Reto ou
Normal , o angular e o duplo - cristal.
TRANSDUTORES NORMAIS OU RETOS
São assim chamados os cabeçotes monocristal geradores de ondas longitudinais
normal a superfície de acoplamento.
Os transdutores normais são construídos a partir de um cristal piezelétrico colado
num bloco rígido denominado de amortecedor e sua parte livre protegida ou uma
membrana de borracha ou uma resina especial. O bloco amortecedor tem função de
servir de apoio para o cristal e absorver as ondas emitidas pela face colada a ele.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 92

93. APOSTILA IV
O transdutor emite um impulso ultra-sônico que atravessa o material a inspecionar e
reflete nas interfaces, originando o que chamamos ecos. Estes ecos retornam ao
transdutor e gera, no mesmo, o sinal elétrico correspondente.
A face de contato do transdutor com a peça deve ser protegida contra desgastes
mecânico podendo utilizar membranas de borracha finas e resistentes ou camadas
fixas de epóxi enriquecido com óxido de alumínio.
Em geral os transdutores normais são circulares, com diâmetros de 5 a 24 mm, com
freqüência de 0,5 ; 1 ; 2 ; 2,5 ; 5 e 6 MHz. Outros diâmetros e freqüências existem,
porém para aplicações especiais.
Transdutor reto ou normal
O transdutor normal tem em sua maior utilização na inspeção de peças com
superfícies paralelas ou quando se deseja detectar descontinuidades na direção
perpendicular a superfície da peça. É o exemplo de chapas e fundidos e forjados.
TRANSDUTORES ANGULARES
A rigor, diferem dos transdutores retos ou normais pelo fato do cristal formar um
determinado ângulo com a superfície do material. O ângulo é obtido, inserindo uma
cunha de plástico entre o cristal piezelétrico e a superfície. A cunha pode ser fixa,
sendo então englobada pela carcaça ou intercambiável. Neste último caso temos um
transdutor normal que é preso com parafusos que fixam a cunha à carcaça. Como
na prática operamos normalmente com diversos ângulos (35, 45, 60, 70 e 80 graus)
esta solução é mais econômica já que um único transdutor com várias cunhas é de
custo inferior, porem necessitam de maiores cuidados no manuseio.
O ângulo nominal , sob o qual o feixe ultra-sônico penetra no material vale somente
para inspeção de peças em aço; se o material for outro, deve-se calcular o ângulo
real de penetração utilizando a Lei de Snell. A mudança do ângulo devesse à
mudança de velocidade no meio.
O cristal piezelétrico com dimensões que podem variar entre 8 x 9 mm até 15 x 20
mm , somente recebe ondas ou impulsos ultra-sônicos que penetram na cunha em
uma direção paralela à de emissão, em sentido contrário. A cunha de plástico
funciona como amortecedor para o cristal piezelétrico, após a emissão dos impulsos.

94. APOSTILA IV
O transdutor angular é muito utilizado na inspeção de soldas e quando a
descontinuidade está orientada perpendicularmente à superfície da peça.
Transdutor angular
TRANSDUTORES DUPLO-CRISTAL OU SE
Existem problemas de inspeção que não podem ser resolvidos nem com
transdutores retos nem com angulares.
Quando se trata de inspecionar ou medir materiais de reduzida espessura, ou
quando se deseja detectar descontinuidades logo abaixo da superfície do material, a
“zona morta” existente na tela do aparelho impede uma resposta clara.
O cristal piezelétrico recebe uma “resposta” num espaço de tempo curto após a
emissão, não tendo suas vibrações sido amortecidas suficientemente.
Neste caso , somente um transdutor que separa a emissão da recepção pode
ajudar. Para tanto, desenvolveu-se o transdutor de duplo-cristal, no qual dois cristais
são incorporados na mesma carcaça, separados por um material acústico isolante e
levemente inclinados em relação à superfície de contato. Cada um deles funciona
somente como emissor ou somente como receptor, sendo indiferente qual deles
exerce qual função. São conectados ao aparelho de ultra-som por uma cabo duplo;
o aparelho deve ser ajustado para trabalhar agora com 2 cristais.
Os cristais são montados sobre blocos de plástico especial de baixa atenuação.
Devido a esta inclinação, os transdutores duplos não podem ser usados para
qualquer distância (profundidade). Possuem sempre uma faixa de inspeção ótima,
que deve ser observada. Fora desta zona a sensibilidade se reduz. Em certos casos
estes transdutores duplos são utilizados com “focalização”, isto é, feixe é
concentrado em uma determinada zona do material para a qual se deseja máxima
sensibilidade.
O transdutor duplo-cristal é o mais indicado e largamente utilizado nos
procedimentos de medição de espessura por ultra-som.
O transdutor duplo-cristal tem sua utilização maior, na detecção de descontinuidades
próximas da superfície , acima de 3 mm de profundidade e em medição de
espessura, em razão do seu feixe sônico ser focalizado. Em geral, por ocasião da
aquisição deste transdutor, deve se verificar qual a faixa de espessura que se
pretende medir, e qual o modelo ideal para esta aplicação.

95. APOSTILA IV
Transdutor Duplo-Cristal ou SE
INTERFACE , ACOPLANTES
Ao acoplarmos o transdutor sobre a peça a ser inspecionada, imediatamente
estabelece uma camada de ar entre a sapata do transdutor e a superfície da peça.
Esta camada ar impede que as vibrações mecânicas produzidas pelo transdutor se
propague para a peça em razão das características acústicas (impedância acústica)
muito diferente do material a inspecionar.
A impedância acústica "Z" é definida como sendo o produto da densidade do meio
( r ) pela velocidade de propagação neste meio ( V ) , ( Z = r x V ) e representa a
quantidade de energia acústica que se reflete e transmite para o meio.
Por esta razão, deve-se usar um líquido que estabeleça uma redução desta
diferença, e permita a passagem das vibrações para a peça. Tais líquidos,
denominados líquido acoplante são escolhidos em função do acabamento superficial
da peça, condições técnicas, tipo da peça. A tabela abaixo descreve alguns
acoplantes mais utilizados.
Os acoplantes devem ser selecionados em função da rugosidade da superfície da
área de varredura, o tipo de material, forma da peça, dimensões da área de
varredura e posição para inspeção.
Impedância Acústica de Alguns Materiais e Acoplantes

96. APOSTILA IV
TÉCNICAS DE INSPEÇÃO
A inspeção de materiais por ultra-som pode ser efetuada através de dois métodos ou
técnicas como segue.
TÉCNICA DE IMPULSO-ECO OU PULSO-ECO
É a técnica onde somente um transdutor é responsável por emitir e receber as
ondas ultra-sônicas que se propagam no material. Portanto, o transdutor é acoplado
em somente um lado do material, podendo ser verificada a profundidade da
descontinuidade , suas dimensões, e localização na peça.
Técnica do impulso – eco
TÉCNICA DE TRANSPARÊNCIA
É uma técnica onde é utilizado dois transdutores separados, um transmitindo e outro
recebendo as ondas ultra-sônicas. Neste caso é necessário acoplar os transdutores
nos dois lados da peça , de forma que estes estejam perfeitamente alinhados. Este
tipo de inspeção, não se pode determinar a posição da descontinuidade, sua
extensão, ou localização na peça, é somente um ensaio do tipo passa-não passa.
Técnica da transparência

97. APOSTILA IV
A técnica de transparência pode ser aplicada para chapas, juntas soldadas, barras e
o intuito destes ensaios é estabelecer um critério comparativo de avaliação do sinal
recebido ou seja da altura do eco na tela.
A altura do sinal recebido na técnica de transparência varia em função da
quantidade e tamanho das descontinuidades presentes no percurso das vibrações
ultra-sônicas . Sendo assim o inspetor não sabe analisar as características das
indicações porém compara a queda do eco com uma peça sem descontinuidades
podendo assim estabelecer critérios de aceitação do material fabricado.
Este método pode ser aplicado a chapas fabricadas em usinas, barras forjadas ou
fundidas, e em alguns casos em soldas.
TÉCNICA DE IMERSÃO
Nesta técnica é empregado um transdutor de imersão à prova d'água, preso a um
dispositivo. O transdutor pode se movimentar, tanto na distância até a peça quanto
na inclinação do feixe de entrada na superfície da peça. Na técnica de imersão a
peça é colocada dentro de um tanque com água, propiciando um acoplamento
sempre homogêneo.
PREPARAÇÃO DAS SUPERFÍCIES
A inspeção da solda se processará através da superfície do metal de base adjacente
a solda numa área que se estenderá paralelamente ao cordão de solda, que
denominamos superfície de varredura.
O resultado do ensaio é dependente da preparação da superfície, assim devemos
remover carepas, tintas, óleos, graxas, óxidos e tudo que possa mascarar ou
impedir a penetração do feixe sônico na peça a ser inspecionada.
APARELHAGEM
Basicamente, o aparelho de ultra-som contém circuitos eletrônicos especiais, que
permitem transmitir ao cristal piezelétrico, através do cabo coaxial, uma série de
pulsos elétricos controlados, transformados pelo mesmo em ondas ultra-sônicas.
Os sinais captados no cristal são mostrados na tela em forma de pulsos luminosos
denominados “ecos”, que podem ser regulados tanto na amplitude, como posição
na tela graduada e se constituem no registro das descontinuidades encontradas no
interior do material.

98. APOSTILA IV
O aparelho de ultra-som é basicamente um osciloscópio projetado para medir o
tempo de percurso do som na peça ensaiada através da relação:
S = V x T onde o espaço percorrido (S) é proporcional do tempo (T) e a velocidade
de propagação (V), no material.
DESCRIÇÃO DOS APARELHOS MEDIDORES DE ESPESSURA POR ULTRASOM
Os medidores de espessura por ultra-som podem se apresentar com circuitos
digitais ou analógicos, e são aparelhos simples que medem o tempo do percurso
sônico no interior do material , através da espessura, registrando no display o
espaço percorrido ou seja a própria espessura. Operam com transdutores duplo
cristal, e possuem exatidão de décimos ou até centésimos dependendo do modelo.
O instrumento deve ser ajustado para a faixa de espessura a ser medida usando o
blocos padrão graduado e calibrado conforme sugerido na figura da página a seguir,
construído com material de mesma velocidade e atenuação sônica do material a ser
medido.
A calibração do instrumento para uso, deve ser feita usando no mínimo duas
espessuras no bloco, conforme a faixa de espessura a ser medida. O instrumento
deve ser ajustado para indicar a espessura correta das duas graduações
selecionadas.
Medidor de espessura por ultra – som
Os ajustes devem ser feitos de acordo com as instruções do fabricante. Se ambos
os valores indicados estiverem corretos, o instrumento estará apto para uso. Se o
instrumento estiver corretamente calibrado a leitura de duas diferentes espessuras
não devem variar mais que 0,2 mm. Se não for possível atingir um ou ambos os
valores, verificar se o instrumento / transdutor está sendo aplicado na faixa
especificada pelo fabricante, assim como se o ajuste da velocidade de propagação
sônica no instrumento está corretamente calibrada ou ajustada.
A norma ASTM E-797 padroniza os métodos de medição de espessuras. Para
medições a altas temperaturas, e maior exatidão das medidas, recomenda-se
correções devido à temperatura da peça dos valores lidos no aparelho medidor de
espessura.

99. APOSTILA IV
Descrição do Aparelho Básico para o ensaio de ultra-som
Observe a figura abaixo, mostrando um transdutor ultra-sônico acoplado numa peça
com espessura de 8 mm, e a tela ao lado do aparelho mostrando o eco "E2",
proveniente da espessura da peça.
Vamos analisar o que está ocorrendo
1 -O cristal piezelétrico do transdutor transmite à peça uma onda ultra-sônica
perpendicularmente à superfície que percorre a espessura total de 8 mm do metal;
2 - A onda incide na interface no fundo da peça, retorna ao cristal e este produz um
sinal elétrico que será amplificado e registrado na tela do aparelho na forma do pulso
ou eco, identificado na figura como "E2";
3 - O caminho do som percorreu a espessura de 8 mm de ida e mais 8 mm na volta
isto sempre ocorre na inspeção por ultra-som os circuitos do aparelho compensam
este fenômeno dividindo por 2 os registros na tela.
Assim portanto, o eco na tela do aparelho representa o caminho percorrido
pelo som, em apenas uma vez a espessura, denominado de "Eco de Fundo",
que no caso da figura foi de 8 mm.
É importante mencionar que o som que percorre a espessura do metal se reflete nas
interfaces formadas pela fundo da peça e a superfície da peça, de forma contínua,
isto é, o ultra-som emitido pelo cristal do transdutor realiza no interior da peça um
movimento de zig-zag de ida e volta , se refletindo no fundo da peça e superfície,
continuadamente.
Para cada incidência do ultra-som na superfície oposta de acoplamento do cristal,
um sinal será transmitido ao aparelho e um eco correspondente a este sinal será
visualizado na tela. Portanto será possível observar vários ecos de reflexão de fundo
correspondente à mesma espessura.
Basicamente, o aparelho de ultra-som contém circuitos eletrônicos especiais, que
permitem transmitir ao cristal piezelétrico, através do cabo coaxial, uma série de
pulsos elétricos controlados, transformados pelo mesmo em ondas ultra-sônicas.
Da mesma forma, sinais captados no cristal são mostrados na tela do tubo de raios
catódicos em forma de pulsos luminosos denominados “ecos”, que podem ser
regulados tanto na amplitude, como posição na tela graduada e se constituem no
registro das descontinuidades encontradas no interior do material.

100. APOSTILA IV
Aparelho de ultra-som marca SONATEST à esquerda e um notebook que incorpora uma placa de
ultra-som industrial Krautkramer.
Em geral, os fabricantes oferecem vários modelos de aparelhos com maiores ou
menores recursos técnicos, que possibilitam sua utilização nas mais variadas
aplicações industriais, entretanto, alguns controles e funções básicas devem ser
conhecidas para ser possível sua utilização, que veremos a seguir.
Quer seja analógico ou digital, todos os aparelhos apresentam os controles básicos
mínimos que permitem utilizar o aparelho para qualquer aplicação prática, como
seguem:
Escolha da função
Todo aparelho possui entradas de conectores dos tipos BNC (aparelhos de
procedência norte-americana) ou Lemo (aparelhos de procedência alemã), para
permitir de transdutores monocristal de duplo-cristal.
Potência de emissão
Está diretamente relacionado com a amplitude de oscilação do cristal ou tamanho do
sinal transmitido. Em geral os aparelhos apresentam níveis de potência através de
uma chave seletora em número de 2 até 5 posições.
Ganho
Está relacionado com a amplitude do sinal na tela ou amplificação do sinal recebido
pelo cristal. Os aparelhos apresentam um ajuste fino e grosseiro, calibrado em “dB”,
num mesmo controle ou separados. Nos aparelhos digitais, pode-se ajustar o
controle fino em avanços de até 0,5 dB, impossíveis nos aparelhos analógicos.
Escala
As graduações na tela do aparelho podem ser modificadas conforme a necessidade,
para tanto a chave vem calibrada em faixas fixas (ex: 10, 50, 250 ou 1000mm). Para
os aparelhos digitais, a escala é automática, isto é uma vez, calibrada uma escala
qualquer, as outras mantém a proporcionalidade.

101. APOSTILA IV
Velocidade de propagação
A velocidade de propagação ao ser alterada no aparelho nota-se claramente que o
eco de reflexão produzido por uma interface, muda de posição na tela do
osciloscópio, permanecendo o eco original em sua posição inicial.
O aparelho de ultra-som é basicamente ajustado para medir o tempo de percurso
do som na peça ensaiada através da relação: S = v x t onde o espaço percorrido (S)
é proporcional do tempo (t) e a velocidade de propagação (n), no material, ajusta-se
a leitura para unidade de medida (cm, m, etc.).
Nos aparelhos, dependendo do modelo e fabricante, poderá existir um controle da
velocidade ou simplesmente um controle que trabalha junto com o da escala do
aparelho. No primeiro caso, existe uma graduação de velocidade (m/s) em relação
aos diferentes materiais de ensaio ultra-sônico. Nos aparelhos digitais o ajuste de
velocidade é separado e deve ser ajustado corretamente para uma perfeita
calibração da escala.
Cuidados Referentes à Calibração
No capítulo a seguir será discutido em detalhes, o significado e importância da
calibração do aparelho de ultra-som. No entanto, o operador deverá proceder uma
recalibração dos instrumentos e acessórios sempre que:




Houver trocas de transdutores no decorrer de inspeção
O aparelho for desligado
Transcorrer 90 minutos com o aparelho ligado
Houver troca de operadores
Os aparelhos de ultra-som devem ter o ganho e escala calibrados conforme a norma
BSI 4331 Part.1 ou ASME* Sec. V.
Cuidados no Uso de Transdutores Angulares
Como vimos, as sapatas de acrílico dos transdutores angulares são fabricados para
proporcionar ângulos de transmissão bem definidos. Entretanto o uso contínuo, e o
conseqüente desgaste das sapatas, poderão alterar a performance do transdutor.
Tal problema poderá ser agravado quando a pressão do dedo do operador sobre o
transdutor incidir nas bordas dos mesmos, fazendo com que o desgaste ocorra de
modo irregular, alterando significativamente o ângulo nominal.
Cuidados no Manuseio dos Controles do Aparelho
Os potenciômetros dos controles do aparelho analógico, de um modo geral, são
dotados de um sistema de trava que tem a finalidade de não variar a calibração do
aparelho durante seu uso. Portanto, quando se quer modificar a calibração do
aparelho deve-se destravar o potenciômetro, pois caso contrario o mesmo será
danificado. O mesmo não acontece nos aparelhos modernos digitais , em que os
controles e ajustes são por teclas.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 101

102. APOSTILA IV
Cuidados com as Baterias
Em geral os aparelhos são dotados de baterias recarregáveis, que necessitam carga
após o uso. Como regra prática, o tempo de carga deverá ser o dobro do período de
trabalho do aparelho.
Calibração e Blocos Padrão
O termo calibração deve ser analisado no seu sentido mais amplo entendendo o
leitor como sendo o perfeito ajuste de todos os controles do aparelho de ultra-som,
para uma inspeção específica segundo um procedimento escrito e aprovado pelo
cliente / fabricante.
Os ajustes do ganho, energia, supressor de ruídos, normalmente são efetuados
baseado em procedimentos específicos, entretanto a calibração da escala pode ser
feita, previamente independente de outros fatores. Calibrar a escala, significa
mediante a utilização de blocos especiais denominados Blocos Padrões, onde todas
as dimensões e formas são conhecidas e calibradas, permitindo ajustar os controles
de velocidade e zeragem, concomitantemente até que os ecos de reflexão
permaneçam em posições definidas na tela do aparelho, correspondentes ao
caminho do som no bloco padrão.
Tais blocos são construídos segundo normas EN-12223 e EN-27963, de materiais
que permitem o exame ultra-sônico em aço carbono não ligado ou de baixa liga, com
velocidade sônica de 5920 + 30 m/s para ondas longitudinais e 3255 +15 m/s para
ondas transversais.

103. APOSTILA IV
13 ENSAIO RADIOGRÁFICO
Quando se deseja inspecionar peças com finalidade de investigar sobre defeitos
internos , a Radiografia e o Ultra-som são poderosos métodos que podem detectar
com alta sensibilidade descontinuidades com poucos milímetros de extensão.
Usados principalmente nas indústrias de petróleo e petroquímica, nuclear,
alimentícia, farmacêutica, geração de energia para inspeção principalmente de
soldas e fundidos, e ainda na indústria bélica para inspeção de explosivos,
armamento e mísseis, a radiografia e o ultra-som desempenham papel importante
na comprovação da qualidade da peça ou componente em conformidade com os
requisitos das normas , especificações e códigos de fabricação. Usados também na
qualificação de soldadores e operadores de soldagem, a radiografia e ultra-som
proporcionam registros importantes para a documentação da qualidade.
Em juntas soldadas, a radiografia e o ultra-som são dois métodos frequentemente
referenciados pelos Códigos de fabricação de peças ou estruturas de
responsabilidade para determinação da eficiência da base de cálculo pela
engenharia.
Outros ensaios não destrutivos também fazem parte das ferramentas da qualidade
onde podemos citar: Partículas Magnéticas, Termografia, Emissão acústica,
Correntes Parasitas, Líquido Penetrante.
Considerado como um processo especial pelos Sistemas da Qualidade,
NBR ISO-90011 e outros, os ensaios não destrutivos são aplicados segundo
requisitos de projeto do produto fabricado, e não de forma aleatória ao prazer da
conveniência de engenheiros e técnicos.
A radiologia industrial desempenha um papel importante e de certa forma
insuperável na documentação da qualidade do produto inspecionado, pois a imagem
projetada do filme radiográfico representa a "fotografia" interna da peça, o que
nenhum outro ensaio não destrutivo é capaz de mostrar na área industrial.
Sendo assim, o treinamento, qualificação e certificação dos profissionais envolvidos
com estes métodos é requisito importante do sistema da qualidade. Hoje no Brasil,
as qualificações e certificações de pessoal para ensaios não destrutivos são
efetuadas por organizações de classe como associações, ou por instituições ou
fundações governamentais. A mais importante é o Sistema Nacional de Qualificação
e Certificação - SNQ&C gerenciado pela Associação Brasileira de Ensaios Não
Destrutivos - ABENDE, com reconhecimento pelo INMETRO. As certificações de
pessoal são dirigidas a segmentos industriais, tais como: siderurgia, aeronáutica,
calderaria, petróleo e petroquímica e outros.
PRINCÍPIOS E FUNDAMENTOS
Descrição Genérica do Método e Aplicações
A radiografia é um método usado para inspeção não destrutiva que baseia-se na
absorção diferenciada da radiação penetrante pela peça que está sendo
inspecionada. Devido às diferenças na densidade e variações na espessura do
material, ou mesmo diferenças nas características de absorção causadas por
variações na composição do material, diferentes regiões de uma peça absorverão
quantidades diferentes da radiação penetrante. Essa absorção diferenciada da
radiação poderá ser detectada através de um filme, ou através de um tubo de
imagem ou mesmo medida por detectores eletrônicos de radiação.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 103

104. APOSTILA IV
Essa variação na quantidade de radiação absorvida, detectada através de um meio,
irá nos indicar, entre outras coisas, a existência de uma falha interna ou defeito no
material.
A radiografia industrial é então usada para detectar variação de uma região de um
determinado material que apresenta uma diferença em espessura ou densidade
comparada com uma região vizinha, em outras palavras, a radiografia é um método
capaz de detectar com boas sensibilidade defeitos volumétricos. Isto quer dizer que
a capacidade do processo de detectar defeitos com pequenas espessuras em
planos perpendiculares ao feixe, como trinca dependerá da técnica de ensaio
realizado. Defeitos volumétricos como vazios e inclusões que apresentam uma
espessura variável em todas direções, serão facilmente detectadas desde que não
sejam muito pequenos em relação à espessura da peça.
Técnica Geral de Ensaio Radiográfico na indústria
A NATUREZA DA RADIAÇÃO IONIZANTE
Com a descoberta dos Raios X pelo físico W. C. Roentgen em 1895, imediatamente
inciaram-se os estudos sobre as emissões de partículas, provenientes de corpos
radioativos, observando suas propriedades e interpretando os resultados.
Nesta época, destacaram-se dois cientistas, Pierre e Marie Curie, pela descoberta
do polônio e o radium e ainda deve-se a eles a denominação “Radioatividade”
(propriedade de emissão de radiações por diversas substâncias).
No começo do século XX, 1903, Rutherford, após profundos estudos formulou
hipóteses sobre as emissões radioativas, pois convém frisar, que naquela época
ainda não se conhecia o átomo e os núcleos atômicos e coube a este cientista a
formulação do primeiro modelo atômico criado e que até hoje permanecem suas
características.
O nome “Radiação Penetrante” se originou da propriedade de que certas formas de
energia radiante possui de atravessar materiais opacos à luz visível. Podemos
distinguir dois tipos de radiação penetrante usados em radiografia industrial: os
Raios X e os Raios Gama. Eles se distinguem da luz visível por possuírem um
comprimento de onda extremamente curto, o que lhes dá a capacidade de
atravessarem materiais que absorvem ou refletem a luz visível.

105. APOSTILA IV
Por serem de natureza semelhante à luz, os Raios X e os Raios Gama possuem
uma série de propriedades em comum com a luz entre as quais podemos citar:
possuem mesma velocidade de propagação (300.000 km/s), deslocam-se em linha
reta, não são afetadas por campos elétricos ou magnéticos, possuem a propriedade
de impressionar emulsões fotográficas.
Poderíamos citar outras propriedades comuns entre as radiações penetrantes e a
luz visível. Ocorre, no entanto, que vários fenômenos que observamos na luz, são
muitos difíceis de serem detectados. O fenômeno de refração, por exemplo, ocorre
nas radiações penetrantes, mas numa escala tão pequena que são necessários
instrumentos muito sensíveis para detectá-lo. Isso explica porque a radiação
penetrante não pode ser focalizada através de lentes, como acontece com a luz.
No âmbito dos ensaios não destrutivos devemos salientar seis propriedades da
radiação penetrante que são de particular importância:






Deslocam-se em linha reta;
Podem atravessar materiais opacos à luz, ao fazê-lo, são parcialmente
absorvidos por esses materiais;
Podem impressionar películas fotográficas, formando imagens;
Provocam o fenômeno da fluorescência;
Provocam efeitos genéticos;
Provocam ionizações nos gases.
RADIAÇÃO E RADIOATIVIDADE
Define-se “Radioatividade” como sendo a emissão espontânea de radiação por um
núcleo atômico, que se encontra num estado excitado de energia. Existem três tipos
diferentes de radiação, como segue:



Partículas Alfa ()
Partículas Beta ()
Raios Gama ()
As partículas “Alfa” são constituídas de dois nêutrons e dois prótons, caracterizando
um núcleo atômico de Hélio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem
pouca penetração e são facilmente absorvidas por poucos centímetros de ar.
As partículas “Beta” são constituídas por elétrons, que possuem velocidades
próximas da luz, com carga elétrica negativa. Possuem um poder de penetração
bastante superior às radiações Alfa, podendo ser absorvidas por alguns centímetros
de acrílico ou plásticos, na sua grande maioria.
As “partículas” “Gama” são de natureza ondulatória, ao contrário das demais que
tem características corpusculares. Devido a isto, adquire um alto poder de
penetração nos materiais.
E possível separar os três tipos de radiação descritos através da aplicação de um
campo elétrico ou magnético, numa amostra de material radioativo.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 105

106. APOSTILA IV
EQUIPAMENTOS E FONTES DE RADIAÇÃO
Os Raios-X
As radiações X, são emitidas das camadas eletrônicas dos átomos. Essas emissões
não ocorrem deforma desordenada, mas possuem “padrão” de emissão denominado
espectro de emissão.
Os Raios X, destinados ao uso industrial, são gerados numa ampola de vidro,
denominada tubo de Coolidge, que possui duas partes distintas: o ânodo e o cátodo.
O ânodo e o cátodo são submetidos a uma tensão elétrica da ordem de milhares de
Volts, sendo o pólo positivo ligado ao anodo e o negativo no cátodo. O ânodo é
constituído de uma pequena parte fabricada em tungstênio, também denominado de
alvo, e o cátodo de um pequeno filamento, tal qual uma lâmpada incandescente, por
onde passa uma corrente elétrica da ordem de miliamperes.
Esquema de tubos convencionais de Raios X Industrial. O tubo da esquerda é um tubo metálico e o
da direita de vidro.
Quando o tubo é ligado, a corrente elétrica do filamento, se aquece e passa a emitir
espontaneamente elétrons que são atraídos e acelerados em direção ao alvo. Nesta
interação, dos elétrons com os átomos de tungstênio, ocorre a desaceleração
repentina dos elétrons, transformando a energia cinética adquirida em Raios X.
Outros fenômenos de interação dos elétrons acelerados com as camadas
eletrônicas dos átomos de tungstênio, também são responsáveis pela emissão dos
Raios X.
Os Raios X, são gerados nas camadas eletrônicas dos átomos por variados
processos físicos. Caracteriza-se por apresentar um espectro contínuo de emissão
ao contrário das radiações gama. Em outras palavras, os Raios X emitidos pelo
aparelho apresentam uma variedade muito grande de comprimento de onda ou seja
que a energia varia de uma forma contínua.
EQUIPAMENTOS DE RAIOS X
Os Raios X são produzidos em ampolas especiais. Os tamanhos das ampolas ou
tubos são em função da tensão máxima de operação do aparelho.
Do ponto de vista da radiografia, uma atenção especial deve ser dada ao alvo,
contido no ânodo. Sua superfície é atingida pelo fluxo eletrônico, proveniente do
filamento, e denomina-se foco térmico. É importante que esta superfície seja
suficiente grande para evitar um superaquecimento local, que poderia deteriorar o
ânodo, e permitir uma rápida transmissão do calor.

107. APOSTILA IV
Define-se “carga focal” como sendo a carga em Watts por milímetro quadrado (por
exemplo: 200 W/mm ²) na área focal. Nas áreas focais de pequenas dimensões,
podem ser aplicadas uma carga relativamente mais elevada que as grandes; esta
diferença é devida a diferença no modo de transmissão do calor, a partir do centro.
Corte transversal do ânodo, na ampola de Raios X
Para obter-se imagens com nitidez máxima, as dimensões do foco óptico devem ser
as menores possíveis. As especificações de aparelhos geralmente mencionam as
dimensões do foco óptico.
O calor que acompanha a formação de Raios X é considerável, e portanto é
necessário especial atenção aos sistemas e métodos para refrigerar o ânodo. Esta
refrigeração pode ser feita de diversas maneiras:
a) Refrigeração por irradiação: Neste caso o bloco de tungstênio, que compõe o
alvo, se aquece e o calor se irradia pelo ânodo.
b) Refrigeração por convecção: O calor irradiado pelo ânodo, se transmite ao
prolongamento de cobre, o qual está imerso em óleo ou gás, que se refrigera por
convecção natural, ou por circulação.
c) Refrigeração por circulação forçada de água: A refrigeração descrita em (b), é
limitada, principalmente se o aparelho for operado continuamente, exposto ao sol.
Neste caso, a circulação de água por uma serpentina interna à unidade geradora, é
eficaz, permitindo o uso do aparelho por longos períodos de uso.
UNIDADE GERADORA, PAINEL DE COMANDO
Os equipamentos de Raios X industriais se dividem geralmente em dois
componentes: o painel de controle e o cabeçote, ou unidade geradora.
O painel de controle consiste em uma caixa onde estão alojados todos os controles,
indicadores, chaves e medidores, além de conter todo o equipamento do circuito
gerador de alta voltagem. E através do painel de controle que se fazem os ajustes
de voltagem e amperagem, além de comando de acionamento do aparelho.
No cabeçote está alojada a ampola e os dispositivos de refrigeração. A conexão
entre o painel de controle e o cabeçote se faz através de cabos especiais de alta
tensão.

108. APOSTILA IV
As principais características de um equipamento de Raios X são:
a - tensão e corrente elétrica máxima;
b - tamanho do ponto focal e tipo de feixe de radiação;
c - peso e tamanho;
Esses dados determinam a capacidade de operação do equipamento, pois estão
diretamente ligados ao que o equipamento pode ou não fazer. Isso se deve ao fato
dessas grandezas determinarem as características da radiação gerada no
equipamento. A voltagem se refere à diferença de potencial entre o ânodo e o
cátodo e é expressa em quilovolts (kV). A corrente elétrica do tubo e é expressa em
miliamperes (mA).
Outro dado importante se refere à forma geométrica do ânodo no tubo. Quando em
forma plana, e angulada, propicia um feixe de radiação direcional, e quando em
forma de cone, propicia um feixe de radiação panorâmico, isto é, irradiação a 360
graus, com abertura determinada.
Os equipamentos considerados portáteis, com voltagens até 400 kV, possuem peso
em torno de 40 a 80 kg, dependendo do modelo. Os modelos de tubos refrigerados
a gás são mais leves ao contrário dos refrigerados a óleo.
O conceito de intensidade de radiação se refere à “quantidade” de Raios X
produzidos, ou, de uma forma mais correta ao número de “fótons” produzidos.
Quando aumentamos a corrente do filamento fazemos com que ele se aqueça mais,
liberando um número maior de elétrons. Isso fará com que ocorra um aumento na
intensidade da radiação gerada, sem implicar em aumento na qualidade dessa
mesma radiação. Em outras palavras, nós conseguimos aumentar a intensidade
sem aumentar a energia do feixe de radiação.
De uma forma prática podemos dizer que a qualidade da radiação (energia) se
relaciona com a capacidade de penetração nos materiais, enquanto que a
intensidade está intimamente ligada com o tempo de exposição.

109. APOSTILA IV
ACESSÓRIOS DO APARELHO DE RAIOS X
Cabos de energia:
O aparelho de Raios X composto pela mesa de comando e unidade geradora, são
ligadas entre si através do cabo de energia. A distância entre a unidade geradora e a
mesa de comando deve ser tal que o operador esteja protegido no momento da
operação dos controles, segundo as normas básicas de segurança. Para tanto os
fabricantes de aparelhos de Raios X fornecem cabos de ligação com comprimento
de 20 a 30 metros dependendo da potência máxima do tubo gerador.
Blindagem de Proteção:
O início da operação do aparelho deve ser feita com aquecimento lento do tubo de
Raios X, conforme as recomendações do fabricante. Neste processo o operador
deve utilizar as cintas ou blindagens especiais que são colocadas na região de saída
da radiação, sobre a carcaça da unidade geradora. Este acessório fornecido pelo
fabricante permite maior segurança durante o procedimento de aquecimento do
aparelho.
A foto acima representa uma unidade de comando de um aparelho de Raios X
industrial moderno. O painel, digital, resume uma série de informações técnicas
sobre a exposição, tais como distância fonte-filme, kilovoltagem, miliamperagem,
tempo de exposição. As informações no display poderá ser memorizada e
recuperada quando necessário. Foto extraída do catálogo da Seifert
OS RAIOS GAMA
Com o desenvolvimento dos reatores nucleares, foi possível a produção artificial de
isótopos radioativos através de reações nucleares de ativação.
O fenômeno de ativação, ocorre quando elementos naturais são colocados junto ao
núcleo de um reator e, portanto, irradiados por nêutrons térmicos, que atingem o
núcleo do átomo, penetrando nele. Isto cria uma quebra de equilíbrio energético no
núcleo, e ao mesmo tempo muda sua massa atômica, caracterizando assim o
isótopo. O estabelecimento do equilíbrio energético do núcleo do átomo, é feito pela
liberação de energia na forma de Raios gama.

110. APOSTILA IV
Um átomo que submetido ao processo de ativação, e portanto seu núcleo se
encontra num estado excitado de energia passa a emitir radiação. É fácil ver,
portanto, que o número de átomos capazes de emitir radiação, diminui gradualmente
com o decorrer do tempo. A esse fenômeno chamamos de Decaimento Radioativo.
EQUIPAMENTOS DE RAIOS GAMA
As fontes usadas em gamagrafia (radiografia com raios gama) requerem cuidados
especiais de segurança, pois, uma vez ativadas, emitem radiação, constantemente.
Deste modo, é necessário um equipamento que forneça uma blindagem, contra as
radiações emitidas da fonte quando a mesma não está sendo usada. De mesma
forma é necessário dotar essa blindagem de um sistema que permita retirar a fonte
de seu interior, para que a radiografia seja feita. Esse equipamento denomina-se
Irradiador.
Os irradiadores compõe-se, basicamente, de três componentes fundamentais: Uma
blindagem, uma fonte radioativa e um dispositivo para expor a fonte.
As blindagens podem ser construídas com diversos tipos de materiais. Geralmente
são construídos com a blindagem, feita com um elemento (chumbo ou urânio
exaurido), sendo contida dentro de um recipiente externo de aço, que tem a
finalidade de proteger a blindagem contra choques mecânicos.
Uma característica importante dos irradiadores, que diz respeito à blindagem, é a
sua capacidade. Como sabemos, as fontes de radiação podem ser fornecidas com
diversas atividades e cada elemento radioativo possui uma energia de radiação
própria. Assim cada blindagem é dimensionada para conter um elemento radioativo
específico, com uma certa atividade máxima determinada.
Portanto, é sempre desaconselhável usar um irradiador projetado para um
determinado radioisótopo, com fontes radioativas de elementos diferentes e com
outras atividades.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E TIPO DE FONTES GAMA
As fontes radioativas para uso industrial, são encapsuladas em material austenítico,
de maneira tal que não há dispersão ou fuga do material radioativo para o exterior.
Um dispositivo de contenção, transporte e fixação por meio do qual a cápsula que
contém a fonte selada, está solidamente fixada em uma ponta de uma cabo de aço
flexível, e na outra ponta um engate, que permite o uso e manipulação da fonte, é
denominado de “porta fonte”.
Devido a uma grande variedade de fabricantes e fornecedores existem diversos
tipos de engates de portas-fonte.
Características das fontes seladas radioativas industriais comparadas com uma caneta BIC.

111. APOSTILA IV
Embora apenas poucas fontes radiativas seladas sejam atualmente utilizadas pela
indústria moderna, daremos a seguir as principais que podem ser utilizadas assim
como as suas características físico-químicas.
(a) Cobalto - 60 ( 60Co , Z=27)
O Cobalto-60 é obtido através do bombardeamento por nêutrons do isótopo estável
Co-59.
Suas principais características são:
Meia - Vida = 5,24 anos
Energia da Radiação = 1,17 e 1,33 MeV
Faixa de utilização mais efetiva = 60 a 150 mm de aço
Fator Gama = 9,06 C/kg.h / GBq a 1 m ou 1,35 R/h .Ci a 1m ou 0,351 mSv/h.
GBq a 1m
Esses limites dependem das especificações técnicas da peça a ser examinada e das
condições da inspeção.
(b) Irídio - 192 ( 192Ir , Z=77)
O Iridio-192 é obtido a partir do bombardeamento com nêutrons do isótopo estável
Ir-191.
Suas principais características são:
Meia - Vida = 74,4 dias
Energia da Radiação = 0,137 a 0,65 MeV
Faixa de utilização mais efetiva = 10 a 80 mm de aço
Fator Gama = 3,48 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,50 R/h.Ci a 1m ou 0,13 mSv/h.
GBq a 1m.
(c) Túlio -170 ( 170Tu , Z=69)
O Túlio-170 é obtido com o bombardeamento por nêutrons do isótopo estável,
Túlio-169.
Como esse material é extremamente difícil de produzir, o material é geralmente
manuseado sob a forma de óxido. Suas principais características são:
Energia de Radiação: 0, 084 e 0,54 MeV. (O espectro do Túlio possui também
radiação de Bremsstrahlung, que é a radiação liberada pelo freiamento dos elétrons
em forma de partículas beta).
Meia - Vida = 127 dias
Faixa de utilização mais efetiva = 1 a 10 mm de aço
Fator Gama (   ) = 0,017  C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,0025 R/h.Ci a 1m ou 0,0007
mSv/h .GBq a 1m.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 111

112. APOSTILA IV
(d) Césio - 137 ( 137Cs , Z=55)
O Césio-137 é um dos produtos da fissão do Urânio-235. Este é extraído através de
processos químicos que o separam do Urânio combustível e dos outros produtos de
fissão.
Suas principais características são:
Meia - Vida = 33 anos
Energia de Radiação = 0,66 MeV
Faixa de utilização mais efetiva = 20 a 80 mm de aço
Fator Gama = 2,30 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,33 R/h.Ci a 1m ou 0,081 mSv/h .
GBq a 1m
É uma fonte de radiação quase sem utilidade no momento, em razão das
dificuldades de obtenção e da má qualidade do filme radiográfico
(e) Selênio - 75 ( 75Se )
Suas principais características são:
Meia-vida = 119,78 dias
Energia das Radiações = de 0,006 a 0,405 MeV
Faixa de utilização mais efetiva = 4 a 30 mm de aço
Fator Gama (
) = 1,39 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,28 R/h.Ci a 1m
É um radioisótopo de uso recente na indústria, proporcionando uma qualidade muito
boa de imagem, assemelhando-se à qualidade dos Raios-X
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS IRRADIADORES GAMA
Os irradiadores gama são equipamentos dotados de partes mecânicas que
permitem expor com segurança a fonte radioativa. A principal parte do irradiador é a
blindagem interna, que permite proteção ao operador a níveis aceitáveis para o
trabalho, porém com risco de exposição radiológica se armazenado em locais não
adequados ou protegidos.
O que mais diferencia um tipo de irradiador de outro são os dispositivos usados para
se expor a fonte. Esses dispositivos podem ser mecânicos, com acionamento
manual ou elétrico, ou pneumático. A única característica que apresentam em
comum é o fato de permitirem ao operador trabalhar sempre a uma distância segura
da fonte, sem se expor ao feixe direto de radiação.

113. APOSTILA IV
Os irradiadores gama são construídos através de rígidos controles e testes
estabelecidos por normas internacionais, pois o mesmo deve suportar choques
mecânicos, incêndio e inundação sem que a sua estrutura e blindagem sofram
rupturas capazes de deixar vazar radiação em qualquer ponto mais do que os
máximos exigidos.
Aparelho para gamagrafia industrial, projetado para operação com capacidade máxima de 100 Ci de
Ir-192. O transito interno da fonte no interior da blindagem é feita no canal em forma de "S "
Esquema do Equipamento para Gamagrafia Industrial
Aparelho para Gamagrafia usando fonte radioativa de Cobalto-60 com atividade máxima de 30 Curies
pesando 122 kg, projetado com tipo de canal reto. Foto extraída do catálogo da Sauerwein

114. APOSTILA IV
Aparelho de gamagrafia industrial projetado para operação com capacidade máxima de 130 Ci de
Ir 192. O canal interno de trânsito da fonte é do tipo de canal reto. Peso 30 kg
REGISTRO RADIOGRÁFICO
Filmes Radiográficos
Os filmes radiográficos são compostos de uma emulsão e uma base. A emulsão
consiste em uma camada muito fina (espessura de 0,025 mm) de gelatina, que
contém, dispersos em seu interior, um grande número de minúsculos cristais de
brometo de prata. A emulsão é colocada sobre um suporte, denominado base, que é
feito geralmente de um derivado de celulose, transparente e de cor levemente
azulada.
Uma característica dos filmes radiográficos é que, ao contrário dos filmes
fotográficos, eles possuem a emulsão em ambos os lados da base.
Os cristais de brometo de prata, presentes na emulsão, possuem a propriedade de,
quando atingidos pela radiação ou luz, tornarem-se susceptíveis de reagir com
produto químico denominado revelador. O revelador atua sobre esses cristais
provocando uma reação de redução que resulta em prata metálica negra.
Os locais do filme, atingidos por uma quantidade maior de radiação apresentarão,
após a ação do revelador, um número maior de grãos negros que regiões atingidas
por radiação de menor intensidade, dessa forma, quando vistos sob a ação de uma
fonte de luz, os filmes apresentarão áreas mais escuras e mais claras que irão
compor a imagem do objeto radiografado.
Estrutura de um filme radiográfico

115. APOSTILA IV
Granulação
A imagem nos filmes radiográficos é formada por uma série de partículas muito
pequenas de sais de prata, os quais não visíveis a olho nu. Entretanto, essas
partículas se unem em massas relativamente grandes que podem ser vistas pelo
olho humano ou com auxílio de pequeno aumento. Esse agrupamento das partículas
de sais de prata da emulsão cria uma impressão chamada de “Granulação”.
Todos os filmes apresentam o fenômeno de granulação. Por possuírem grãos
maiores, os filmes mais rápidos apresentam uma granulação mais acentuadas que
os filmes lentos. A granulação, além de ser característica de cada filme, também
sofre uma influência da qualidade da radiação que atinge o filme. Portanto, podemos
afirmar que a granulação de um filme aumenta quando aumenta a qualidade da
radiação. Por essa razão os filmes com grãos mais finos são recomendados quando
se empregam fontes de alta energia (Raios X da ordem de milhões de volts).
Quando usados com exposição longa, esses filmes também podem ser empregados
com raios gama.
A granulação é também afetada pelo tempo de revelação do filme. Se aumentarmos,
por exemplo, o tempo de revelação, haverá um aumento simultâneo na granulação
do filme.
Esse efeito é comum quando se pretende aumentar a densidade, ou a velocidade,
de um filme por intermédio de um aumento no tempo de revelação. E claro que o
uso de tempos de revelação pequenos resultarão em baixa granulação porém
corremos o risco de obter um filme sub-revelado. É importante salientar que a
granulação aumenta de acordo com o aumento de grau de revelação. Dessa forma,
aumentamos no tempo de revelação que visam a compensar atividade do revelador
ou a temperatura do banho, terão uma influência muito pequena na granulação do
filme.
Densidade Óptica
A imagem formada no filme radiográfico possui áreas claras e escuras evidenciando
um certo grau de enegrecimento que denominamos de Densidade.
Matematicamente expressamos a densidade como sendo logaritmo da razão entre a
intensidade de luz visível que incide no filme e a intensidade que é transmitida e
visualmente observada.
Na radiografia industrial, a medição da densidade radiográfica na área de interesse
da imagem deve ser realizada com uso de um densitômetro eletrônico. Este
aparelho é um instrumento de medição, e portanto deve estar calibrado segundo
uma norma ou por um laboratório de calibração.

116. APOSTILA IV
Algumas normas estabelecem que uma verificação do aparelho deva ser feita antes
das medições. Tal procedimento consiste em verificar as leituras do aparelho
comparadas com uma fita densitométrica padrão calibrada com certificado rastreável
a um organismo nacional ou internacional reconhecido.
A densidade radiográfica aceitável na área de interesse é de 1,8 até 4,0 para
aparelhos de Raios X e 2,0 até 4,0 para aparelhos de raios gama. A norma da
Petrobras N-1595 restringe esses valores a uma densidade máxima de 3,5.
Classificação dos Filmes Industriais
A grande variedade de condições e a heterogeneidade de materiais encontrados na
radiografia industrial, levaram os fabricantes a produzir várias espécies de filmes.
Uma classificação dos filmes foi estabelecida pelo ASTM* E-1815-96 , que identifica
os tipos de filmes pela velocidade de exposição e sensibilidade. A velocidade de
exposição é função logarítmica da dose de radiação necessária para que o filme
atinja densidade óptica de 2,0. A seguir descrevemos de forma simplificada os tipos
de filmes.
Tipos dos Filmes :

Tipo 1 - Características: granulação ultra fina alto contraste e qualidade. Deve
ser usado em ensaios de metais leves ou pesados, ou seções espessas, com
radiação de alta energia.

Tipo 2 - Características: Filme com granulação muito fina e com alta
velocidade e alto contraste quando utilizado em conjunto com telas
intensificadoras de chumbo.

117. APOSTILA IV

Tipo 3 - Características: Filme de granulação fina, com alto contraste e
velocidade. É o filme mais utilizado na indústria em razão do atendimento em
qualidade e maior produtividade

Tipo 4 - Características: Filme de granulação média, pouco utilizado na
indústria.
Qualidade da Imagem Radiográfica
A qualidade da imagem radiográfica está associada a alguns parâmetros
importantes ligados a características do filme radiográfico e da fonte de radiação
utilizada, e é um fator para aceitação ou rejeição da radiografia.
Contraste
Para que se forme uma imagem no filme é necessário que ocorram variações na
densidade ao longo do mesmo. Em outras palavra, uma imagem é formada a partir
de áreas claras e escuras. A diferença de densidades entre duas regiões adjacentes
no filme é denominada de Contraste. Por exemplo se medirmos a densidade de
duas áreas adjacentes no filme e encontrarmos os valores D1 = 2,2 e D2 = 1,8 , o
contraste será dado pela diferença entre D2 e D1, e portanto de 0,4.
O contraste pode também ser entendido como sendo a capacidade do filme detectar
intensidades e energias diferentes de radiação. Imagens com alto contraste
permitem em geral melhor qualidade e segurança na interpretação da radiografia.
Gradiente
Para avaliar o efeito da forma da curva característica do filme radiográfico, podemos
empregar outra grandeza denominada “Gradiente”. O gradiente de um filme é
numericamente igual à tangente em um certo ponto de sua curva. Quando regiões
da curva apresenta um gradiente maior que 1,0 , o contraste é amplificado, da
mesma forma, nas regiões em que o gradiente é menor que 1,0 o contraste
transmitido pela peça é diminuído.
Definição
Observando com detalhe a imagem formada no filme radiográfico, veremos que a
mudança de densidades de uma área a outra não se faz de maneira brusca. Por
exemplo, a imagem de um objeto apresenta um pequeno halo que acompanha as
bordas da mesma, com uma densidade intermediária entre a densidade da imagem
e a de fundo. Quanto mais estreita for esta faixa de transição a definição será
melhor.
PROCESSAMENTO DO FILME RADIOGRÁFICO
Preparação Inicial
A preparação do filme e dos banhos para o processamento radiográfico deve seguir
algumas considerações gerais, necessárias ao bom desempenho desta tarefa.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 117

118. APOSTILA IV
Limpeza: no manuseio do filme, a limpeza é essencial. A câmara escura, bem como
os acessórios e equipamentos, devem ser mantidos rigorosamente limpos, e usados
somente para o propósito aos quais eles se destinam.
Qualquer líquido de fácil volatilização deve estar acondicionado em recipientes
fechados, para não contaminar o ambiente. O termômetro e outros acessórios que
manuseados devem ser lavados em água limpa imediatamente após o uso, para
evitar a contaminação das soluções.
Os tanques devem estar limpos e preenchidos com soluções frescas.
Preparação dos banhos: a preparação dos banhos devem seguir a recomendação
dos fabricantes, e preparados dentro dos tanques que devem ser de aço inoxidável
ou da matéria sintética, sendo preferível o primeiro material. É importante
providenciar agitação dos banhos, utilizando pás de borracha dura ou aço inoxidável
ou ainda de material que não absorva e nem reaja com as soluções do
processamento. As pás devem ser separadas, uma para cada banho, para evitar a
contaminação das soluções.
Manuseio: após a exposição do filme, o mesmo ainda se encontra dentro do porta
filmes plástico, e portanto deverá ser retirado na câmara escura, somente com a luz
de segurança acionada. Nesta etapa os filmes deverão ser fixados nas presilhas das
colgaduras de aço inoxidável para não pressionar o filme com o dedo, que poderá
manchá-lo permanentemente.
Controle da temperatura e do tempo: os banhos de processamento e a revelação
devem ser controlados, quanto a temperatura. Normalmente devem estar de acordo
com a recomendação do fabricante.
CONTROLE DA SENSIBILIDADE RADIOGRÁFICA
Indicadores da Qualidade da Imagem - IQI's
Para que possamos julgar a qualidade da imagem de uma certa radiografia são
empregadas pequenas peças chamadas Indicadores de Qualidade de Imagem (IQI),
e que são colocadas sobre o objeto radiografado (ver pág. 65). Os IQI's são também
chamados como “Penetrametros”. O tipo ou norma de fabricação do IQI deve ser
aquela que o projeto de construção do equipamento a ser radiografado requerer ou
mesmo especificações contratuais.
O IQI é uma pequena peça construída com um material radiograficamente similar ao
material da peça ensaiada, com uma forma geometricamente simples e que contem
algumas variações de forma bem definidas tais como furos ou entalhes. IQI ASME e
ASTM tipo Furos Os IQI’s americanos mais comuns consistem em uma fina placa de
metal contendo três furos com diâmetros calibrados. Os IQI's adotados pela Normas
ASME, Sec V SE-1025 ou ASTM E-1025, possuem três furos cujos diâmetros são
4T, 2T, e 1T, onde “T” corresponde à espessura do IQI. Nesses IQI's, a sensibilidade
radiográfica é igual a 2 % da espessura da peça a ser radiografada .
Para avaliar a técnica radiográfica empregada, faz-se a leitura do menor furo, que é
visto na radiografia. As classes de inspeção mais rigorosas são aquelas que
requerem a visualização do menor furo do IQI. Dessa forma, é possível se
determinar o nível de inspeção, ou seja, o nível mínimo de qualidade especificado
para o ensaio.
O nível de inspeção é indicado por dois números em que o primeiro representa a
espessura percentual do IQI e o segundo o diâmetro do furo que deverá ser visível
na radiografia.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 118

119. APOSTILA IV
Os níveis comuns de qualidade são os seguintes





Nível 2 - 2T - o furo 2T de um IQI de 2 % da espessura do objeto deve ser
visível.
Nível 2 - 4T - o furo de 4T de um IQI de 2 % da espessura do objeto deve ser
visível.
Nível 1- 1T - o furo 1T de um IQI de 1 % da espessura do objeto deve ser
visível (sensibilidade 1 %).
Nível 1- 2T - o furo 2T de um IQI de 1 % da espessura do objeto deve ser
visível (sensibilidade 1 %).
Nível 4- 2T - o furo 2T de um IQI de 4 % da espessura do objeto deve ser
visível (sensibilidade 4 %).
IQI ASME OU ASTM TIPO FUROS
Esses IQI's devem ser colocados sobre a peça ensaiada, com a face voltada para a
fonte e de modo que o plano do mesmo seja normal ao feixe de radiação.
Quando a inspeção for feita em soldas, o IQI será colocado no metal de base,
paralelo à solda e a uma distância de 3 mm no mínimo.
No caso de inspeção de solda, é importante lembrar que a seleção do IQI inclui o
reforço, de ambos os lados da chapa. Portanto, para igualar a espessura sob o IQI à
espessura da solda, deverão ser colocados calços sob o IQI feitos de material
radiograficamente similar ao material inspecionado. Para efeito da determinação da
área de interesse não devem ser considerados os anéis ou tiras de cobre-junta caso
existam.
IQI ASTM DE FIOS
A norma ASTM E-747 descreve um tipo de IQI denominado tipo fios, que trata de um
conjunto de 5 fios de material similar ao do material a ser radiografado com
diâmetros diferentes , desde o mais fino até o mais grosso, selados em um
envelope plástico transparente, contendo identificações e informações sobre o IQI.
O IQI deve ser colocado sobre a área de interesse ,no caso de soldas os fios devem
estar aproximadamente perpendiculares ao cordão de solda. A seleção do IQI deve
ser feita com base na espessura a ser radiografada , verificando qual o fio essencial
que deverá ser visualizado na radiografia.

120. APOSTILA IV
Alguns tipos mais usados de IQI's ASME ou ASTM tipo fios, para aço carbono. Os
números indicam os diâmetros dos fios em polegadas, as letras "A", "B" e "C"
identificam o conjunto de fios ou o próprio IQI.
Os IQI´s tipo fios ASTM devem ser adquiridos com certificados de calibração dos
diâmetros dos fios, assegurando que suas dimensões estão de acordo com a norma
de fabricação bem como as tolerâncias indicadas. Abaixo o leitor poderá observar
um exemplo de tal certificado de um fabricante. Para cada IQI existe um número de
identificação que é rastreável ao certificado. Como os fios são encapsulados e
protegidos em plástico, não existe necessidade de indicar a validade do certificado,
desde que o invólucro esteja lacrado e selado.
IQI TIPO FIOS CONFORME NORMA EN-462-1
O IQI fabricado conforme a norma EN-462 Part. 1, é constituído por 7 arames,
dispostos paralelamente, cujo material é radiograficamente similar ao material
ensaiado.
A relação entre o diâmetro do arame e seu número respectivo é descrito na norma
indicada. Os arames foram divididos em quatro grupos, a saber: W1 a W7, W6 a
W12 e W10 a W16 e W13 a W19. A letra "W" do inglês "wire", significa tipo fios.
Quanto maior o número, menor seu diâmetro. Cada IQI se caracteriza pelas
identificações.
O IQI, sempre que possível, deve ser colocado sobre a solda de forma que os
arames estejam perpediculares à linha da solda, e de forma que sua imagem
apareça na zona central da radiografia.
O número da qualidade de imagem é o número do arame mais fino visível na
radiografia. O número de qualidade de imagem requerido, é definido para cada faixa
de espessura de material. A classe de qualidade de imagem A ou B é função do
rigor com que a inspeção deve ser feita e deve ser especificado pelo fabricante ,
código ou projeto do equipamento.

121. APOSTILA IV
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA IMAGEM
Identificação do Filme
Na identificação do filme deve conter informações importantes tais como: data do
ensaio, identificação dos soldadores, no caso de juntas soldadas, identificação da
peça e local examinado, número da radiografia, identificação do operador e da firma
executante.
Todas essas informações devem aparecer claramente no filme radiográfico, para
permitir a rastreabilidade do ensaio. Tais informações poderão ser feitas a partir de
letras e números de chumbo dispostos sobre o porta-filmes exposto juntamente com
o filme registrando-o de modo permanente. Poderá também ser utilizado o sistema
de telas fluorescentes que consiste em escrever no papel vegetal ou similar toda a
identificação do filme e o mesmo colocado junto a tela fluorescente. Este conjunto é
montado previamente junto ao filme radiográfico entre a tela traseira, na câmara
escura, e posteriormente exposto, registrando de modo permanente no filme, toda a
identificação.
Verificação da Densidade Radiográfica
A densidade óptica deve ser medida a partir de aparelhos eletrônicos (densitômetro),
ou fitas densitométricas calibradas, especialmente feitas para esta tarefa. A
densidade deve ser sempre medida sobre área de interesse, por exemplo, sobre a
imagem do cordão de solda, no caso de juntas soldadas, e o valor numérico é
normalmente recomendado uma faixa de 1,8 até 4,0 para radiografias feitas com
Raios X e de 2,0 a 4,0 para Raios Gama, sendo que a faixa mais usual é de 2,0 a
3,5. Procedimentos para calibração do densitômetro e da fita densitométrica são
recomendados pelo ASME Sec. V , Art.2 , conforme descrito anteriormente.
Defeitos de Processamento do Filme
O trabalho em câmara escura após a exposição do filme corresponde a parte mais
importante do processo radiográfico, pois caso ocorram falhas técnicas durante o
processamento do filme, todo o serviço de preparação de exposição do filme será
perdido.
Tais falhas ocorrem na maioria dos casos por manuseio inadequado do filme nesta
fase e podem resultar em:
Manchas
Geralmente aparecem em forma arredondada que no caso esteja sobre a área de
interesse poderá mascarar descontinuidades inaceitáveis. Tais manchas decorrem
de pequenas gotas de água que é visível no filme somente contra a luz.
Riscos
Geralmente ocorrem por ação mecânica sobre a película superficial do filme,
decorrente da sua manipulação durante a preparação e processamento. Tais riscos,
visíveis sobre filme contra a luz, confundem-se com trincas, sendo assim
inaceitáveis, devendo o filme ser repetido.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 121

122. APOSTILA IV
Dobras
Assim como os riscos as dobras aparecem no filme como imagens escuras e bem
pronunciadas, também decorrentes do manuseio do filme antes e durante a
exposição. Por exemplo podem ocorrer com freqüência em peças curvas, com raios
pequenos, em que o operador para manter o porta-filme junto a peça deve forçá-lo a
acompanhar a superfície, resultando numa dobra no filme que será observada após
seu processamento.
Análise do IQI
O indicador de qualidade da imagem ou IQI, deve aparecer na radiografia de
maneira clara que permita verificar as seguintes informações: se o número do IQI
está de acordo com a faixas de espessura radiografada, se o tipo de IQI está de
acordo com a norma de inspeção, se o furo ou arame essencial são visíveis sobre a
área de interesse, se o posicionamento foi corretamente feito, e finalmente em se
tratando do IQI ASME ou ASTM, se a densidade no corpo do IQI está dentro da
tolerância em relação a área de interesse.
Preparação da exposição radiográfica, fixação do IQI tipo fios sobre a solda a ser inspecionada
TÉCNICAS DE EXPOSIÇÃO RADIOGRÁFICA
As disposições e arranjos geométricos entre a fonte de radiação, a peça, e o filme,
devem seguir algumas técnicas especiais tais que permitam uma imagem
radiográfica de fácil interpretação e localização das descontinuidades rejeitadas.
Algumas destas técnicas que apresentamos a seguir são largamente utilizadas e
recomendadas por normas e especificações nacionais e internacionais.

123. APOSTILA IV
Técnica de Parede Simples (PSVS)
Essa técnica é assim chamada pois no arranjo entre a fonte de radiação, peça e
filme, somente a seção da peça que está próxima ao filme será inspecionada e a
projeção será em apenas uma espessura do material. É a principal técnica utilizada
na inspeção radiográfica, e a mais fácil de ser interpretada.
Técnica de exposição parede simples - vista simples
Exposição Panorâmica
Esta técnica constitui um caso particular da técnica de parede simples vista simples
descrita acima , mas que proporciona alta produtividade em rapidez num exame de
juntas soldadas circulares com acesso interno.
Na técnica panorâmica a fonte de radiação deve ser centralizada no ponto
geométrico eqüidistante das peças e dos filmes, ou no caso de juntas soldadas
circulares a fonte deve ser posicionada no centro da circunferência. Com isso numa
única exposição da fonte, todos os filmes dispostos a 360 graus serão igualmente
irradiados, possibilitando assim o exame completo das peças ou das juntas.
Técnica Radiográfica Panorâmica numa solda entre cilindro fundo de um vaso de
pressão. Observe as marcações das posições dos filmes radiográficos ao redor da
solda na foto do lado esquerdo e a posição da fonte no interior do vaso na foto do
lado direito.

124. APOSTILA IV
TÉCNICA DE PAREDE DUPLA
Técnica de Parede Dupla Vista Simples (PDVS)
Nesta técnica de parede dupla vista simples , o feixe de radiação, proveniente da
fonte,atravessa duas espessuras da peça, entretanto projeta no filme somente a
seção da peça que está mais próxima ao mesmo .
Freqüentemente esta técnica é utilizada em inspeções de juntas soldadas, as quais
não possuem acesso interno, por exemplo tubulações com diâmetros maiores que
3.½ polegadas, vasos fechados, e outros.
É importante lembrar que esta técnica requer que a radiação atravesse duas
espessuras da peça e portanto o tempo de exposição será maior que a inspeção
pela técnica de parede simples. Assim, esta opção deverá ser selecionada quando
outra técnica não for possível ou permitida.
Técnica de exposição parede dupla e vista simples (A) e parede dupla e vista dupla (B)
Técnica de Parede Dupla Vista Dupla (PDVD)
Neste caso o feixe de radiação proveniente da fonte, também atravessa duas
espessuras, entretanto projetará no filme a imagem de duas seções da peça, e
serão objetos de interesse. Nesta técnica o cálculo do tempo de exposição deve ser
levado em conta as duas espessuras das paredes que serão atravessadas pela
radiação.
A técnica de parede dupla e vista dupla (PDVD) é freqüentemente usada para
inspeção de juntas soldadas em tubulações com diâmetros menores que 3. ½
polegadas.

125. APOSTILA IV
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Aparência das Descontinuidades
As descontinuidades são quaisquer variações na homogeneidade de uma peça ou
material, tanto em sua estrutura como em sua forma.
Através da análise da influência que a descontinuidade terá sobre a utilização do
material, ou do equipamento, é que poderemos definir critérios de aceitabilidade.
As descontinuidades podem ser atribuídas a diferentes causas. Elas podem ocorrer
durante o próprio processo de fabricação do material (por exemplo: durante a
fundição), durante o processamento (por exemplo: durante a laminação, forjamento,
usinagem, etc.), ou durante o uso de equipamento, em serviço (por exemplo:
durante a aplicação de esforços mecânicos ou corrosão). As descontinuidades
típicas mais comuns são:
Rupturas
São descontinuidades típicas de processamento ocorrem tanto em materiais
ferrosos como em materiais não ferrosos. Elas consistem em cavidades, pequenas e
irregulares, superficiais, geralmente paralelas com os grãos. As rupturas ocorrem
durante operação de forjamento, extrusão ou laminação, devido a temperaturas
muito baixas, material excessivamente trabalhado ou por movimentação do material
durante o processo.
O ensaio radiográfico não é normalmente usado para a detecção deste tipo de
descontinuidade. Fatores tais como a direção da ruptura, suas dimensões e a
espessura do material diminuem a eficiência da radiografia.
Trincas de Filete
São descontinuidades que ocorrem com o uso do equipamento, são trincas
superficiais, que se localizam na junção dos filetes, e que se propagam para o
inferior da peça.
As trincas em filetes ocorrem quando houver uma brusca mudança de diâmetros, tal
como a que ocorre na união da cabeça de um parafuso com a haste, onde existe um
grande acúmulo de tensões. Esses defeitos não são normalmente detectadas pelo
ensaio radiográfico. As descontinuidades superfícies desse tipo são de difícil
avaliação na radiografia devido á pequena dimensão da trinca em relação a
espessura do material.
Trincas de Esmerilhamento
São descontinuidades que ocorrem durante o processamento das peças, tanto em
materiais ferrosos quanto não ferrosos. São descontinuidades de pouca
profundidade e muito finas, semelhantes a trincas ocasionadas por tratamento
térmico. Geralmente, mas não sempre, ocorrem em grupos, e geralmente em
ângulos retos com a direção de usinagem.
Esse tipo de trinca são encontradas em materiais que sofreram tratamento térmico,
endurecimento superficial e de materiais cerâmicos que sofrem usinagem. São
trincas térmicas causadas por superaquecimento localizado, na superfície usinada.
Esse superaquecimento é causado por falha de refrigeração, velocidade muito alta
ou alta velocidade de corte.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 125

126. APOSTILA IV
Trincas de Tratamento Térmico
São falhas de processamento que ocorrem em materiais ferrosos e não ferrosos,
fundidos e forjados. São falhas superficiais, geralmente de grande profundidade e
em forma de forquilha. Originam-se em áreas onde ocorrem bruscas mudanças de
espessura, ou áreas onde outras descontinuidades estejam expostas á superfície do
material. São causados por tensões podem exceder a tensão de ruptura do material
causando as trincas.
Os ensaios mais recomendados para a detecção desse tipo de falhas são líquidos
penetrantes e partículas magnéticas. A radiografia não é normalmente usada para
detectar defeitos superficiais.
Escamas de Hidrogênio
Ocorrem durante o processamento característico dos materiais ferrosos. Consistem
em descontinuidades pequenas e finas, geralmente aos grãos. Aparecendo como
fissuras, em uma superfície fraturada, são representadas por áreas com um brilho
prateado. As escamas são fissuras internas atribuídas a tensões produzidas por
uma transformação localizada por um decréscimo na solubilidade do hidrogênio
durante o resfriamento após o trabalho a quente.
São geralmente encontradas apenas em aços forjados de alta liga. Também são
difíceis de serem detectadas por Radiografia.
DESCONTINUIDADES INTERNAS EM JUNTAS SOLDADAS
Inclusão Gasosas (Poros)
Durante a fusão da solda, pode haver o aprisionamento da mesma, devido a várias
razões como o tipo de eletrodo utilizado, má regulagem do arco, deficiência na
técnica do operador, umidade etc. Estas inclusões gasosas podem ter a forma
esférica ou cilíndrica.
Sua aparência radiográfica é sob a forma de pontos escuros com o contorno nítido.
Algumas destas inclusões gasosas assumem uma forma alongada, cilíndrica e sua
imagem radiográfica vai depender de uma orientação em relação ao feixe de
radiação incidente.
Outra forma típica de inclusão é aquela que tem a aparência de um galho
ramificado, chamada, também, de porosidade Vermiforme.
Solda contendo porosidade (Fotos extraídas do livro "Nondestructive Testing Handbook - ASNT)

127. APOSTILA IV
Inclusão de Escória
São devidas ao aprisionamento de escória ou materiais estranhos durante o
processo de soldagem. Elas apresentam-se com mais frequência em soldas de
passes múltiplos, principalmente quando a limpeza não é bem efetuada entre um
passe o outro.
Aparência radiográfica de soldas contendo inclusões de escória.
Inclusão de Escória em Linha.
Inclusões de Escória em Linha, ou “Linha de Escória” é caso particular de inclusão,
que se manifesta radiograficamente sob a forma de linhas contínuas ou
intermitentes.
Elas são causadas por insuficiente limpeza das bordas de um determinado passe e
são aprisionadas pelo passe seguinte.
Falta de Penetração
Consideramos falta de penetração, como sendo a falta de material depositado na
raiz da solda, devido ao fato do material não ter chegado até a raiz. No caso de não
haver passe de raiz (selagem) a falta de penetração pode ficar aparente. A
aparência radiográfica em ambos os casos é uma linha escura, intermitente ou
contínua, no centro do cordão.
Fotos de uma solda contendo falta de penetração na raiz (Fotos extraídas do livro "Nondestructive
Testing Handbook - ASNT)

128. APOSTILA IV
Trincas
As trincas são descontinuidades produzidas por rupturas no metal como resultado
de tensões produzidas no mesmo durante a soldagem, sendo mais visível na
radiografia, quando o feixe de radiação incide sobre a peça numa direção
sensivelmente paralela ao plano que contém a trinca.
A trinca produz uma imagem radiográfica na forma de uma linha escura com direção
irregular. A largura desta linha dependerá da largura da trinca. Se a direção do plano
que contém a trinca coincide com feixe de radiação, sua imagem será bem escura.
De outra forma, ela perderá densidade, podendo até não aparecer. Devido ao fato
das trincas serem o mais grave defeito de uma solda, devemos ter uma atenção
especial para a sua detecção. A imagem das trincas, especialmente em filmes de
granulação grossa pode não ser muito clara.
No caso de dúvidas por parte do inspetor, seria aconselhável uma mudança na
direção do feixe de radiação e a utilização de filmes de granulação fina. Pode
ocorrer, também, o fato das trincas não serem detectadas, principalmente quando
radiografamos peças de grande espessura.
Seção de uma solda contendo poro e uma trinca longitudinal no cordão
Falta de Fusão
Descontinuidades em duas dimensões, devido a uma falta de fusão entre o metal
depositado e o metal base. A falta de fusão só é bem caracterizada numa radiografia
quando a direção do feixe incidente coincide com o plano do defeito. A imagem
radiográfica da falta de fusão é uma linha escura, estreita, paralela ao eixo da solda,
em um ambos os lados.
Seção de uma solda contendo uma falta de fusão junto ao chanfro no cordão (Fotos extraídas do livro
"Nondestructive Testing Handbook - ASNT)

129. APOSTILA IV
14 ENSAIO HIDROSTÁTICO E PNEUMÁTICO
ENSAIO HIDROSTÁTICO
Consiste em submeter tubulações, dutos, etc., a uma pressão interna, utilizando
para isso, um líquido ou um gás.
Equipamentos utilizados
a) bomba de acionamento manual ou elétrico;
b) manômetro de teste, calibrado, com escala de 1,5 a 2 vezes a pressão de teste;
c) mangotes com conexão apropriada à linha a ser testada.
Procedimento
a) o teste da linha de impulso deve ser executado isolando o instrumento;
b) antes da execução do teste deve ser removido o ar do interior das linhas;
c) pressurizar gradativamente a linha, até o estabelecimento da pressão de teste
requerida, observando a indicação no manômetro de teste;
d) após atingir a pressão de teste, deve ser bloqueada a entrada de água na linha de
teste;
e) manter a linha pressurizada durante o intervalo de tempo previsto.
Critérios de aceitação
a) a pressão indicada no manômetro deve se manter estável, durante 30 minutos de
pressurização, com a pressão de teste;
b) não deve existir vazamento pelas conexões, válvulas ou deformação visível em
tubos ou acessórios.
A pressão de teste deve ser:
Duas vezes a pressão de serviço ou 1.5 vezes a pressão de projeto, no caso de não
haver uma norma específica para o ensaio.
A pressão pode ser tanto interna (bombas ou compressões) como externas
(bomba de vácuo).
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 129

130. APOSTILA IV
ENSAIO PENEUMATICO
Equipamentos utilizados
a) compressor de ar;
b) filtro regulador de ar;
c) manômetro de teste, calibrado, com escala de 1,5 a 2 vezes a pressão de teste.
Procedimento
a) o teste da linha de impulso deve ser executado isolando o instrumento;
b) antes do teste, as linhas devem ser sopradas até estarem isentas de óleo e
umidade;
c) pressurizar gradativamente a linha, até o estabelecimento da pressão de teste
requerida, observando a indicação no manômetro de teste;
d) manter a linha pressurizada durante o intervalo de tempo de 10 minutos;
e) aplicar água e sabão nas conexões, que não devem apresentar borbulhamento.

131. APOSTILA IV
15 ENSAIO DE ESTANQUEIDADE
O ensaio de estanqueidade tem por objetivo principal garantir a estanqueidade de
um sistema, através da localização e detecção de defeitos presentes em soldas,
como por exemplo, as soldas de chapas de reforço, soldas em ângulos de juntas
sobrepostas do fundo dos tanques de armazenamento e soldas em ângulo de
ligação fundo-constado. É utilizado também para a detecção de defeitos passantes
em chapas e fundidos e fugas através de selos mecânicos.
Convém ressaltar que os testes hidrostáticos e os testes pneumáticos não se
caracterizam com ensaio de estanqueidade, embora eles proporcionem a detecção
de vazamentos, pois, na realidade, eles têm por objetivo principal a analise de
resistência mecânica, deformação e recalques estruturais do equipamento.
MÉTODOS DE ENSAIO
Ensaio de Formação de Bolhas com Pressão Positiva.
É o método pelo qual se detecta defeitos passantes, através da aplicação da
solução formadora de bolhas, estando a peça, equipamento ou tubulação sujeita, a
uma determinada pressão de teste positiva.
As normas estipulam a faixa de pressão para execução de teste.
Cuidados especiais devem ser tomados, para que a pressão não ultrapasse o valor
máximo estabelecido, de modo a eliminar a possibilidade de empolamento de
chapas e/ou danos a soldas, equipamentos ou peças. Também grandes vazamentos
podem não ser detectados em virtude do grande fluxo de ar “soprar” a solução tão
rápido que não para formação de bolhas.
Pressão manométrica de Teste com Pressão Positiva
SEQÜÊNCIA DE ENSAIO
Teste de Formação de Bolhas com Pressão Positiva
a) Limpeza – Deve ser efetuada a limpeza das soldas, equipamentos ou peças a
serem inspecionadas, que devem estar livres de argamassas, óleo, pintura graxa e
outros contaminantes.
b) Vedação – As aberturas em peças ou equipamentos devem ser vedadas, de
modo a possibilitar a pressurização destes.
c) Pressurização – É feita a pressurização da peça ou equipamento ata a pressão de
teste (pressão manométrica).
d) Tempo de Pressurização – Antes de se iniciar o ensaio, a pressão deve ser
mantida por um período de no mínimo 15 minutos.

132. APOSTILA IV
e) Inspeção – É feito a aplicação da solução formadora de bolhas sobre o local em
inspeção e verifica-se a existência ou não de bolhas, provenientes de vazamento
oriundo de defeito passante.
Figura mostrando o teste estanqueidade
TESTE DE CAPILARIDADE
É o método pelo qual se detecta defeitos passantes, através da aplicação de um
liquido de alto efeito capilar por um lado da solda, equipamento ou peça, e após um
determinado tempo de penetração, normalmente 24 horas, inspeciona-se pelo lado
oposto procurando, vestígios do liquido utilizado.
Este liquido deve ser de difícil evaporação sob efeito de ar e/ou temperatura e o
tempo de secagem dever ser sempre superior ao tempo previsto para penetração.
Normalmente utiliza-se o óleo diesel ou querosene como liquido de teste.
Teste de solda em ângulo de ligação fundo-constado de tanques de armazenamento.

133. APOSTILA IV
PROCEDIMENTO
a) Limpeza – Deve ser efetuada a limpeza das soldas, equipamentos ou peças a
serem inspecionadas, que devem estar livres de argamassas, óleo, pintura graxa e
outros contaminantes.
b) Vedação – As aberturas em peças ou equipamentos devem ser vedados de modo
a estabelecer em circuito fechado, que possibilite um caminhamento adequado ao
liquido de teste.
c) Aplicação de liquido de teste – Aplica-se o liquido de teste em um dos lados da
solda, equipamento ou peça.
d) Tempo de Penetração – É o tempo necessário para que o liquido atravesse a
solda, equipamento ou peça pelos possíveis defeitos passantes.
e) Inspeção – Verifica-se se houve vazamento do liquido pelo lado oposto a onde
este foi aplicado.
VANTAGENS
A principal vantagem do teste de estanqueidade é que é um ensaio relativamente
rápido, de baixo custo e de fácil interpretação.
LIMITAÇÕES
A grande limitação deste teste é que se presta apenas à detecção de defeitos
passantes.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 133

134. APOSTILA IV
16 NORMATIZAÇÃO
INTRODUÇÃO
A falta de regulamentações nas diferentes etapas de um processo de fabricação ou
a não observância de regulamentações existentes podem ocasionar em uma serie
de más conseqüências a segurança dos trabalhadores e das populações, ao meio
ambiente, a não conformidade, e ou má qualidade do serviço ou produto em
processo de fabricação ou fabricado.
O objetivo principal de uma norma e a prevenção de acidentes ( morte de pessoas,
perda de materiais e contaminação do meio ambiente.). O uso bem sucedido de
uma norma pode levar a uma produção mais uniforme (redução na variabilidade de
produtos e procedimentos), melhor controle de qualidade, maior rastreabilidade,
possibilidade de correção de falhas, e um método de produção mais sistemático.
O registro padronizado das operações envolvidas em um dado processo e os seus
resultados é uma forma eficiente de uma empresa guardar e demonstrar o seu
domínio de uma dada tecnologia, podendo representar, assim uma vantagem
competitiva.

135. APOSTILA IV
NORMAS EM SOLDAGEM
No caso especifico das operações de soldagem a realização de soldas inadequadas
durante a fabricação de certos tipos de estruturas ou equipamentos, tais como
navios, pontes, gasodutos, oleodutos, componentes automotivos, e vasos de
pressão, pode resultar em sérios acidentes.
Como conseqüência, diferentes aspectos das operações de soldagem, para diversas
aplicações são reguladas por diferentes códigos, especificações e outras segundo a
aplicação especifica.
Os códigos e especificações podem cobrir as mais diferentes etapas da soldagem
incluindo, por exemplo, a especificação do material (metal de base e consumíveis),
projeto e preparação da junta qualificações de procedimentos e de operadores e
procedimentos de inspeção veja os exemplos abaixo.

136. APOSTILA IV

137. APOSTILA IV
17 NORMAS DE QUALIFICAÇÃO
Diferentes normas, códigos e especificações determinam os trabalhos de soldagem
em todo o mundo. Requisitos obrigatórios relativos a qualificação de procedimentos
de soldagem sãos incluídos ou referenciados nestes documentos.
Para ilustrar a variedade de normas de qualificação existentes, estão relacionadas
abaixo as mais utilizadas:
a) ASME section IX Welding and Brazing Qualifications
É uma norma aplicada a equipamentos como caldeiras tubulações, vasos de
pressão e componentes nucleares. Todas as secções da norma ASME Boiler and
Pressure Vessels referenciam a section IX para as qualificações.
A norma ASME IX cobre a qualificação de soldadores, operadores de soldagem,
brasadores, operadores de brasagem, e os procedimentos de soldagem e brasagem
que serão empregados para soldar ou brasar caldeiras ou vasos de pressão. Esta
seção do código é citada frequentemente por outras normas como código para
qualificação de soldagem e brasagem para outros tipos de produtos soldados.
b) API Std 1104 - Standard for Welding Pipelines and Related Facilities
É uma norma exclusiva para soldagem de oleodutos e gasodutos.
c) AWS D1.1- AWS Structural Welding Code
Este documento contem seus próprios requisitos para as qualificações os quais são
obrigatórios, quando os trabalhos de soldagem devem ser de acordo com a norma
AWS. É também utilizado como código apropriado, quando nenhum outro é
especificado.
A tabela abaixo mostra as normas usuais, de projeto e fabricação de equipamentos,
com as normas de qualificação especificadas.
Norma de projeto e fabricação do equipamento Norma de qualificação
requerida
ASME
Section I
Power Boilers
ASME Section IX
Section III
Nuclear Components
ASME Section IX
Section VIII Pressure Vessels
ASME Section IX
ANSI
B31.1
Power Piping
ASME Section IX
B31.3
Refinery Chemical Piping
ASME Section IX
B31.4
Liquid Petroleum Transportation
API 1104 ou ASME IX
B31.8
Gas
Transmission
Distribution API 1104 ou ASME IX ou
Piping
appendix A da B31.8
API
620
Storage Tanks
ASME Section IX
650
Oil Storage Tanks
ASME Section IX
5L
Specification for Line Pipe
API 1104 ou ASME IX
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 137

138. APOSTILA IV
D1.1
D1.2
D1.3
D1.4
D1.5
D3.5
AWS
Structure Code Steel
Structural Welding code Aluminum
Sheet Stheel in Structure
Structural Code Reinforcing Steel
Bridge Welding Code
Steel Hull Welding
D14.1
Industrial and Mill Cranes
D14.3
Heavy Equipament
D14.14
Machinery Equipament
Incluída na D1.1
Incluída na D1.2
Incluída na D1.3
Incluída na D1.4
Incluída na D1.5
U.S. Navy/Coast/Bureau of
Ships Specification
Incluída na D14.1 ou ASME
Section IX
Incluída na D14.3 ou ASME
Section IX
Incluída na D14.4
Obs: como o assunto qualificação pode torna-se muito extenso quando se
envolve varias normas, todas as definições, requisitos, critérios, etc. que serão
tratados estão baseados no código ASME IX. As qualificações tratadas foram
feitas a partir de juntas de topo sem requisitos de impacto.
POSIÇÕES DE SOLDAGEM PARA QUALIFICAÇÃO
1) POSIÇÕES PARA SOLDAS EM CHANFRO
Posições em chapa
PLANA 1G - Chapa num plano horizontal com o metal de solda depositado por
cima.
HORIZONTAL 2G - Chapa num plano vertical com o eixo da solda na horizontal.
VERTICAL 3G - Chapa num plano vertical com o eixo da solda na vertical.
SOBRE CABEÇA 4G - Chapa num plano horizontal com o metal de solda
depositado por baixo.
Posições em tubo
PLANA 1G - Tubo com seu eixo horizontal e girado durante a soldagem de maneira
que o metal de solda seja depositado por cima.
HORIZONTAL 2G - Tubo com seu eixo vertical e o eixo da solda num plano
horizontal o tubo não deverá ser girado durante a soldagem.
VERTICAL 5G - Tubo com seu eixo horizontal e chanfro para soldagem num plano
vertical. O tubo não deverá ser girado durante a soldagem.
POSIÇÕES MÚLTIPLAS 6G - Tubo com seu eixo inclinado a 45º. A soldagem
deverá ser feita sem a rotação do tubo.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 138

139. APOSTILA IV
2) POSIÇÕES PARA SOLDA EM ÂNGULO
Posições em chapa
PLANA 1F - Chapa é colocada de tal maneira que a solda seja depositada com seu
eixo horizontal sua garganta na vertical.
HORIZONTAL 2F – Chapa é colocada de tal maneira que na solda seja depositada
com seu eixo horizontal sobre o lado superior da superfície horizontal e contra a
superfície vertical.
VERTICAL 3F - Chapa é colocada de tal maneira que a solda seja depositada com
seu eixo na vertical.
SOBRE CABEÇA 4F - Chapa é colocada de tal maneira que a solda seja
depositada com seu eixo horizontal sobre o lado inferior da superfície horizontal
contra a superfície vertical.
Posições em tubo
PLANA 1F – Tubo com seu eixo inclinado a 45º para a horizontal é girado durante a
soldagem de tal maneira que o metal de solda seja depositado por cima e no ponto
da deposição o eixo da solda é horizontal e a garganta vertical.
HORIZONTAL 2F – Tubo com seu eixo vertical de maneira que a solda seja
depositada sobre o lado superior da superfície horizontal e contra a superfície
vertical. O eixo da solda será horizontal e o tubo não é girado durante a soldagem.
HORIZONTAL 2FR – Tubo com seu eixo horizontal e o eixo da solda depositada no
plano. O tubo é girado durante a soldagem.
SOBRE CABEÇA 4F – Tubo com seu eixo vertical de maneira que a solda seja
depositada sobre o lado de baixo da superfície horizontal e o tubo não é girado
durante a soldagem.
POSIÇÕES MÚLTIPLAS 5F – Tubo com seu eixo horizontal e o eixo da solda
depositada num plano vertical. O tubo não é girado durante a soldagem.
PREPARAÇÃO DA JUNTA A SER SOLDADA PARA QUALIFICAÇÃO
A preparação da junta deve ser representativa das condições reais do equipamento
a ser soldado. Assim, o tipo e dimensões do chanfro, consumíveis de soldagem, os
dispositivos auxiliares de montagem e a limpeza da junta devem ser equivalentes as
condições reais.
A preparação das peças teste é feita com base nos requisitos da norma de
qualificação aplicável e nas informações do procedimento de soldagem a ser
qualificado.
Os itens relativos à preparação da peça teste são interligados entre si. Assim, a
analise deve ser conjunta, tendo em mente que o menor numero de peças teste
sempre é desejável, dentro das limitações da norma aplicável.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 139

140. APOSTILA IV
ENSAIOS USUAIS PARA QUALIFICAÇÃO
A grande diferença entre a qualificação de procedimento e a qualificação de
soldadores está nos requisitos referentes aos tipos de ensaios que devem ser
executados. Isto porque, na qualificação de um procedimento os ensaios visam,
sobretudo determinar as propriedades mecânicas da junta soldada, enquanto que na
qualificação de soldadores, visa-se verificar a existência ou não de defeitos na junta
soldada.
CORPOS DE PROVA UTILIZADOS PARA AS QUALIFICAÇÕES.
PARA ENSAIO DE TRAÇÃO
Os corpos de prova podem ser de três tipos para ensaio de tração de acordo com o
código ASME IX.
Corpo de prova de secção total para tubo
Este tipo de corpo de prova pode ser usado quando a qualificação for feita em tubo
com diâmetro externo ≤ 76 mm. Neste caso são necessários 2 tubos somente para o
teste de tração identificado como QW – 462.1(e).
Corpos de prova de secção cilíndrica
Este tipo de corpo de prova é utilizado em duas situações:
a) Para espessuras de peça teste até 25 mm.
b) Quando múltiplos corpos de prova são utilizados em substituição a tração de
secção prismática de peças teste com espessuras > 25 mm. Neste caso os
centros dos corpos de prova devem ser paralelos a superfície do metal de
base e não deverão estar distantes em mais do que 25 mm e identificados
como QW 462.1(d).
Corpos de prova de secção prismática
Esse tipo de corpo de prova pode ser utilizado para qualquer situação podendo ser
identificados de QW – 462.1(a) até QW – 462.1(c).
PARA ENSAIO DE DOBRAMENTO
De acordo com o código ASME podem ser:
Dobramento transversal lateral
Dobramento transversal de face
Dobramento transversal da raiz
Dobramento longitudinal da face
Dobramento longitudinal da raiz
QW – 161.1
QW – 161.2
QW – 161.3
QW – 161.6
QW – 161.7
O diâmetro do cutelo segundo o código ASME IX – 01. QW – 466.1 é em função do
material e da espessura.
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Página 140

141. APOSTILA IV
VARIÁVEIS
Variáveis, são condições de soldagem, que se mudadas, afetarão a qualidade das
soldas.
O código ASME IX da níveis diferentes de importância as variáveis, classificado-as
em variáveis essenciais, variáveis não essenciais e variáveis suplementares.
Variáveis essenciais
São aquelas cuja mudança alem dos limites permissíveis, afetaram as propriedades
mecânicas do equipamento e deverão requerer requalificação da EPS(
especificação de procedimento de soldagem, por exemplo, a mudança no metal de
base, no metal de adição no pré aquecimento ou no tratamento térmico pós
soldagem. Para soldadores são consideradas variáveis essenciais aquelas
condições que afetam a habilidade de um soldador para depositar o metal de solda
sem defeito, por exemplo, processo de soldagem eliminação do cobre junta técnica
etc.
Variáveis não essenciais
São aquelas cuja a mudança não afetará as propriedades mecânicas do
equipamento ( método de goivagem, limpeza etc.). Essas mudanças podem ser
feitas na EPS sem necessidade de requalificação.
Variáveis suplementares
São aquelas cuja a mudança nas condições de soldagem afetará as propriedades
de impacto do equipamento, por exemplo, processos de soldagem, posição de
soldagem vertical ascendente ou descendente, energia de soldagem e etc. Essas
mudanças alem dos limites permissíveis, requerem requalificação do procedimento
de soldagem.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 141

142. APOSTILA IV
18 QUALIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM
O procedimento de soldagem contem limites ou faixas de parâmetros tais como tipo
de corrente, espessuras do metal de base, tipo de metal de base, tipo de consumível
e etc. um procedimento só é valido somente dentro dos limites nele especificados.
Se um procedimento não pode produzir soldas de boa qualidade, sem que os limites
estabelecidos sejam ultrapassados, então um novo procedimento de soldagem deve
ser utilizado em lugar do primeiro.
Na soldagem em razão de efeitos da temperatura, não é suficiente conhecer
somente as propriedades do metal de base e da solda, individualmente. É
necessário também conhecer as propriedades mecânicas de toda a junta soldada.
Isto é feito através da qualificação do procedimento de soldagem.
A qualificação é feita através da soldagem de peças teste, de acordo com o
procedimento previamente estabelecido, e pela avaliação dos resultados dos
ensaios nos corpos de prova extraídos da peça teste. A avaliação dos resultados é
feita em comparação com o critério de aceitação, estabelecido pela norma de
qualificação
VALIDADE DA QUALIFICAÇÃO
A validade da qualificação de procedimentos de soldagem é de tempo
indeterminado, ou seja, ele é valido a partir da data de qualificação.
São permitidas revisões para adequação das variáveis de soldagem, desde que não
ultrapassem os limites estabelecidos pelas variáveis essenciais.
PREPARAÇÃO DA PEÇA TESTE PARA QUALIFICAÇÃO
A peça teste pode ser um tubo, uma chapa ou uma combinação destes o tipo não é
considerada uma variável essencial, ou seja, tubo qualifica chapa e tubo de qualquer
diâmetro. Chapa qualifica chapa e tubo de qualquer diâmetro.
Também uma junta de topo qualifica uma junta em ângulo com solda em ângulo,
mas não vice versa.
MATERIAL DA PEÇA TESTE A SER QUALIFICADA
Para diminuir o numero de qualificações, as normas agrupam os materiais de forma
a facilitar a utilização de materiais similares ao equipamento a ser soldado.
A norma ASME IX agrupa os materiais através do Nº P, que é baseada nas
propriedades mecânicas, composição química e soldabilidade do material. A tabela
abaixo mostra os materiais de base qualificados em função daquele que foi usado
no teste de qualificação, e em seguida como são numerados esses agrupamentos.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 142

143. APOSTILA IV
Classificação dos metais de base
Material
P Nº
Aços e aços liga
1 a 11
Alumínio e ligas a base de alumínio
21 a 25
Cobre e ligas a base de cobre
31 a 35
Níquel e ligas a base de níquel
41 a 47
Titânio e ligas de titânio
51 a 53
Zircônio e ligas de zircônio
61 a 62
Metais de base para qualificação
METAL DE BASE USADO NO TESTE
DE QUALIFICAÇÃO
Um metal de um P Number com
qualquer metal do mesmo P Number
Um metal de um P Number com
qualquer metal de qualquer outro
P Number
Um metal de P Number 3 com
qualquer metal de P Number 3
Um metal de P Number 4 com
qualquer metal de P Number 4
Um metal de P Number 4 com
qualquer metal de P Number 4
Um metal de P Number 5A com um
metal de P Number 4, 3 ou 1
Um metal de P Number 4 com um
metal de P Number 3 ou P Number 1
Qualquer metal não designado com o
mesmo metal não designado
Qualquer metal não designado com
metal com P Number
Qualquer metal não designado com
qualquer outro metal não designado
METAL DE BASE QUALIFICADO
Quaisquer metais designados daquele
P Number
Qualquer metal designado do primeiro
P number com qualquer metal
designado do segundo
P Number
Qualquer metal de P Number 3 com
qualquer metal de P Number 3 ou 1
Qualquer metal de P Number 4 com
qualquer metal de P Number 4, 3 ou 1
Qualquer metal de P Number 5A com
qualquer metal de P Number 5A, 4, 3
ou 1
Qualquer metal de P Number 5A com
qualquer metal de P Number 4, 3 ou 1
Qualquer metal de P Number 4 com
qualquer metal de P Number 3 ou P
Number 1
O metal não designado com ele
mesmo
O metal não designado do mesmo
P Number daquele metal qualificado
O primeiro metal não designado com o
segundo metal não designado
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 143

144. APOSTILA IV
DIMENSÕES DA PEÇA DE TESTE
A peça teste deve ter dimensões que permitam a retirada dos corpos de prova
previstos.
Para se determinar o comprimento de uma chapa de teste, por exemplo, é
necessário saber a quantidade e as dimensões dos corpos de prova.
A norma ASME IX mostra a distribuição e as dimensões dos corpos de prova
separadamente, ficando a cargo do inspetor o estabelecimento das dimensões.
ESPESSURA DA PEÇA TESTE
Um dos fatores mais importantes a determinar antes da preparação da peça de
teste é a espessura da peça. Isto porque a espessura da peça teste determina os
limites de espessura qualificados pelo teste.
Em geral, a espessura da peça de teste deve ser no mínimo, a metade da espessura
máxima estabelecida no procedimento. Desta forma, a espessura da peça teste é
representativa de uma faixa de espessuras. A escolha adequada da espessura
reduzirá o numero de peças teste. A tabela abaixo mostra a faixa de espessura de
metal de base e espessura de metal de solda qualificada em função da espessura
da peça teste.
Faixa de espessura da peça teste
Espessura T da
peça de teste
soldada (mm)
<1,6
1,6 a 10
>10 e <19
19 a <38
19 a <38
≥ 38
≥ 38
Faixa de espessura
qualificada T de metal de
base (mm)
Mínima
Máxima
T
2T
1,6
2T
4,8
2T
4,8
2T
4,8
2T
4,8
203
4,8
203
Espessura t de metal de
solda qualificada (mm)
2t
2t
2t
2t, quando t <19
2T, quando t ≥19
2t, quando t <19
203, quando t ≥ 19
DIÂMETRO DA PEÇA TESTE
Como foi visto o diâmetro do tubo não é uma variável essencial, portanto não tem
influencia na qualificação de procedimento de soldagem, de acordo com ASME IX.
POSIÇÃO DE SOLDAGEM DA PEÇA TESTE
A posição de soldagem não é considerada essencial para qualificação do
procedimento de soldagem. Isto quer dizer que uma posição de soldagem qualifica o
procedimento para qualquer outra, desde que o processo e consumíveis de
soldagem sejam adequadas.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 144

145. APOSTILA IV
METAIS DE ADIÇÃO PARA PEÇA TESTE
A especificação correta do consumível a ser utilizado esta ligado a integridade da
junta soldada, de forma a garantir as propriedades mecânicas requeridas pelo
projeto.
F-Nº.
Na norma ASME IX os consumíveis estão agrupados através do Nº F, conforme
indicados no parágrafo QW 432. O agrupamento de eletrodos e varetas de
soldagem em F Numbers é baseado essencialmente nas suas características de
usabilidade. Este agrupamento é feito para reduzir o numero de procedimentos de
soldagem, onde isto pode ser logicamente feito.
O agrupamento não implica que metais de adição dentro de um grupo possam ser
indiscriminadamente substituídos por um metal que foi utilizado no teste de
qualificação, sem consideração da compatibilidade dos metais de base e de adição
do ponto de vista das propriedades metalúrgicas, tratamento térmico requisitos de
serviço e propriedades mecânicas.
Os F-Nºs variam em função dos materiais conforme segue abaixo:
Classificação dos F-Nºs
Material
F-Nºs
Aços e aços liga
1a6
Alumínio e ligas a base de alumínio
21 a 25
Cobre e ligas a base de cobre
31 a 37
Níquel e ligas a base de níquel
41 a 45
Titânio e ligas de titânio
51 a 55
Zircônio e ligas de zircônio
61
Revestimento resistente ao desgaste
71 a 72
Obs: uma mudança de um F-Nºs para outro ou de um F-Nºs, para outro metal de
adição não listado em QW-432 constitui-se em uma variável essencial.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 145

146. APOSTILA IV
A-Nº
O A-Nº é a identificação da composição química do metal de solda, conforme a
tabela abaixo e é aplicável somente a metais ferrosos.
Classificação dos metais de solda ferrosos
A-Nº Tipo de deposito
Analise % ( ver nota 1)
C
Cr
Mo
Ni
Mn
Si
1
Aço carbono
0,20
-
-
-
1,60
1,00
2
C - Mo
0,15
0,50
0,40 – 0,65
-
1,60
1,00
3
Cr(0,4% a 2%) – Mo
0,15
0,40 – 2,00
0,40 – 0,65
-
1,60
1,00
4
Cr(0,4% a 2%) – Mo
0,15
2,00 – 6,00
0,40 – 1,50
-
1,60
2,00
5
Cr(0,4% a 2%) – Mo
0,15
6,00 – 10,50
0,40 – 1,50
-
1,20
2,00
6
Cr -Martensitico
0,15
11,00 – 15,00
0,70
-
2,00
1,00
7
Cr - ferritico
0,15
11,00 – 30,00
1,00
-
1,00
3,00
8
Cr – Ni
0,15
14,50 – 30,00
4,00
7,50 – 15,00
2,50
1,00
9
Cr – Ni
0,30
19,00 – 30,00
6,00
15,00 – 37,00
2,50
1,00
10
Ni até 4%
0,15
-
0,55
0,80 – 4,00
1,70
1,00
11
Mn – Mo
0,17
-
0,25 – 0,75
0,85
1,25 – 2,25
1,00
12
Ni – Cr - Mo
0,15
1,50
0,25 – 0,80
1,25 – 2,80
0,75 – 2,25
1,00
Nota (1): valores individuais mostrados acima são mínimos e máximos
A composição química do metal de solda pode ser determinada por qualquer uma
das seguintes formas:
a) Para todos os processos de soldagem – da analise química do deposito de
solda tirada do teste de qualificação do procedimento.
b) Para SMAW, GTAW e PAW – da analise química do deposito de solda
preparado de acordo com a especificação do metal de adição ou da
composição química registrada na especificação do metal de adição ou do
certificado de conformidade do fornecedor ou fabricante.
c) Para GMAW e EGW – da analise química do deposito de solda preparado de
acordo com a especificação do metal de adição ou certificado de
conformidade do fornecedor ou fabricante quando o gás de proteção usado
foi o mesmo daquele usado para soldar o teste de qualificação de
procedimento.
d) Para SAW – da analise química do deposito de solda preparado de acordo
com a especificação do metal de adição ou certificado de conformidade do
fornecedor ou fabricante quando o fluxo usado foi o mesmo daquele utilizado
para soldar o teste de qualificação de procedimento.
A mudança na composição química de um A-Nº para qualquer outro A-Nº, constituise numa variável essencial, exceto que A-Nº.1 qualificará para A-Nº.2 e vice versa.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 146

147. APOSTILA IV
REMOÇÃO DOS CORPOS DE PROVA
O tipo de corpo e quantidade de corpos de prova necessários para a qualificação de
procedimento de soldagem estão indicados na tabela que segue:
Tipo e quantidade de corpos de prova para qualificação de procedimento
Espessura T da
Dobramento Dobramento Dobramento
peça teste soldada Tração
lateral
de face
de raiz
(mm)
< 1,6
2
2
2
1,6 a 10
2
Nota
2
2
> 10 e < 19
2
Nota
2
2
19 a < 38
2
4
≥ 38
2
4
Nota: 4 dobramentos laterais podem substituir os dobramentos de face e raiz
quando a espessura T for ≥ a 10 mm.
POSIÇÃO DE RETIRADA DOS CORPOS DE PROVA
Em geral, a posição de retirada dos corpos de prova depende da norma de
qualificação, do tipo de peça teste, do diâmetro do tubo de teste e da espessura da
peça teste.
A posição de retirada dos corpos de prova devera ser de acordo com:





Figura QW-463.1(a) nos anexos para chapas com espessuras < 19 mm com
dobramento de face e raiz.
Figura QW-463.1(b) nos anexos para chapas com espessuras ≥ 19 mm com
dobramento lateral e alternativa para chapas entre 10 e 19 mm de espessura.
Figura QW-463.1(c) nos anexos para chapas com dobramentos longitudinais.
Figura QW-463.1(d) nos anexos para tubos com espessuras < 19 mm com
dobramento de face e raiz.
Figura QW-463.1(e) nos anexos para tubos com espessuras ≥ que 19 mm
com dobramento lateral e alternativa para tubos entre 10 e 19 mm de
espessura.
PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA
Este item é de grande importância na qualificação porque dele depende a validade e
a repetibilidade dos resultados dos ensaios.
TRAÇÃO
Figura QW-462.1(a) nos anexos para chapas.
Figura QW-462.1(b) nos anexos para tubos.
Figura QW-462.1(c) nos anexos para tubos (alternativo).
Figura QW-462.1(d) nos anexos para corpos de prova torneados.
Figura QW-462.1(e) nos anexos secção total para tubos de pequeno diâmetro.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 147

148. APOSTILA IV
DOBRAMENTO




Figura QW-462.2 nos anexos para dobramento lateral.
Figura QW-462.3(a) nos anexos para dobramento transversal de face e raiz.
Figura QW-462.3(b) nos anexos para dobramento longitudinal de face e raiz.
Figura QW-462.2(d) nos anexos para corpos de prova torneados.
PROCEDIMENTOS DE ENSAIO
Tração
O corpo de prova deverá ser rompido sob carga de tração. O limite de resistência
deverá ser calculado dividindo-se o valor de carga máxima atingida pelo valor da
área da secção transversal, medida antes da aplicação da carga.
Dobramento
O corpo de prova de dobramento deverá ser dobrado em dispositivo apropriado, e
deverá ser forçado para dentro da matriz através da força exercida sobre o cutelo de
diâmetro igual ou menor que o apresentado na tabela que segue.
O lado do corpo de prova voltado para a matriz deverá ser a face para o dobramento
de face, raiz para o dobramento de raiz e o lado com as maiores descontinuidades
visuais para o dobramento lateral.
Diâmetro do cutelo para dobramento
Material
Espessura T
(mm)
P-Nº 23 com P-Nº 21 até P-Nº 25
P-Nº 21 até P-Nº 25 com P-Nº 23
3,2
P-Nº 35
≤ 3,2
Qualquer P-Nº. com P-Nº 33,36 ou 37
P-Nº 11
9,5
P-Nº 25 com P-Nº 21 ou P-Nº 22 ou P-Nº 25
≤ 9,5
P-Nº 51
9,5
≤ 9,5
P-Nº 52, P-Nº 53, P-Nº 61, P-Nº 62
9,5
≤ 9,5
Todos os outros com alongamento ≥ 20%
9,5
≤ 9,5
Todos os outros com alongamento ≤ 20%
Ver formula
abaixo
=
∅
Ø do cutelo
(mm)
52,4
16,5 t
63,5
6,67 t
76,2
8t
95,25
10 t
38
4t
32,9 t max.
= ∅ ×
t = espessura do corpo de prova
Ø = diâmetro do cutelo
A = alongamento do material
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 148

149. APOSTILA IV
A distancia entre os roletes deverá ser calculada somando-se o diâmetro do cutelo
com duas vezes a espessura do corpo de prova mais 3,2 mm, exceto para o
primeiro grupo da tabela que terá como uma das parcelas 1,6 mm em vez de
3,2 mm.
CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO
Tração
Os valores mínimos de resistência a tração são fornecidos na tabela QW-422 o
resultado do ensaio de tração será considerado aprovado se o limite for maior que:
a) O limite mínimo de resistência a tração do metal de base ou
b) O limite mínimo de resistência a tração do menos resistente se os metais de
base forem diferentes ou
Se o corpo de prova quebrar no metal de base, o ensaio será aceito, contanto que a
resistência não seja mais que 5% abaixo do limite mínimo de resistência a tração do
metal de base.
Dobramento
A solda e a ZTA de um corpo de prova de dobramento transversal deverá estar
completamente dentro da porção dobrada do corpo de prova.
Os corpos de prova não deverão apresentar nenhuma descontinuidade na solda ou
ZTA excedendo a 3,2 mm, medida de qualquer direção sobre a superfície convexa
do corpo de prova após o dobramento. Descontinuidades abertas ocorridas no corpo
de prova durante o ensaio, não deverão ser consideradas a menos que exista
evidencias que elas resultaram de falta de fusão, inclusão de escoria, ou outras
descontinuidades abertas.
Variáveis
O código ASME IX em seu artigo II “Qualificação de Procedimento de Soldagem”
lista as variáveis para cada processo. Classificado-os a interpretação de cada
variável estão descritas no artigo IV “Dados de Soldagem”. Os dados de soldagem
incluem as variáveis de soldagem agrupadas como juntas, metais de base, metais
de adição, posição, pré aquecimento, tratamento térmico pós soldagem, gás,
características elétricas e técnica de soldagem.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 149

150. APOSTILA IV
19 QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES
Os requisitos de resistência mecânica, estabelecidos pelos projetistas para as juntas
soldadas, baseiam-se na inexistência de defeitos ou na exigência de
descontinuidades em quantidade, tipo e dimensões aceitáveis nestas juntas.
Ocorre que a qualidade das soldas depende, dentre outros fatores, da habilidade do
elemento humano que executa a soldagem. Antes que os soldador ou operador de
soldagem execute soldas de produção, é necessário que seu empregador tenha
certeza de sua habilidade.
Para classificar o profissional como soldador ou operador de soldagem é necessário
saber o método de aplicação do processo, isto é manual, semi automático,
mecanizado ou automático.
Para auxiliar o empregador na determinação do nível e competência que ele pode
esperar que um soldador tenha na produção de soldas, vários testes foram
desenvolvidos. Estes testes são chamados de testes de qualificação de soldadores.
A qualificação do soldador demonstra a sua habilidade para produzir soldas
aceitáveis de acordo com um procedimento de soldagem.
É sempre requerido que o soldador execute a soldagem em peça teste. Durante a
soldagem da peça teste, o soldador deve ser acompanhado pelo inspetor de
soldagem, que verifica se a soldagem está sendo executada de acordo com o
procedimento.
Uma vez completada a soldagem, a peça de teste é submetida a ensaios, que
determinarão se a peça atende aos requisitos de qualidade previstos pela norma
aplicável.
VALIDADE DA QUALIFICAÇÃO
A qualificação permanece valida pelo período de tempo que ele trabalhar, usando o
processo de soldagem pelo qual ele foi qualificado. Se porém, ele permanecer um
determinado período de tempo sem soldar 6 (seis meses), haverá a necessidade de
ele novamente demonstrar a sua habilidade, através de novo teste de qualificação.
Os limites das qualificações são estabelecidas através das variáveis essenciais.
Tubo qualifica chapa e chapa qualifica tubo. Porém chapa qualifica tubo a partir de
determinados diâmetros, em função da posição de soldagem.
Também uma junta de topo qualifica uma junta em ângulo com solda em ângulo,
mas não vice-versa.
MATERIAL DA PEÇA TESTE
A tabela abaixo mostra os metais de base qualificados em função daquele que foi
usado no teste de qualificação.
Metais de base para qualificação
Metal de base usado no teste de
qualificação
P-Nº.1 a 11, P-Nº.34 ou P-Nº.41
a P-Nº47
P-Nº.21 a P-Nº.25
P-Nº.51 a P-Nº.53 ou
P-Nº.61 a P-Nº62
Metal de base qualificado
P-Nº.1 a 11, P-Nº.34 ou P-Nº.41 a
P-Nº47 e metais de base não designados
de composição química similar
P-Nº.21 a P-Nº.25
P-Nº.51 a P-Nº.53 ou
P-Nº.61 a P-Nº62
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 150

151. APOSTILA IV
DIMENSÕES DA PEÇA TESTE
A peça de teste deve ter dimensões que permitam a retirada dos corpos de prova
previstos.
Nos casos em que é permitida a substituição de ensaio de dobramento por exame
radiográfico, o comprimento mínimo a ser examinado é de 152 mm e deverá incluir
toda a circunferência do tubo, exceto que para tubos de pequeno diâmetro, múltiplos
corpos de prova podem ser requeridos, mas o numero não precisa exceder a 4.
ESPESSURA DA PEÇA TESTE
A norma ASME seção IX, não limita a espessura mínima qualificada e sim a
espessura do metal de solda depositado, conforme mostrado na tabela que segue.
Soldas em chanfro qualificam o soldador para soldas em ângulo de materiais de
qualquer espessura, dimensões de solda, e diâmetros. A faixa de espessura é
qualificada em função da espessura depositado no teste.
Espessura do metal de base
Espessura da peça teste soldada (mm)
Nota (1)
Até 10, inclusive > 10
≥ 13 Nota (2)
Espessura t qualificada do metal
de solda depositado
2t
Máxima a ser soldada
Notas:
1) Quando empregar um, dois ou mais soldadores, a espessura t do metal de
solda depositado para cada soldador com cada processo deverá ser
determinada e usada individualmente.
2) O deposito de solda também deverá consistir de um mínimo de três camadas.
DIÂMETRO DA PEÇA TESTE
A tabela abaixo mostra a faixa de diâmetro qualificada em função do diâmetro
externo do tubo empregado no teste de qualificação.
A qualificação em chapas também qualifica tubos e vice versa. A faixa de diâmetro
de tubo qualificada através de chapa depende da posição de soldagem como
veremos.
Limites de diâmetro para soldas em chanfro e em ângulo
Diâmetro externo do tubo de teste
(mm)
Menor que 25
25 a menor que 73
≥ 73
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Diâmetro externo qualificado
em mm
mínimo
Maximo
Dimensão da
Ilimitada
solda
25
Ilimitada
73
Ilimitada
Página 151

152. APOSTILA IV
POSIÇÃO DE SOLDAGEM
A posição de soldagem é uma variável a ser considerada na qualificação de
soldadores. Em vista disso a posição da peça teste deve ser estabelecida de forma
a se obter o maior domínio possível de cada peça teste.
A tabela abaixo mostra as posições de soldagem qualificada para a produção, a
partir da posição de soldagem utilizada no teste.
TESTE DE QUALIFICAÇÃO
Solda
Chapa - chanfro
Chapa – ângulo
Tubo – chanfro
Tubo – ângulo
Posição
1G
2G
3G
4G
3G E 4G
2G, 3G, 4G
1F
2F
3F
4F
3F 3 4F
1G
2G
5G
6G
2G e 5G
1F
2F
2FR
4F
5F
POSIÇÃO E TIPO DE SOLDA QUALIFICADA
(NOTA 1)
CHANFRO
ÂNGULO
Chapa e tubo Tubo menor
acima de 610
ou igual à
mm de
de 610 mm
Chapa e tubo
diâmetro
de diâmetro
externo
externo
P
P (nota 2)
P
P,H
P, H (nota 2) P, H
P,V
P (nota 2)
P, H,V
P,SC
P (nota 2)
P, H, SC
P,V, SC
P(nota 2)
Todas
Todas
P, H (nota 2) Todas
P (nota 2)
P, H (nota 2)
P, H, V (nota 2)
P, H, V, SC (nota 2)
Todas
P
P
P
P, H
P, H
P, H
P, V, SC
P, V, SC
Todas
Todas
Todas
Todas
Todas
Todas
Todas
P
P, H
P, H
P, H, SC
Todas
Notas:
(1)
P = PLANA
H = HORIZONTAL
V = VERTICAL
SC = SOBRE CABEÇA
(2) TUBO ≥ 73
(3) Veja restrições de diâmetro ver tabela limites de diâmetro para soldas
chanfro e em ângulo
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 152
em

153. APOSTILA IV
METAIS DE ADIÇÃO
A habilidade do soldador em produzir soldas sem defeitos está, de certa forma,
relacionada ao tipo de consumível que o soldador é qualificado.
F-Nº
Na norma ASME IX os consumíveis de soldagem estão agrupados de acordo com
um Nº F, conforme indicado no parágrafo QW432. A tabela abaixo identifica o metal
de adição que o soldador usou durante o teste de qualificação como “Qualificado
com”, e o metal de adição que o soldador esta qualificado para usar na soldagem de
produção como “Qualificado para”.
F-Nº para Qualificação de Soldadores
QUALIFICADO
COM
QUALIFICADO
PARA
F-Nº.1
F-Nº.2
F-Nº.3
F-Nº.4
F-Nº.5
CCJ SCJ CCJ SCJ CCJ SCJ CCJ SCJ CCJ SCJ
F-Nº.1
CCJ
F-Nº.1
SCJ
F-Nº.2
CCJ
F-Nº.2
SCJ
F-Nº.3
CCJ
F-Nº.3
SCJ
F-Nº.4
CCJ
F-Nº.4
SCJ
F-Nº.5
CCJ
F-Nº.5
SCJ
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Legendas:
CCJ = com cobre junta
SCJ = sem cobre junta
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 153

154. APOSTILA IV
Qualificado com
Qualquer F-Nº.6
Qualquer F-Nº.21 até F-Nº.25
Qualquer F-Nº.31, F-Nº.32, F-Nº.33,
F-Nº.35, F-N.36 ou F-Nº.37
F-Nº.34 ou qualquer F-Nº.41 até F-Nº.45
Qualquer F-Nº.51 até F-Nº.54
Qualquer F-Nº.61
Qualquer F-Nº.71 até F-Nº.72
Qualificado para
Todos F-Nº.6
Todos F-Nº.21 até F-Nº.25
Somente o mesmo F-Nº. que foi
utilizado durante a qualificação.
F-Nº.34 e todos F-Nº.41 até F-Nº.46
Todos F-Nº.51 até F-Nº.54
Todos F-Nº.61
Somente o mesmo F-Nº. que foi
utilizado durante a qualificação.
REMOÇÃO DOS CORPOS DE PROVA
O tipo e quantidade de corpos de prova necessários para a qualificação de
soldadores e operadores de soldagem estão indicados abaixo.
Tipo e quantidade de corpos de prova para qualificação de soldadores
Espessura do
metal de solda
Visual
< 10
> 10 e < 19
≥ 19
X
X
X
Dobramento
lateral
(ver nota 1)
2 (ver nota 2)
2
Dobramento
de face
(ver nota 1)
1
(ver nota 2)
-
Dobramento
de raiz
(ver nota 1)
1
( ver nota 2)
-
Notas:
1) Para qualificar usando posições 5G e 6G, um total de quatro dobramentos
são requeridos. Para qualificar usando uma combinação de 2G e 5G num
único teste, um total de 6 corpos de prova de dobramento é requerido.
2) Um dobramento de face e de raiz podem ser substituídos por dois
dobramentos laterais.
POSIÇÃO DE RETIRADA DOS CORPOS DE PROVA





Figura QW-463.2(a) nos anexos para chapas com espessuras < 19 mm com
dobramento de face e raiz.
Figura QW-463.2(b) nos anexos para chapas com espessuras ≥ 19 mm com
dobramento lateral e alternativa para chapas entre 10 e 19 mm de espessura.
Figura QW-463.2(c) nos anexos para chapas com dobramentos longitudinais.
Figura QW-463.2(d) nos anexos para tubos com espessuras < 19 mm com
dobramento de face e raiz.
Figura QW-463.2(e) nos anexos para tubos com espessuras ≥ que 19 mm
com dobramento lateral e alternativa para tubos entre 10 e 19 mm de
espessura.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 154

155. APOSTILA IV
PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA PARA EXAMES
Exame visual
Para teste em chapas todas as superfícies (exceto as áreas de descarte) deverão
ser examinadas visualmente antes do corte dos corpos de prova de dobramento.os
testes em tubos deverão ser visualmente examinados em toda a sua circunferência,
interna e externa.
Exame radiográfico
Soldadores que fazem teste nos processos SMAW, SAW, GTAW, PAW, e GMAW
(exceto transferência “short – arc”) podem ser qualificados por exame radiográfico,
exceto para P-Nº 21 até P-Nº 25, P-Nº 51 até P-N 53, e P-Nº 61 até P-Nº 62.
Soldadores que fazem teste em metais de P-Nº 21 até P-Nº 25 e P-Nº 51 até
P-Nº 53 com processo GTAW também podem ser qualificados por exame
radiográfico.
PROCEDIMENTOS DE ENSAIO
O código ASME IX não faz menção direta quanto ao procedimento de exame visual,
entretanto, por se tratar de um exame não destrutivo o procedimento deverá estar de
acordo com o código ASME seção V, artigo 9.
Dobramento
Deve ser adotado o mesmo procedimento aplicável para a qualificação do
procedimento de soldagem já visto nesta.
Exame radiográfico
O código ASME IX não faz menção direta ao procedimento de exame radiográfico,
entretanto, por se tratar de um exame não destrutivo o procedimento deverá estar de
acordo com o código ASME V artigo 2.
CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO
Exame visual
As peças de teste deverão mostrar penetração total na junta e completa fusão do
metal de solda com o metal base.
Dobramento
São adotados os mesmos critérios aplicáveis a qualificação do procedimento de
soldagem.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 155

156. APOSTILA IV
Exame radiográfico
Os teste de qualificação de soldadores e operadores de soldagem, feitos por exame
radiográfico, serão julgados inaceitáveis quando a radiografia mostrar quaisquer
imperfeições excedendo os limites especificados abaixo:
1) indicações lineares.
Qualquer tipo de trinca ou zona de falta de fusão ou penetração.
2) Qualquer inclusão de escoria alongada que tenha um comprimento maior
que:
3,2 mm para espessura de deposito até 10 mm.
1/3 da espessura do deposito para espessura de deposito até 57 mm.
19 mm para espessura de deposito acima de 57 mm.
3) Qualquer grupo de inclusão de escoria em linha que tenha um comprimento
agregado maior que a espessura de deposito num comprimento de 12
vezes a espessura do deposito, exceto quando a distancia entre as
imperfeições sucessivas exceda 6L onde L é o comprimento da imperfeição
mais longa no grupo.
4) Indicações arredondadas
A dimensão máxima permitida para indicações arredondadas será 20% da
espessura de deposito ou 3,2 mm, o qual for menor.
Para solda em material com espessura menor que 3,2 mm, o numero Maximo de
indicações arredondadas não deverá exceder a 12 em 152 mm de comprimento de
solda. Um numero proporcionalmente menor de indicações arredondadas será
permitido para soldas com comprimento menor que 152 mm.
Para solda em material com espessura maior ou igual a 3,2 mm o código ASME IX
apresenta uma carta no anexo I representando os tipos aceitáveis de indicações
arredondadas. Indicações arredondadas menores que 0,8 mm de diâmetro Maximo
não deverão ser consideradas no critério de aceitação de exame radiográfico nos
testes de soldadores e operadores de soldagem nesta faixa de espessura de
material.
VARIÁVEIS
O código ASME IX, em seu artigo III “Qualificação de Soldadores”, lista as variáveis
essenciais para cada processo. O significado e a interpretação de cada variável
estão descritos no artigo IV “Dados de Soldagem” incluem as variáveis soldagem de
forma agrupada. A tabela que segue apresenta de forma compacta as variáveis
essenciais para soldadores e operadores de soldagem descritas no código
ASME IX.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 156

157. APOSTILA IV
Variáveis essenciais para soldadores
Variáveis essenciais
Parágrafo
Variáveis
.7
+ cobre junta
Maximo
qualificado
.16
.14
± metal de
adição
.15
Ø F-Nº
.22
QW-409
Elétricas
Ø t do metal
depositado
.32
QW-408
Gás
X
.1
posição
.3
Tipo de gás
combustível
.8
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Modo de
transferência
.4
X
X
X
Gás de purga
.2
X
Soldagem
vertical
.7
X
Corrente e
polaridade
X
X
Limites de t
(short arc)
.23
PAW
X
Arame solido
ou tubular com
núcleo não
metálico
Ø t do metal
depositado
.31
QW-405
Posições
GTAW
± incerto
.30
QW-404
Metal de
adição
GMAW
FCAW
X
SAW
X
Ø do tubo
Ø P-Nº
SMAW
- cobre junta
.18
QW-403
Metal de
base
.4
.2
QW-402
Juntas
OFW
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
X
X
Página 157

158. APOSTILA IV
20 DOCUMENTOS TÉCNICOS
PRINCIPAIS DOCUMENTOS TÉCNICOS APLICADOS A SOLDAGEM

Especificação de procedimento de soldagem (EPS)

Registro de qualificação de procedimento de soldagem (RQPS)

Instrução de execução e inspeção da soldagem (IEIS)

Certificado de qualificação de soldadores (CQS)

Relação de soldadores qualificados (RSQ)

Controle de desempenho de soldadores (CDS)

Relatório de inspeção de produto (RIP)
A ESPECIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM (EPS)
É um documento no qual os valores permitidos de diversas variáveis do processo
estão registrados para serem adotados, pelo soldador ou operador de soldagem,
durante a fabricação de uma dada junta soldada. Variáveis importantes de um
procedimento de soldagem e que, portanto, podem fazer parte de uma EPS incluem,
por exemplo, a composição, classe e espessura do(s) metal(is) de base, processo(s)
de soldagem, tipos de consumíveis e suas características, projeto da junta, posição
de soldagem, temperatura de pré-aquecimento e entre passes, corrente, tensão e
velocidade de soldagem, aporte térmico, número aproximado de passes e técnica
operatória.
Naturalmente, a forma exata de uma dada Especificação de Procedimento de
Soldagem e as variáveis por ela consideradas dependem da norma técnica que está
sendo aplicada.
Para que possa ser utilizada na produção, uma EPS deve ser antes qualificada.
Para isto, amostras adequadas devem ser preparadas e soldadas de acordo com a
EPS. Corpos de prova devem ser retirados destas amostras e testados ou
examinados, os resultados destes devem avaliados e, com base nos requerimentos
estabelecidos pela norma, projeto ou contrato, o procedimento deve ser aprovado ou
rejeitado (neste caso podendo ser convenientemente modificado e testado
novamente).
As normas de qualificação tratam de formas diferentes as variáveis, o código
ASME IX traz três tipos de variáveis para qualificação de um procedimento, ou seja,
as variáveis essenciais, não essenciais, e essenciais suplementares. Para
qualificação de soldadores e operadores de soldagem, somente as variáveis
essenciais.
A norma AWS D1. 1 cita as variáveis essenciais e as variáveis essenciais
suplementares para qualificação do procedimento de soldagem, e as variáveis
essenciais para qualificação de soldadores e operadores de soldagem.
A norma API 1104 trata somente das variáveis essenciais tanto para a qualificação
do procedimento de soldagem, quanto para a qualificação de soldadores e
operadores de soldagem.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 158

159. APOSTILA IV
O anexo I mostra um exemplo de um formulário para EPS, de acordo com a
norma ASME IX. Recomenda-se que para cada norma tenha-se um formulário
adequado, para atender seus requisitos e ou variáveis.
REGISTRO DE QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM (RQPS)
A qualificação de um procedimento de soldagem é feita observando todos os
parâmetros e condições estabelecidas na EPS, seguida de ensaio e exame da
chapa ou tubo teste.
O RQPS é um registro das variáveis obtidas durante a soldagem da peça teste. Ele
também contem os resultados dos ensaios dos corpos de prova. As variáveis
obtidas normalmente caem dentro de uma pequena faixa das variáveis reais que
serão usadas na soldagem da produção.
O RQPS deverá conter todas as variáveis essenciais do processo, e quando
requerido, as variáveis suplementares para cada processo de soldagem usado na
soldagem da peça teste. As variáveis essenciais e outras variáveis podem ser
registradas na opção do fabricante e ou contratante.
As variáveis, se registradas, devem ser variáveis reais (incluindo faixas) usadas
durante a soldagem da peça teste.
Se as variáveis não foram monitoradas durante a soldagem, elas não deverão ser
registradas. As faixas e dados obtidas não significam que deveram ser usadas
integralmente em seus extremos, na produção, a menos que haja algum requisito
devido a uma variável essencial suplementar.
Quando mais de um processo de soldagem ou metal de adição for utilizado na solda
da peça teste, a espessura de metal depositada aproximada de cada processo ou
metal de adição deverá ser registrada.
Diversas EPS’s podem ser preparadas com base em um RQPS, em função das
variáveis essenciais, e podem ser necessários vários RQPS’s para dar suporte a
uma EPS (ex: peça de teste soldada em mais de uma posição de teste).
O anexo 2 mostra um exemplo de um formulário RQPS de acordo com ASME
IX. Recomenda-se que para cada norma tenha-se um formulário adequado para
atender seus requisitos e ou variáveis.
INSTRUÇÃO DE EXECUÇÃO E INSPEÇÃO DE SOLDAGEM (IEIS)
Este documento técnico é elaborado para cada equipamento, e deve conter para
cada junta a ser soldada os parâmetros principais dos procedimentos de soldagem
qualificados e a indicação dos exames e ensaios exigidos.
Por suas características, é um instrumento de uso diário do inspetor, para o controle
da execução e inspeção de soldagem. Este documento é elaborado a partir dos
desenhos de fabricação e montagem dos equipamentos, procedimentos de
soldagem qualificados e requisitos das normas técnicas aplicáveis.
Ele é composto basicamente de três partes:

Desenho do equipamento com identificação de todas as juntas a serem
soldadas.

Parâmetros principais da operação de soldagem, obtidos nos procedimentos
de soldagem para cada junta a ser soldada.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 159

160. APOSTILA IV
Exames e testes a serem realizados para cada junta a ser soldada. Os dados
para o preenchimento são obtidos na norma de projeto e nas normas de
fabricação e montagem do equipamento.
A seqüência de execução da solda deve, sempre que necessário ser indicada no
croqui da junta.
Nas colunas “inspeção” devem ser indicados a extensão do exame aplicável, em
percentagem e o código, apresentado neste formulário, para a responsabilidade pela
execução do exame e pela fiscalização, em cada caso.
No caso de ensaio de dureza por pontos, etc. deve ser utilizada a coluna “outros
testes”.

O anexo 3 mostra um exemplo do formulário IEIS.
CERTIFICADO DE QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES E OPERADORES DE
SOLDAGEM
A qualificação dos soldadores e operadores é feita observando todos os parâmetros
e condições estabelecidas na EPS qualificada, seguida de ensaios e exames da
peça teste.
O certificado de qualificação do soldador, operador de soldagem ou ponteador, deve
incluir as variáveis essenciais, o tipo e resultado do teste e a faixa qualificada.
O anexo 4 mostra um exemplo de formulário para CQS, de acordo com a ASME
IX. Recomenda-se que para cada norma tenha-se um formulário adequado,
para atender seus requisitos e ou variáveis.
RELAÇÃO DE SOLDADORES / OPERADORES DE SOLDAGEM QUALIFICADOS
É um documento técnico com informações resumidas da abrangência das
qualificações e operadores de soldagem.
O resumo contido nesta relação fornece ao inspetor de soldagem os dados que
possibilitam saber de modo mais rápido, se os soldadores e operadores de
soldagem estão trabalhando dentro dos limites da qualificação.
O preenchimento desta relação é feito com os dados dos certificados de
qualificação.
O anexo 5 mostra um exemplo um exemplo de formulário RSOSQ. Recomendase que para cada norma tenha-se um formulário adequado, para atender seus
requisitos e variáveis.
CONTROLE DE DESEMPENHO DE SOLDADORES E OPERADORES DE
SOLDAGEM
É um documento técnico para controle de desempenho dos profissionais citados. O
controle é feito pela confrontação entre a quantidade de soldas inspecionadas e
quantidade de soldas defeituosas de cada soldador e ou operador de soldagem.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 160

161. APOSTILA IV
Este controle deve ser atualizado em períodos de no Maximo uma semana, para
que, em tempo, sejam tomadas as medidas necessárias à manutenção da
qualidade.
O controle de desempenho deve estar baseado nos resultados dos exames
radiográficos e ou ultra sônicos.
O anexo 6 mostra um exemplo de formulário para CDS.
RELATÓRIO DE INSPEÇÃO DO PRODUTO
Registrar observações e decisões é o passo final para um inspetor de soldagem.
Muitas pessoas estão esperando por elas. O inspetor de soldagem pode sentir que
ele é o único responsável pela qualidade do produto, mas o seu empregador,
também tem muitas responsabilidades relacionadas com as organizações, clientes,
e etc.
CONTEÚDO DO RELATÓRIO
Um bom relatório começa com uma boa manutenção do registro. Bons registros não
apenas protegem o inspetor de soldagem; eles também o ajudam a seguir uma
política de padrões uniformes.
O relatório de inspeção deve estar conciso de forma que outros não tenham
nenhuma dificuldade de entendê-lo, o mesmo deve estar completo o suficiente para
ser claro a um leitor com pouco conhecimento do produto inspecionado.
O relatório de vê ser completo, preciso e tem que ter as assinaturas apropriadas.
Todos os dados requeridos pela norma ou código devem ser preenchidos a tinta.
Novamente, deve ser observado que não são permitidas rasuras nestes
documentos. Erros devem ser riscados por uma única linha e não apagados.
Quando são feitas tais correções, elas devem estar acompanhadas por rubricas do
inspetor e a data da mudança. Deste modo, não haverá nenhuma duvida sobre
quem fez a mudança e quando aconteceu.
Relatórios devem incluir referencias de outros relatórios que o inspetor de soldagem
vê e usa como ferramentas no seu próprio processo de inspeção.
O inspetor de soldagem de qualquer nível deve manter um jogo de registros para
cada contrato sob sua vigilância, detalhando toda a inspeção feita em todas as
juntas. Para um pequeno trabalho, estes registros podem estar contidos em um
único arquivo, enquanto trabalhos maiores podem requerer que os registros sejam
separados em vários arquivos. Esta seleção é freqüentemente uma questão de
preferência pessoal, porem, alguns códigos estipularão que estas informações
deveriam ser organizadas e mantidas. A característica importante é assegurar que o
sistema usado seja facilmente compreendido por todos os indivíduos não só pelo
inspetor.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 161

162. APOSTILA IV
VERIFICAÇÃO DO RELATÓRIO
Depois de escrever o relatório as seguintes perguntas deveriam ser feitas como
verificação da qualidade do mesmo.

Todos os dados requeridos no relatório pelo código, norma ou especificação
estão completos? Corretos? Assinados?

Todos os formulários, relatórios, e dados estão incluídos ou corretamente
referenciados?

Os fatos são declarados claramente e concisamente?

Pode o leitor alcançar as mesmas conclusões lógicas ou tomar decisões dos
fatos e dados no relatório hoje? Em dois meses? Em seis meses?

A organização global do relatório apresenta um quadro total para o leitor?

O relatório mantém uma seqüência lógica? Por exemplo, segue o processo
de fabricação? Procedimento de inspeção? Processo de aceitação?

Os propósitos e os objetivos dos relatórios foram atendidos?
Observação: Os formulários para o relatório de inspeção podem ser padronizados
para atividades especificas, ( Ex, inspeção de recebimento, exame visual, etc.) ou
para uso geral.
SISTEMA DE ARQUIVAMENTO DE DOCUMENTAÇÃO
O inspetor de soldagem
documentação:
deve manter sob seu controle o arquivo da seguinte

Especificação de Procedimentos de Soldagem

Registro das Qualificações de Procedimentos de Soldagem

Registros das Qualificações de Soldadores e Operadores de Soldagem

Procedimentos para Tratamento Térmico

Instruções de Execução e Inspeção de Soldagem

Relação de Soldadores e Operadores de Soldagem Qualificados

Controle de Desempenho de Soldadores e Operadores de Soldagem

Relatório de Inspeção

Certificado de Qualidade de Materiais e Consumíveis
O arquivamento deve ser feito, de maneira que as informações possam ser
rapidamente recuperadas. E está representado a seguir um exemplo de como um
sistema de arquivamento pode ser organizado.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 162

163. APOSTILA IV
Documentos de uso geral
São documentos aplicáveis a todos os equipamentos ou a vários deles.

Especificação de Procedimentos de Soldagem

Registro das Qualificações de Procedimentos de Soldagem

Registros das Qualificações de Soldadores e Operadores de Soldagem

Procedimentos para Tratamento Térmico

Instruções de Execução e Inspeção de Soldagem

Relação de Soldadores e Operadores de Soldagem Qualificados

Controle de Desempenho de Soldadores e Operadores de Soldagem
Documentos de uso especifico
São documentos aplicáveis a determinados equipamentos.

Instruções de execução e inspeção de soldagem

Relatórios de inspeção

Certificados de qualidade de materiais e consumíveis

Procedimentos de tratamento térmico
Esta classificação sugerida é variável em função das características especificas de
cada serviço. Se a classificação sugerida aplicável, o arquivo poderia ser construído
das seguintes pastas:
Pasta 1.1 Procedimento de Soldagem
Contendo as especificações dos procedimentos de soldagem com os respectivos
registros de qualificação.
Pasta 1.2 Soldadores / operadores de soldagem
Contendo os registros das qualificações, a relação de soldadores operadores de
soldagem qualificados e o controle de desempenho.
Pasta 2.1 Equipamento “X”
Contendo as instruções de execução e inspeção da soldagem, relatórios de
inspeção, certificados de qualidade de materiais e consumíveis e procedimentos de
tratamento térmico.
Pasta 2.2 Em diante: idem a pasta 2.1 sendo uma para cada equipamento
Pode-se observar que um sistema assim organizado torna as informações são
facilmente recuperáveis, alem de simplificar o arquivamento dos documentos
técnicos.
WENDEL FERNANDES DA ROCHA INSTRUTOR DE SOLDAGEM
Página 163

164. APOSTILA IV
21 ANEXOS
ANEXO (1) EPS

165. APOSTILA IV
ANEXO ( 2 ) RQPS

166. APOSTILA IV
ANEXO ( 2 ) RQPS CONTINUAÇÃO

167. APOSTILA IV
ANEXO ( 3 ) IEIS

168. APOSTILA IV
ANEXO ( 3 ) IEIS CONTINUAÇÃO

169. APOSTILA IV
ANEXO ( 4 ) CQS

170. APOSTILA IV
ANEXO ( 5 ) RSQ

171. APOSTILA IV
ANEXO ( 6 ) CDS

172. APOSTILA IV
ANEXO ( 7 ) FIGURAS
Figura corpos de prova QW 462 código ASME IX
Figura corpos de prova tração seção reduzida chapas QW 462.1 (a) código
ASME IX.

173. APOSTILA IV
Figura corpos de prova tração-seção-reduzida-chapas QW 462.1 (b) código
ASME IX.
Figura corpos de prova dobramento lateral QW 462.2 código ASME IX.

174. APOSTILA IV
Figura corpos de prova dobramento de face e de raiz longitudinal
QW 462.3 (a) código ASME IX.
Figura corpos de prova dobramento de face e de raiz transversal
QW 462.3 (b) código ASME IX.

175. APOSTILA IV
Figura corpos de prova soldas em
ângulo procedimento
QW 462.4 (a) código ASME IX.
Figura corpos de prova soldas em
ângulo desempenho
QW 462.4 (a) código ASME IX.
Figura critérios para a retirada dos corpos de prova
QW 463 código ASME IX.

176. APOSTILA IV
Figura critérios para retirada dos corpos de prova chapas - dobramento
longitudinal Qualificação do Procedimento.
QW 463.1(c) código ASME IX.
Figura critérios para retirada dos corpos de prova tubos
Qualificação do Procedimento.
QW 463.1(d) código ASME IX.

177. APOSTILA IV
Figura critérios para retirada dos corpos de prova tubos
Qualificação do Procedimento.
QW 463.1(e) código ASME IX.
Figura critérios para retirada dos corpos de prova chapas
Qualificação do desempenho.
QW 463.2 código ASME IX.

178. APOSTILA IV
Figura critérios para retirada dos corpos de prova tubos
Qualificação do desempenho.
QW 463.2 código ASME IX.
Figura critérios para retirada dos corpos de prova tubos
Qualificação do desempenho.
QW 463.2 código ASME IX.

179. APOSTILA IV
22 REFERÊNCIAS
Bibliográficas
American Welding Society AWS, Welding Handbook – Ninth Edition, Welding
Science e technology, volume I, 2001
FBTS – Apostila do curso para inspetor de soldagem
CETRE – Apostila do curso de inspetor de soldagem N 1 Documentos Técnicos e
Qualificação de Procedimento e Soldadores
ZIEDAS, Selma e TATINI, Ivanisa, Soldagem – Coleção Tecnologia – SENAI, 1ª ed.,
São Paulo, 1997.
Normas
PETROBRAS N-2161
PETROBRAS N-1590
PETROBRAS N-1597
Código
ASME section IX Welding and Brazing Qualifications
Apostilas encontradas nos sites:
http://www.demet.ufmg.br/labs/soldagem/textos/normasqualificação.pdf
http://cursos.unisanta.br/mecanica/ciclo8/Capitulo1-parte2.pdf
http://www.gps.dema.fem.unicamp.br/aulas2007/ensaio_de_tracao.pdf
http://www.laboratorios.mecanica.ufrj.br/fabricacao/PF/tc.htm
http://www.abende.org.br/biblioteca_apostila.php?=1056&h=660#liquido
http://www.abende.org.br/biblioteca_apostila.php?=1056&h=660#particulas
http://www.abende.org.br/biblioteca_apostila.php?=1056&h=660#ultra
http://www.abende.org.br/biblioteca_apostila.php?=1056&h=660#radiologia
http://www.abende.org.br/biblioteca_apostila.php?=1056&h=660#protec
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