Os ensaios realizados nos materiais apresentam grande importância, pois servem para averiguação de suas propriedades, realização de análises de risco, analisar possíveis falhas, verificar o comportamento do material sob condições de trabalho, entre muitas outras características. Estes podem ser divididos em Ensaios mecânicos e Ensaios não destrutivos (END).

Os Ensaios Mecânicos são destrutivos, ou seja, o material ou objeto testado sofrerá uma deformação permanente. Assim, muitas vezes o seu uso posterior torna-se inviável.

Os Ensaios não Destrutivos, bem como o próprio nome diz, são ensaios que não afetam o material física e quimicamente. Desse modo, seu uso posterior não é afetado.

Ensaios mecânicos

Os ensaios mecânicos são realizados em protótipos ou em corpos de prova. A importância da realização de ensaios em protótipo se dá pela possibilidade de verificar o comportamento do material sob as condições de uso do objeto. Deste modo, é possível avaliar se o material apresenta características adequadas à sua função. Por outro lado, quando o ensaio é feito em corpos de prova, os resultados obtidos são mais gerais. Normalmente os corpos de prova são utilizados para testar as propriedades intrínsecas do material.

A escolha do tipo de ensaio depende:

• Aplicação do material;
• Tipos de esforços que ele irá passar;
• Propriedades mecânicas que se deseja medir.

Os resultados podem ser quantitativos, ou seja, apresentam valores numéricos dos fatores ensaiados, ou qualitativos, que podem servir como uma informação complementar para o projeto em desenvolvimento. Portanto, deve-se atentar ao ensaio escolhido para obter os resultados desejados.

Saiba como detectar falhas em seu produto/componentes lendo o nosso artigo:  Análise de Falhas

Importância dos principais tipos de Ensaios mecânicos

Ensaio de Tração

• Fornece informações sobre a resistência do material (limite de resistência à tração, limite de escoamento, módulo de elasticidade, resiliência, tenacidade, ductilidade);
• Controle de especificações;
• É fácil de ser executado e é reprodutível.

Ensaio de Compressão

• Fornece informações sobre a resistência do material;
• Muito utilizado em materiais frágeis ou materiais a serem forjados.

Ensaio de Dureza

• Apresenta rapidez de análise;
• É fácil de ser executado;
• O erro humano é reduzido neste tipo de ensaio;
• É capaz de diferenciar pequenas diferenças de durezas.

Ensaio de Impacto

• Permite verificar a resistência ao impacto de um material. Ou seja, verifica quanta energia o material absorveu até sua ruptura;
• Apresenta características que possibilitam identificar certas características do material.

Ensaio de Dobramento

• Apresenta resultados qualitativos da ductilidade do material;
• Muito utilizado em materiais de construção, para averiguação da resistência sob utilização.

Tem interesse em realizar um ensaio? Acompanhe nosso conteúdo sobre Ensaios de Tração

Ensaios não destrutivos

O principal uso dos Ensaios não Destrutivos é para detectar falhas em produtos acabados ou semiacabados.

Os END são usados para controle de qualidade da peça, assim, garantem a confiabilidade em inspeções e podem contribuir com redução de custos. Desta forma, a importância destes ensaios se dá pela possibilidade de trazer informações a respeito da quantidade de defeitos existentes e acompanhar a vida útil do objeto.

“Segundo a ASNT – American Society for Nondestructive Testing, END são empregados na determinação da condição física de um objeto sem que isso afete a capacidade do mesmo satisfazer as suas funções tais como previstas na etapa de projeto”

Com isso, as principais razões para o uso dos END são:

• Prevenir acidentes, por conta de falhas em materiais;
• Manter qualidade do objeto;
• Garantir confiabilidade;
• Controle de qualidade em todas as etapas produtivas.

Veja também o que pode contribuir com redução de custos com Ecodesign: conheça o conceito e saiba como reduzir custos

Alguns fatores podem influenciar nos resultados obtidos nos ensaios:

• Material do objeto;
• Processo de fabricação;
• Geometria do objeto.

As falhas que os END podem encontrar são: trincas, delaminações, porosidade, inclusões, bolhas, vazios, perdas de espessura, entre outros.

Tipos de Ensaios não Destrutivos e sua importância

Ensaios visuais

Os ensaios visuais são os mais utilizados pela indústria atualmente, sendo que cerca de 80% é pela indústria aeronáutica. É sempre o primeiro END aplicado em inspeções de peças e componentes e normalmente são associados a outros métodos de ensaio.

Estes podem ser divididos em ensaio visual direto, ensaio visual indireto e ensaio visual remoto. O ensaio visual direto é feito a olho nu, portanto, sem uso de equipamentos, seguindo determinadas regras. Já o ensaio visual indireto, é realizado com equipamentos, tais como lentes de aumento, microscópios, entre outros. Quando não é possível ter acesso a imagens com os dois anteriores, é realizado o ensaio visual remoto desta forma, seu uso é feito com equipamentos mais refinados, como boroscópios, friboscópios, etc.

A partir destes ensaios é possível detectar falhas visíveis nos componentes e peças analisadas.

Líquido penetrante

Este tipo de ensaio é utilizado em materiais que apresentam descontinuidade, ou seja, uma “interrupção” na estrutura física do material. Ele consiste em adicionar um determinado líquido na abertura da peça, retira-se o excesso de líquido e em seguida adiciona-se um segundo líquido denominado revelador. Com isso, possíveis falhas são “desenhadas” (contornadas) e ficam visíveis.

Logo após o início da secagem, pode-se verificar a evolução das descontinuidades e caracterizá-las. O tempo de revelação depende de cada material analisado; aqueles com falhas mais finas e rasas apresentam um tempo maior, já as falhas mais profundas podem ficar visíveis rapidamente.

É importante a realização deste ensaio para a detecção de descontinuidades, tais como trincas, poros, dobras, entre outros. Além disso, pode ser utilizado em diversos tipos de materiais. Sua aplicação mais comum é na verificação de vazamentos em tubos, tanques, caldeiras e componentes internamente pressurizados.

Ultrassom

Um ensaio de Ultrassom é realizado com auxílio de um equipamento específico. Este equipamento transmite sinais elétricos controlados, que são transformados em ondas ultrassônicas. Estas ondas “voltam” quando captam algo e, com isso, são mostradas imagens em uma tela como sinal luminoso, denominadas ecos. Estes ecos, portanto, são o registro das descontinuidades encontradas no componente analisado.

O ultrassom possui uma alta sensibilidade em detecção de descontinuidades internas. Desse modo, sua maior aplicação se dá em peças com grandes espessuras, geometrias complexas, juntas de soldas, chapas, entre outros.

Por ser um processo com resultados imediatos, ou seja, as imagens são geradas durante o ensaio, não é preciso processos intermediários para sua realização. Além da imagem gerada, também é possível saber a localização, o tamanho e a interpretação das descontinuidades encontradas. Por conta destas características o ensaio de ultrassom é preferível, em vez de um por radiações penetrantes, por exemplo.

Os Ensaios também te auxiliam na escolha de materiais para o que você procura! Saiba 7 fatores para a escolha do melhor material para o seu produto!

Conclusão

Existem diversos tipos de ensaios dos materiais, cada qual com suas características e resultados. O tipo de ensaio a ser escolhido depende do que se quer analisar, ou seja, qual a característica procurada ou qual o defeito a ser detectado.

Com a realização dos ensaios, além de descobrir as propriedades e/ou defeitos em componentes, há a possibilidade reavaliar os processos aos quais o produto passa, permitindo, não apenas um aperfeiçoamento, mas também uma redução de custos. Portanto, os Ensaios dos Materiais traz diversos benefícios além das características buscadas.

 

 

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Texto escrito por Mirella Iglesias, consultora do núcleo de Engenharia de Materiais da EESC jr. Empresa Júnior de Arquitetura e Engenharia da USP São Carlos