Ensaios por Correntes de Foucault
Uma técnica de teste não destrutivo que pode ser usada em materiais condutivos é o ensaio por correntes de Foucault. Adjacente à superfície de teste está uma bobina de teste alimentada por corrente alternada.
Correntes de Foucault são criadas na peça de teste como resultado do campo magnético alternado produzido. A bobina de teste muda de forma quantificável devido às variações no fluxo de correntes de Foucault. Essas modificações podem ser observadas em uma tela e analisadas para encontrar defeitos.
Ao monitorar as variações na impedância da bobina de teste de correntes de Foucault, é possível identificar se a amostra de teste possui defeitos.
As variações de impedância da bobina são representadas por variações de tensão em relação à amplitude do sinal e fase. Flutuações de ângulo de fase e/ou amplitude do sinal estão conectadas a circunstâncias de defeito, como perda volumétrica e percentual.
A condutividade da peça de teste e a espessura de qualquer revestimento aplicado aos materiais condutivos também podem ser determinadas usando a técnica de inspeção por correntes de Foucault, além de detectar degradação.
Como funcionam as correntes de Foucault?
Quando uma bobina CA energizada se aproxima de um condutor, correntes de Foucault são criadas por um campo magnético alternado.
Ao monitorar as mudanças de impedância que ocorrem na bobina CA, é possível identificar quando um defeito no material afeta o fluxo de correntes. Encontrar falhas no tubo do condensador e no trocador de calor pode ser feito de forma altamente eficaz e não destrutiva usando este procedimento de teste.
O que significa o ensaio por correntes de Foucault?
Uma das técnicas de teste não destrutivo que utiliza o princípio do eletromagnetismo para encontrar defeitos em materiais condutivos é o ensaio por correntes de Foucault. Em contato próximo à superfície de teste, é inserida uma bobina especialmente fabricada alimentada por corrente alternada, criando um campo magnético oscilante que interage com o componente de teste e causa correntes de Foucault na área.
Então, as mudanças na corrente alternada fluindo na bobina de excitação principal são medidas, juntamente com as variações nas fases e amplitudes dessas correntes de Foucault.
Variações na condutividade elétrica, na permeabilidade magnética da peça de teste ou na existência de qualquer descontinuidade afetarão a corrente de Foucault, que variará as fases e a amplitude da corrente medida. Os defeitos são encontrados interpretando as mudanças conforme indicado em uma tela.
Como funcionam os testes por correntes de Foucault?
O método depende da indução eletromagnética, uma característica do material. A corrente alternada de um tubo de cobre cria um campo magnético. À medida que a corrente alternada aumenta e diminui, o tamanho do campo muda. O campo magnético em mudança ao redor da bobina penetra o material e, de acordo com a Lei de Lenz, produz uma corrente de Foucault no condutor, se a bobina for subsequentemente colocada perto de outro condutor elétrico. Esta corrente de Foucault, por sua vez, gera seu próprio campo magnético. A corrente e a tensão fluindo na bobina são afetadas por este campo magnético "secundário", que está em oposição ao campo magnético "primário".
Quaisquer mudanças na condutividade do material, como defeitos próximos à superfície ou espessura, podem afetar a magnitude da corrente de Foucault. O princípio básico do ensaio por correntes de Foucault é a detecção dessa mudança usando a bobina primária ou a bobina detectora secundária.
A permeabilidade de um material determina quão facilmente ele pode ser magnetizado. Quando a permeabilidade do meio aumenta, a profundidade de penetração diminui. As aços ferríticos têm a permeabilidade magnética centenas de vezes maior do que metais não magnéticos, como
aços inoxidáveis austeníticos,
alumínio, e
cobre.
À medida que a profundidade aumenta, a densidade da corrente de Foucault e a sensibilidade ao defeito diminuem. A permeabilidade e a condutividade do metal têm um efeito sobre quão rapidamente o valor cai. A penetração é influenciada pela condutividade. Metais com alta condutividade têm um maior fluxo de corrente de Foucault na superfície, enquanto metais com baixa condutividade, como cobre e alumínio, têm menor penetração.
A frequência da corrente alternada pode ser alterada para controlar a profundidade de penetração; quanto mais baixa a frequência, mais profunda a penetração. Assim, frequências baixas identificam defeitos sub-superficiais, e frequências altas, defeitos próximos à superfície. No entanto, a sensibilidade de detecção de defeitos diminui quando a frequência é reduzida para fornecer melhor penetração. Portanto, existe uma frequência ideal para cada teste para fornecer a profundidade e sensibilidade necessárias.
O que significa o termo “inspeção de tubos por correntes de Foucault”?
O ensaio por correntes de Foucault é frequentemente usado para inspecionar os tubos em
trocadores de calor e
condensadores.
Esta é uma utilização frequente da técnica.
O teste utilizando correntes de Foucault faz uso da indução eletromagnética para localizar defeitos nos tubos. Uma sonda é introduzida no tubo e movida ao longo de todo o seu comprimento. Correntes de Foucault são produzidas pelas bobinas eletromagnéticas incluídas dentro da sonda, e sua presença pode ser detectada simultaneamente medindo a impedância elétrica da sonda.
A inspeção de tubos por correntes de Foucault é a técnica não destrutiva para identificar falhas nos tubos. É eficaz em uma variedade de materiais de tubulação diferentes e pode revelar anomalias que têm o potencial de causar problemas significativos para trocadores de calor e condensadores.
Quais são os diferentes tipos de Teste Não Destrutivo (TND)?
Teste visual,
Exame por penetrante líquido,
Ensaio ultrassônico,
Fuga de fluxo magnético, e
Ensaio por partículas magnéticas
são técnicas adicionais de TND.
A técnica de teste por correntes de Foucault pode ser usada para identificar uma variedade de defeitos em tubos, incluindo:
Erosão do diâmetro externo (DE) e diâmetro interno (DI)
Pitting no DE e DI
Desgaste (de estruturas de suporte e partes soltas)
Trincas
Padrão e Calibração do Ensaio por Correntes de Foucault
Assim como qualquer outra técnica de teste não destrutivo (TND), o ensaio por correntes de Foucault requer que todos os sistemas sejam calibrados contra padrões de referência adequados. Os blocos de calibração devem ser idênticos ao objeto sendo testado em termos de
material,
condição de tratamento térmico,
forma, e
tamanho.
O bloco de calibração tem falhas enganosas que replicam imperfeições para identificação de defeitos e tem espessuras variadas para detecção de corrosão. O método de teste por correntes de Foucault requer um operador profissional treinado.
Que tipo de material é testado usando correntes de Foucault?
Qualquer material condutor
Não magnético
Substância ferromagnética fraca
pode ser adequadamente testado usando a tecnologia de correntes de Foucault.
Isso se aplica a substâncias como
aço inoxidável cromo-molibdênio ferrítico e
ligas de níquel.
Que tipos de inspeções podem ser realizadas utilizando correntes de Foucault?
Entre os métodos de teste por correntes de Foucault incluem, mas não se limitam a:
Teste de tubulação de trocadores de calor usando correntes de Foucault.
Verificação da resistência de parafusos e soldas.
Realização de teste de condutividade para examinar materiais tratados térmicamente.
Verificação de defeitos em superfícies metálicas.
Identificação da presença de corrosão no metal.
Porque os resultados são rápidos e não precisam tocar o metal real, isso é altamente útil para examinar a integridade estrutural de edifícios compostos por materiais condutores, como cobre, aço e alumínio. Esses métodos de teste podem ser usados para confirmar que materiais condutores, como tubos, não estão enferrujados, picotados ou rachados. Eles podem ser usados para medir a dureza do metal e a espessura de revestimentos não condutores, como tinta. O teste por correntes de Foucault é frequentemente realizado, por exemplo, para garantir que a tubulação do trocador de calor não esteja deteriorada.
Tipos Comuns de Sondas de Correntes de Foucault
