A análise por ultrassons é um tipo de ensaio não destrutivo. Estuda a propagação de ondas sonoras nos materiais testados, o que possibilita a detecção de falhas profundas. Ao longo deste artigo vamos explorar o potencial da análise por ultrassons como instrumento de monitoramento da condição e como método de manutenção preditiva.

 

Como funciona a análise por ultrassons?

Existem várias técnicas de análise por ultrassons. No seu cerne, funcionam todas da mesma maneira: há um transdutor que se liga a um detector de falhas ou máquina de diagnóstico (que é um receptor de impulsos e um osciloscópio). Normalmente, o transdutor está ligado ao objeto que está sendo inspecionado por um acoplante, como um gel, óleo ou água. No entanto, técnicas sem contato (por exemplo, transdutores acústicos eletromagnéticos) não necessitam do acoplante.

 

objeto ➡ acoplante ➡ transdutor ➡ máquina de diagnóstico

 

Os transdutores de ultrassons também não são todos iguais. Existem dois métodos de ensaio por ultrassons: reflexão (modo pulso-eco) e atenuação (modo transmissão).

 

No modo pulso-eco, o transdutor tanto emite como recebe as ondas. As ondas refletidas (o eco) sinalizam imperfeições, que são exibidas na máquina de diagnóstico como uma amplitude no eixo dos yy para representar a intensidade. A distância ou o tempo aparecem no eixo xx, o que nos permite determinar a profundidade do sinal. É muito comum na análise por ultrassons de contato.

 

Nos testes de modo transmissão, um dispositivo emite ondas (o transmissor) e outro recebe a energia sonora (o receptor). Imperfeições e falhas diminuem a quantidade de energia que chega ao receptor (atenuação da energia), o que permite detectar falhas e outras condições. Tipicamente, o transmissor e o receptor estão imersos, denominando-se assim de análise por ultrassons imersa.

 

Análise por ultrassons: aplicações

  • A análise por ultrassons pode ser feita em metais e ligas, mas também pode ser usada em concreto, madeira e composites. É frequentemente utilizada em construções de aço e alumínio, metalurgia, produção e nas indústrias aeroespacial e automóvel.

 

  • Detecção de vazamentos em ar comprimido, gás inerte, sistemas de vácuo e torneiras. Sabia que 31% do consumo energético pode ser evitado através da reparação de fugas? Se tiver informação suficiente, tente estimar o custo das vazamentos nas suas instalações para estimar o retorno do investimento. Além disso, evitar os vazamentos também reduz a pegada de carbono.

 

  • Sistemas elétricos. A análise por ultrassons pode ser muito útil para inspeções elétricas e detecção de arcos elétricos, diminuindo o risco de perigos elétricos ou incêndios elétricos. Além disso, os técnicos podem efetuar a inspeção em segurança, sem entrar em contato direto com componentes elétricos.

 

  • Equipamentos mecânicos. A análise por ultrassons é apropriada para inspeções mecânicas, visto que pode avaliar a espessura e detectar corrosão. Também é adequada para monitorar o desgaste dos rolamentos e para determinar a frequência de lubrificação dos rolamentos e a quantidade da mesma. A sublubrificação faz com que o desgaste dos componentes seja mais rápido do que o habitual, enquanto a lubrificação excessiva pode causar danos a longo prazo nos motores.

 

Vantagens da análise por ultrassons

A análise por ultrassons tem várias vantagens, em comparação tanto com a manutenção preventiva “tradicional” como com outras ferramentas de manutenção preditiva. Aqui estão as principais vantagens deste método:

 

  • Detecta falhas profundas que de outras formas não seriam detectadas;

 

  • Tem alta sensibilidade e precisão, por isso consegue detectar mesmo as falhas de menor dimensão;

 

  • É um teste não destrutivo que pode ser realizado em qualquer momento, e não afeta a máquina nem os equipamentos próximos;

 

  • Requer acesso apenas à superfície, sendo considerada uma opção segura para os técnicos (por exemplo, os técnicos podem avaliar o estado do equipamento elétrico sem correr riscos desnecessários ao se aproximarem dele);

 

  • Tem um grande potencial de automatização, o que a tornaria ainda mais acessível e eliminaria qualquer risco que ainda possa ter para os técnicos.

 

⚙️ Como automatizar a análise por ultrassons

Os sensores de análise por ultrassons recolhem dados para utilização imediata. Os dados são transferidos para uma plataforma de manutenção para análise e acompanhamento do desempenho. Se a própria plataforma for inteligente, notificará os gestores quando os valores se desviarem dos valores base e/ou se alterarem ao longo do tempo. Estes sensores podem também ser ligados a outros dispositivos que possam fornecer informações importantes, como termômetros, câmaras e analisadores de espectro.

 

  • Além de detectar defeitos, também oferece mais informação que pode ajudar no diagnóstico, como tamanho, orientação, forma e assim por diante.

 


Combine a análise por ultrassons com a análise de vibração

Algumas pessoas dizem que a análise por ultrassons e a análise de vibração detectam as mesmas falhas. Contudo, em alguns casos, como as falhas de rolamentos, uma análise por ultrassons pode detectar problemas ainda mais cedo do que a análise de vibração. É a “primeira linha de defesa”. Também defendemos que a informação que ambas as análises fornecem é diferente: a análise por ultrassons pode detectar falhas, e a análise de vibração pode diagnosticá-las. A combinação das duas é altamente eficaz.

 

Desvantagens da análise por ultrassons

A análise por ultrassons não tem muitas desvantagens, especialmente quando comparada com outros métodos de manutenção preditiva complexos e mais caros. Vamos analisar mais de perto as desvantagens da análise por ultrassons:

 

  • Não é apropriada para peças com uma forma irregular ou muito finas. A superfície inspecionada deve estar limpa e livre de objetos soltos, tinta descascando, etc.

 

  • Se a análise por ultrassons não for automatizada, os técnicos precisam receber formação especializada. Os gestores que recebem os dados precisam de ter um vasto conhecimento.

 

  • Como a maioria das ferramentas de monitoramento da condição/manutenção preditiva, requer um investimento inicial em equipamentos e ferramentas de análise de dados. No entanto, há vários tipos de equipamentos disponíveis no mercado e provavelmente encontrará opções mais acessíveis (em comparação com outras ferramentas de manutenção preditiva).

 

  • O equipamento precisa cumprir as normas e ser calibrado em intervalos de tempo específicos para garantir a exatidão das leituras.

 

A utilização da análise por ultrassons para detectar falhas em materiais espessos foi proposta pela primeira vez na década de 1930. Quase cem anos mais tarde, a análise por ultrassons se tornou uma realidade e um dos mais versáteis métodos de manutenção preditiva que os gestores podem aplicar.