Ensaios não destrutivos, comumente abreviados como END, são usados para identificar descontinuidades de materiais sem cortar ou inutilizar o componente inspecionado. Para uma porca esférica, os métodos possíveis incluem testes visuais, testes de partículas magnéticas, testes de líquido penetrante, testes de correntes parasitas e testes ultrassônicos.
Nem todo método é apropriado para cada porca ou lote de produção. Material, geometria, condição de tratamento térmico, tipo de defeito, estágio de inspeção e requisitos do cliente determinam qual método deve ser utilizado.
O END também não substitui a inspeção dimensional e funcional. Uma porca esférica pode estar livre de rachaduras detectáveis, mas ainda assim apresentar dimensões incorretas, pré-carga inadequada, torque excessivo ou má circulação da esfera.
Que defeitos podem ocorrer em uma porca esférica?
Os defeitos considerados durante a inspeção das porcas esféricas podem ter origem na matéria-prima, tratamento térmico, retificação, usinagem, montagem ou operação. Os exemplos incluem:
- Rachaduras superficiais causadas por tratamento térmico ou retificação
- Rachaduras subterrâneas ou descontinuidades de material
- Dobras, costuras ou inclusões na matéria-prima
- Queimaduras por moagem e superaquecimento local
- Pitting ou descamação na pista
- Corrosão, arranhões, amassados ou danos por impacto
- Danos aos componentes de retorno da bola
- Deformação do flange ou defeitos de usinagem
Cada método de inspeção responde a diferentes tipos de defeitos. Nenhum método END pode detectar todos os problemas possíveis.
Teste Visual
O teste visual, ou VT, geralmente é a primeira etapa da inspeção. Pode ser realizado com visão normal, ampliação, iluminação controlada, espelhos ou boroscópio onde o acesso interno permitir.
A inspeção visual pode identificar:
- Rachaduras visíveis e marcas de moagem
- Arranhões, amassados e danos de manuseio
- Ferrugem, corrosão e descoloração
- Rebarbas ao redor de furos de flange e bordas usinadas
- Selos, defletores, tampas ou tubos de retorno danificados
- Corrosão e descamação em superfícies de pista acessíveis
- Fixadores ausentes ou componentes montados incorretamente
A superfície deve estar limpa o suficiente para inspeção. Lubrificante, óleo antiferrugem e contaminação podem ocultar indicações sutis.
Os testes visuais não conseguem detectar com segurança fissuras fechadas, pequenos defeitos subterrâneos ou descontinuidades internas. As pistas internas também podem ser difíceis de inspecionar após a montagem da porca esférica no parafuso.
Teste de partículas magnéticas
O teste de partículas magnéticas, ou MT, é adequado para materiais ferromagnéticos. O componente é magnetizado e finas partículas magnéticas são aplicadas à superfície de teste. Uma descontinuidade superficial ou próxima à superfície perturba o campo magnético e cria um campo de vazamento que atrai as partículas.
MT pode ser eficaz na detecção de fissuras finas causadas por tratamento térmico, retificação ou fadiga. Muitas vezes é mais sensível a trincas superficiais em aço ferromagnético do que a inspeção visual comum.
Limitações importantes incluem:
- Só pode ser usado em materiais ferromagnéticos
- A orientação do defeito em relação ao campo magnético afeta a sensibilidade
- A geometria complexa da porca pode criar indicações irrelevantes
- O componente pode exigir magnetização em mais de uma direção
- Limpeza e desmagnetização podem ser necessárias após o teste
O magnetismo residual deve ser controlado porque pode atrair partículas ferrosas durante a montagem ou operação subsequente.
Teste de líquido penetrante
O teste de líquido penetrante, ou PT, detecta descontinuidades abertas na superfície. Um penetrante de baixa viscosidade é aplicado a uma superfície limpa e permite a entrada de defeitos superficiais. Após a remoção do excesso de penetrante, um revelador retira o penetrante retido do defeito e forma uma indicação visível.
O PT pode ser usado em muitos materiais não porosos, incluindo alguns materiais que não podem ser testados magneticamente. Pode revelar fissuras, dobras e poros finos que quebram a superfície.
No entanto, não consegue detectar defeitos que não se abrem para a superfície. A superfície também deve ser cuidadosamente limpa antes e depois do teste.
Resíduos penetrantes não devem permanecer nas pistas, furos de lubrificação ou sistema de retorno da esfera. Para uma porca esférica de precisão, o processo de limpeza e proteção pós-inspeção deve ser definido antes da seleção do PT.
Teste de corrente parasita
O teste de correntes parasitas, ou ET, usa um campo eletromagnético alternado para induzir correntes elétricas em um componente condutor. Rachaduras, mudanças de material e outras descontinuidades alteram o fluxo de corrente e produzem uma mudança mensurável no sinal do instrumento.
ET pode ser usado para detectar defeitos superficiais e próximos à superfície em materiais eletricamente condutores. Com um sistema calibrado, ele também pode oferecer suporte à classificação com base nas diferenças de material ou nas condições de tratamento térmico.
A sua eficácia depende fortemente do design da sonda, da frequência do teste, dos padrões de referência e da consistência da varredura. As pistas das porcas esféricas, os furos, as bordas dos flanges e as superfícies curvas podem criar sinais relacionados à geometria que são difíceis de distinguir dos defeitos reais.
O teste de correntes parasitas deve, portanto, usar um procedimento desenvolvido para a geometria específica da porca e o tipo de defeito. Uma sonda de uso geral sem uma amostra de referência representativa pode não fornecer resultados de aceitação confiáveis.
Teste ultrassônico
O teste ultrassônico, ou UT, introduz ondas sonoras de alta frequência em um componente e avalia os sinais refletidos. As descontinuidades internas, os limites do material e a parede posterior refletem parte da energia sonora.
O UT é amplamente utilizado para inspeção interna de peças forjadas maiores, barras e outros componentes com geometria adequada. Pode ser considerado para matérias-primas de porcas esféricas ou peças brutas de porcas maiores quando defeitos internos são uma preocupação específica.
Uma porca esférica acabada é mais difícil de inspecionar ultrassonicamente devido ao seu tamanho pequeno, superfícies curvas, roscas internas, geometria do flange e recursos de retorno da esfera. Estas superfícies produzem reflexões múltiplas e podem limitar o contato da sonda e a resolução de defeitos.
Para muitas porcas esféricas, o teste ultrassônico da barra de matéria-prima ou da peça bruta inacabada é mais prático do que testar a porca completamente montada. A viabilidade deve ser estabelecida através de um procedimento escrito e de um padrão de referência adequado.
Comparação de métodos END
| Método | Capacidade Primária | Limitação de Materiais | Limitação da porca esférica principal |
|---|---|---|---|
| Teste visual | Defeitos visíveis de superfície e montagem | Aplicável à maioria dos materiais | Não é possível detectar defeitos ocultos ou subterrâneos |
| Teste de partículas magnéticas | Rachaduras superficiais e próximas à superfície | Apenas materiais ferromagnéticos | Geometria complexa e magnetismo residual |
| Teste de líquido penetrante | Defeitos de abertura de superfície | Superfícies limpas e não porosas | Remoção de penetrantes de passagens internas |
| Teste de correntes parasitas | Defeitos superficiais e próximos à superfície | Materiais eletricamente condutores | Requer calibração específica de geometria |
| Teste ultrassônico | Descontinuidades internas de materiais | Requer propriedades acústicas adequadas | A geometria da porca acabada complica a inspeção |
END não substitui a inspeção dimensional
Os métodos tradicionais de END são usados principalmente para localizar descontinuidades de materiais ou superfícies. Eles não confirmam se a porca esférica atende às suas especificações funcionais.
Uma inspeção completa da porca esférica também pode incluir:
- Dimensões do corpo da porca e do flange
- Posição e diâmetro do furo de montagem
- Perfil da pista e precisão geométrica
- Teste de dureza superficial
- Medição de folga axial ou pré-carga
- Medição dinâmica de torque
- Teste de circulação de bola e corrida completa
- Verificações de ruído, vibração ou temperatura quando especificado
Algumas destas inspeções são não destrutivas, no sentido geral de que a noz permanece utilizável, mas nem todas são classificadas como métodos de END da mesma forma que MT, PT, ET ou UT.
Quando deve ser especificado o END especializado?
Os END especializados podem ser apropriados quando:
- O desenho ou padrão do cliente exige isso
- Um componente tratado termicamente de alto risco requer triagem de fissuras
- Um lote anterior apresentou rachaduras ou defeitos de material
- A porca destina-se a uma aplicação crítica de segurança
- Uma investigação de falha requer evidências adicionais
- Matérias-primas ou porcas em bruto requerem inspeção de defeitos internos
O pedido deve definir o método de inspeção, padrão aplicável, estágio de inspeção, área de teste, critérios de aceitação, quantidade de amostragem e requisitos de relatório.
Os END devem ser realizados por pessoal devidamente treinado, utilizando equipamento calibrado e um procedimento escrito aprovado. Simplesmente solicitar “END” sem identificar o método e os critérios de aceitação não é suficiente.
Selecionando um Plano de Inspeção
Um plano prático de inspeção deve começar com o defeito que precisa ser detectado:
- Usarteste visualpara verificação de condições de superfície, mão de obra e montagem.
- Considerarteste de partículas magnéticaspara trincas finas em material ferromagnético de porcas esféricas.
- Considerarteste de líquido penetrantepara abertura de fissuras em materiais limpos e não porosos.
- Considerarteste de correntes parasitaspara triagem repetível de superfície ou próximo à superfície quando um padrão de referência adequado estiver disponível.
- Considerartestes ultrassônicospara defeitos internos em matérias-primas adequadas ou peças maiores.
Usar vários métodos não produz automaticamente uma inspeção melhor. Cada método deve abordar um risco de defeito definido e ter um critério de aceitação claro.
Inspeção da porca esférica antes da instalação
Para uma porca esférica padrão recebida para montagem na máquina, a inspeção prática de entrada geralmente começa com a verificação do modelo, aparência, dimensões de montagem e operação suave no parafuso correspondente.
Não remova uma porca esférica do seu parafuso sem uma luva de transferência adequada. A remoção incorreta pode deslocar as esferas ou permitir que caiam, criando danos que não estavam presentes antes da inspeção.
Para entender o sistema de circulação de bolas que está sendo inspecionado, leiacomo funciona um fuso de esferas recirculante.
Conclusão
Testes visuais, de partículas magnéticas, de líquido penetrante, de correntes parasitas e ultrassônicos podem contribuir para o controle de qualidade das porcas esféricas, mas detectam diferentes tipos de defeitos e têm diferentes limitações de material e geometria.
Esses métodos não devem ser descritos como testes de rotina para cada porca esférica, a menos que a especificação de produção realmente os exija. Para a maioria dos pedidos, a inspeção dimensional, a verificação de dureza, a folga axial ou a medição de pré-carga e os testes de funcionamento dinâmico permanecem essenciais juntamente com qualquer método END selecionado.
Ver DLYprodutos de nozes esféricaspara estruturas e dimensões de porcas disponíveis.
Se o seu pedido exigir um padrão de inspeção, plano de amostragem ou certificado específico, envie DLY o requisito antes da cotação e confirmação da produção.
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