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Inspecção por meio de parafusos: Avaliação de Defeitos Internos e Gestão de Dados

A detecção precoce de falhas de parafusos ao longo de activos lineares, tais como vias férreas, é um processo crucial. Esta nota analisa as capacidades dos testes ultra-sónicos para verificar o estado do metal e detectar defeitos sem causar qualquer dano ou perturbação nos parafusos.

metal bolt inspection

Inspecção de infra-estruturas e bens de estruturas de betão

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O objectivo deste projecto era investigar as capacidades dos testes ultra-sónicos para detectar a falha precoce dos parafusos e registar os dados juntamente com a localização dos parafusos. O cliente estava particularmente interessado em parafusos ao longo de activos lineares, tais como vias férreas.

Desafio

As causas de falha dos parafusos na indústria pesada incluem a corrosão e o aperto excessivo. A falha começa a partir do ponto mais fraco, tipicamente logo abaixo da cabeça do parafuso. O resultado é que a cabeça do parafuso é eventualmente tosquiada, tornando o parafuso inútil. É necessário um método de inspecção para detectar quaisquer defeitos tão cedo quanto possível, antes da falha final.

Para os activos lineares em particular, é importante poder identificar de que parafuso foi retirado um conjunto de dados de inspecção, especialmente quando existem centenas ou milhares de parafusos idênticos.

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Bolt in-situ.

Solução

A solução proposta é a utilização de tecnologia pulse-echo ultra-sónico para verificar de forma não destrutiva o estado do material, sem causar qualquer dano ou perturbação ao parafuso existente. Podem ser utilizados dois tipos de tecnologia pulse-echo ultra-sónico. O primeiro é o ensaio ultra-sónico convencional que fornece ao inspector uma análise A (amplitude-tempo) que deve ser interpretada por um perito. A segunda opção, mais avançada, é o teste de phased array que fornece ao inspector uma imagem do interior do parafuso. Isto é muito mais fácil de interpretar, imediatamente no local.

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Phased array probe being held on a bolt. The bolt is ex-situ for the 'proof of concept' project but an identical testing method can be used with the bolt in-situ

Para testar a solução proposta, foi simulado um defeito usando um corte de 2 mm, logo abaixo da cabeça do parafuso. O teste por fases foi utilizado para obter imagens dos dois parafusos - um sem cortes e outro com o corte de 2mm. Nas imagens, as roscas dos parafusos e a base do parafuso podem ser identificadas. E no parafuso com o corte de 2mm, é visível uma indicação adicional do corte de 2mm. Foram realizados mais testes e concluiu-se que a tecnologia de matriz ultra-sónica é uma abordagem adequada para testar e sentenciar os parafusos no local.

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Bolt with a 2mm depth cut to simulate a defect.

Para este projecto, foi utilizado o Proceq FD100 da Screening Eagle Technologies, que possui capacidades de testes ultra-sónicos convencionais e testes de phased array e muitas características para melhorar a eficiência, tais como feiticeiros de calibração e relatórios automáticos.

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Phased array images from a bolt with no cut (left hand side) and a bolt with a 2mm cut (right hand side)

A plataforma de software INSPECT da Eagle Technologies foi utilizada para registar o relatório de inspecção juntamente com a localização do respectivo parafuso. A localização do parafuso é automaticamente registada utilizando o iPad e outros dados, tais como fotos e números de série, podem também ser anexados ao relatório de inspecção. Além disso, está disponível um painel de controlo para uma rápida visão geral do estado completo do bem, por exemplo, quantos parafusos foram inspeccionados, quantos são susceptíveis de serem danificados, e assim por diante.

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