3.6 Conceitos de calibração
O termo calibração passou ser utilizado em três processos diferentes associados aos detectores de defeitos por ultrassom: calibração de velocidade/zero, que deve ser realizada sempre que um novo material de teste ou transdutor é utilizado; a calibração de referência, que é realizada para ajustar o teste em relação ao padrão de referência; e a certificação de calibração, que verifica periodicamente se o aparelho está realizando medições corretas.
Velocidade/calibração do zero
O detector de defeitos por ultrassom mede espessuras, profundidade ou distância através da sincronização precisa dos ecos. Para transformar essas medições de tempo em medições de distância, o instrumento deve ser programado com a velocidade do som no material de teste, bem como com qualquer deslocamento de zero necessário exigido pelo instrumento, tipo de transdutor ou forma de eco. Este processo é referido, comumente, como velocidade/zero. A precisão de qualquer medição ultrassônica de espessura, profundidade ou distância é tão boa quanto a precisão e o cuidado com os quais essa calibração foi realizada. Uma calibração incorreta resultará em leituras imprecisas. Felizmente, a calibração é geralmente um processo simples, e calibrações para diferentes materiais e transdutores podem ser armazenadas e rapidamente recuperadas.
Na calibração de velocidade, o detector de falhas mede a velocidade do som em uma amostra de referência do material de teste e armazena esse valor para uso no cálculo da espessura a partir dos intervalos de tempo medidos Os principais fatores que afetam a velocidade do som são a densidade e a elasticidade do material, a composição do material, a estrutura do grão e a temperatura. Na calibração de zero, o detector de defeitos usa uma medição de uma amostra de material de espessura conhecida para calcular um valor de deslocamento zero que compensa a parte do tempo total de trânsito do pulso que representa outros fatores além do caminho real do som na peça de teste. O principal fator que afeta o valor de zero em aplicações de detecção de defeitos comuns é o atraso do calço ou a quantidade de tempo que a onda sonora leva para sair da sonda. Outros fatores são os atrasos na comutação eletrônica, de cabos e acoplantes.
O procedimento recomendado para a calibração de velocidade e zero é uma “calibração de dois pontos”, que requer amostras do material de teste de diferentes espessuras cujas dimensões são conhecidas com precisão. Em aplicações de detecção de falhas, a calibração de dois pontos é frequentemente realizada com um bloco de referência IIW, que fornece vários comprimentos de trajetos de som diferentes. O transdutor é acoplado a trajetos de som longos e curtos de comprimento conhecido, o instrumento mede o tempo de trânsito do pulso em cada um e o operador insere a espessura ou distância conhecida. Usando esses quatro pontos de dados disponíveis, os dois valores inseridos de espessura ou distância mais o tempo de trânsito medido associado a cada um, o instrumento calcula os valores únicos de velocidade e zero que resolvem essa equação. Esses valores serão utilizados para as medições e podem ser armazenados como parte de uma configuração.
A maioria dos detectores de defeitos digitais atuais possui softwares projetados para auxiliar o usuário durante o processo de calibração de velocidade inicial e do zero. Esse processo será descrito com mais detalhes na Seção 4.
Calibração de referência
Calibração de referência é o processo de configuração de um teste específico com relação aos blocos de teste apropriados ou padrões de referência semelhantes. Normalmente, isso envolve a determinação do nível da amplitude do sinal de um padrão de referência para comparação com as indicações da peça de teste. Os detalhes necessários para a calibração de referência são encontrados, normalmente, nos procedimentos estabelecidos pelo usuário para cada teste específico.
Calibração de verificação
A calibração de verificação é o processo de documentação da precisão da medição e da linearidade do aparelho de ultrassom sob condições específicas. No caso dos detectores de defeitos, tanto as certificações horizontal (profundidade ou distância) e vertical (amplitude) são fornecidas. Frequentemente, essas certificações são realizadas de acordo com as normas e códigos reconhecidos, tais como ASTM E-317 ou EN12668. A precisão da medição em condições de teste documentadas geralmente é comparada com a tolerância estabelecida pelo fabricante para um determinado instrumento. No caso de instrumentos analógicos mais antigos, a certificação de calibração deve ser feita manualmente com um operador que coleta dados, mas os instrumentos digitais geralmente são certificados em um processo automatizado usando software de computador que verifica parâmetros relevantes.
Como a precisão da medição nas aplicações de detecção de falhas depende muito da configuração correta e da integridade do próprio instrumento; é responsabilidade do usuário verificar a precisão da medição em qualquer nível exigido por ele para um determinado teste. Isso geralmente é fácil, basta verificar as leituras com os padrões de referência apropriados.
