Aplicação
Utilizar ensaios não destrutivos para avaliar a integridade dos compósitos entre materiais diferentes de baixa e alta impedância acústica, como plásticos, fibra de vidro, borracha, epóxi ligado a metal, vidro ou cerâmica.
Entre as aplicações específicas para esse teste estão a análise de descolamento em compósitos de carbono, fibra, resina, substrato de aço, revestimento metálico em tubos e tanques metálicos, revestimentos plástico em vidro, revestimento de borracha, cilindros de metal, e revestimento de epóxi em peças de metal. Esta técnica tem sido utilizada em rolamentos de metal leves e de baixa impedância, como o Babbit, é ligado a um metal duro de alta impedância (aço ou latão).
Problema
A técnica mais comum para avaliar a integridade da ligação ou da solda com ultrassom é verificar a amplitude do sinal refletido na interface entre os dois materiais. Este método de trabalho é bastante apropriado quando dois materiais ligados possuem impedâncias acústicas similares, como metal-metal ou plástico-plástico. Porém, quando as impedâncias acústicas dos dois materiais ligados são muito diferentes, como em ligações plástico-metal, a alteração na amplitude dos sinais refletidos é menos evidente. Nestes casos, a diferença mais visível entre as ligações e os descolamentos é a inversão da fase ou da polaridade do eco na margem quando o teste é realizado a partir do material de baixa impedância.
Equipamento
Este teste pode ser realizado com qualquer aparelho ultrassônico que apresenta forma de onda RF não retificada, como os detector de defeitos portáteis EPOCH® 650 e EPOCH 6LT. Selecione o tipo e a frequência do transdutor de acordo com a aplicação, mas nós normalmente recomendamos transdutores de banda larga.
Procedimento
Tanto a fase (ou polaridade) e amplitude do sinal refletido no limite dos dois materiais são determinados pela impedância acústica relativa dos dois materiais. No limite entre os dois materiais a fase ou polaridade do eco é revertida ou invertida quando a ordem das impedâncias acústicas relativas são revertidas (de baixo para cima contra cima para baixo).
O teste deve ser realizado do lado da ligação de baixa impedância. É importante observar, também, que este teste identifica a presença ou ausência de uma ligação acústica, mas isto não qualifica a força da ligação.
As figuras 1 e 2 mostram os ecos das margens de plástico-ar e plástico-metal, respectivamente, exibindo a inversão de fase. Estas imagens foram produzidas com o detector de defeitos da série EPOCH e o transdutor de contato de banda larga V109 (5 MHz).
A figura 1 mostra o eco do lado de trás da peça plana de 5 mm de plástico Plexiglas, observado com um transdutor de contato de banda larga (5 MHz) com um detector de defeitos EPOCH 650 no modo RF. Neste caso, a energia do som está refletindo no limite de um material com impedância relativamente alta (plástico) e um material de baixa impedância (ar). Com esta configuração, o retorno do eco da margem de baixa ou alta impedância é visto como eco de polaridade negativa.
Eco do plástico Plexigas descolado | Eco do plástico Plexigas ligado ao alumínio |
Nota
A polaridade do eco exibido é arbitrária dependendo do processamento do sinal no aparelho. Enquanto os detectores de defeitos IMS e os pulsadores/receptores resultam nas visualizações mostradas aqui, equipamentos de outros fabricantes podem exibir sinais no sentido inverso. Um bloco de teste pode ajudar a determinar este fator. O princípio básico de inversão de fase entre o limite de alta e baixa impedância aplica-se a todos os casos.
