Ensaios não destrutivos (END) para componentes de britadores

Ensaios não destrutivos (END) para componentes de britadores

Britadores nas indústrias de mineração e agregados são submetidos a cargas alternadas, impactos severos e desgaste abrasivo ininterruptamente. Quando componentes críticos — como fusos flutuantes integrais, conjuntos excêntricos, conjuntos de mandíbulas móveis ou estruturas soldadas — falham, o resultado é tempo de inatividade não planejado, perda de produção e altos custos de substituição. Portanto, seja durante a fabricação ou operação, os ensaios não destrutivos (END) tornaram-se uma medida essencial de controle de qualidade.

O termo END (Ensaios Não Destrutivos) refere-se a uma série de métodos de inspeção que não danificam os componentes, identificando defeitos internos e superficiais. Ele permite detectar descontinuidades internas no material, avaliar a integridade da seção transversal e verificar se as dimensões críticas permanecem dentro das especificações, tudo isso sem comprometer a funcionalidade das peças.

1. Tecnologias de Inspeção Volumétrica: UT e RT

A inspeção volumétrica examina principalmente a espessura de toda a seção transversal de um componente para detectar defeitos internos, vazios de fundição e trincas de fadiga que não são visíveis na superfície.

Teste ultrassônico (UT)

O ensaio ultrassônico (UT) funciona transmitindo pulsos acústicos de alta frequência para um material, geralmente utilizando transdutores piezoelétricos com frequências de operação que variam de 1 MHz a 5 MHz. Quando as ondas sonoras atravessam o material e encontram descontinuidades — como inclusões não metálicas, vazios de contração ou trincas laminares internas — parte da energia é refletida. Analisando o tempo de eco e a intensidade do sinal, o inspetor pode determinar a profundidade, o tamanho e a forma do defeito.

Este método é ideal para inspecionar peças forjadas de paredes espessas, como eixos principais, eixos excêntricos e eixos de transmissão de britadores cônicos, bem como bases robustas de aço fundido. Ele permite detectar microfissuras internas e segregação do núcleo antes da instalação das peças forjadas nos equipamentos, prevenindo que esses riscos potenciais se transformem em fraturas por fadiga sob condições de alta tensão e torque alternado.

Testes radiográficos (RT)

A radiografia utiliza raios X ou raios gama para penetrar um componente e formar uma imagem em um detector digital ou filme. Se houver vazios, porosidade ou inclusões no material, mais radiação o atravessará, resultando em uma área escura no local correspondente no filme. Isso permite a inspeção visual de descontinuidades internas.

Na fabricação de britadores, a radiografia (RT) é normalmente usada para inspecionar soldas de penetração total críticas, como as das juntas entre a estrutura do chassi, a base e a carcaça superior, bem como o conjunto da mandíbula móvel fundida. É altamente eficaz na detecção de defeitos volumétricos, como porosidade e cavidades de contração. No entanto, se uma trinca estiver próxima da superfície e orientada paralelamente ao feixe de radiação, é difícil detectá-la apenas com RT; nesses casos, a RT geralmente é usada em conjunto com o ultrassom (UT) ou o ensaio por partículas magnéticas (MT).

2. Tecnologias de Inspeção de Superfície e Subsuperfície: MT e PT

As fissuras superficiais são o ponto de partida da fadiga mecânica. Se microfissuras, fissuras por corrosão sob tensão ou fissuras de têmpera puderem ser detectadas assim que surgirem — antes que tenham a chance de se propagar mais profundamente no material — muitos problemas sérios podem ser evitados. Os métodos de inspeção de superfície são projetados justamente para isso.

Teste por Partículas Magnéticas (MT)

A magnetização por transferência (MT) é eficaz apenas em materiais ferromagnéticos, como aço carbono, aço de baixa liga e ferro fundido. Durante o processo, a peça é magnetizada utilizando um núcleo magnético ou duas sondas, de modo que as linhas do campo magnético a atravessem uniformemente. Se houver trincas na superfície ou em camadas superficiais rasas, as linhas do campo magnético serão interrompidas e haverá fuga magnética perto das trincas. Nesse ponto, aplica-se pó de ferro fino — pó colorido no método a seco ou uma suspensão fluorescente no método úmido — e o pó se acumulará nos pontos de fuga magnética, permitindo que o formato da trinca seja visualizado diretamente sob luz branca ou uma lâmpada ultravioleta.

Em britadores, o ensaio por microtração (MT) é comumente utilizado em áreas de alta concentração de tensões: a raiz do filete do eixo principal, a raiz dos dentes do pinhão, as zonas de solda da estrutura e as superfícies dos revestimentos de aço manganês usados. Suas vantagens incluem rapidez, alta sensibilidade a microfissuras de fadiga e a capacidade de detectar defeitos a até dois ou três milímetros abaixo da superfície.

Teste de Líquido Penetrante (PT)

Em termos simples, o princípio por trás da PT é a ação capilar. Um penetrante altamente fluido e de cor vibrante é aplicado a uma superfície limpa, e o líquido penetra em quaisquer fissuras abertas na superfície por conta própria. Após um período de repouso, o excesso de líquido na superfície é removido e uma camada de revelador é pulverizada. O revelador age como um papel absorvente, extraindo o líquido que penetrou nas fissuras, ampliando-as e revelando-as.

A técnica de ensaio por partículas (PT) pode ser usada para inspecionar praticamente qualquer material — não apenas aço, mas também ligas de cobre, aço inoxidável e componentes de alumínio. Em britadores, é comumente utilizada para inspecionar buchas de bronze, hastes de pistão de cilindros hidráulicos, conexões de aço inoxidável e conjuntos de carcaças de óleo de alumínio. O ensaio por partículas é particularmente mais conveniente do que o ensaio por magnetoencolhimento (MT) para inspecionar áreas com formatos complexos onde um jugo magnético não consegue alcançar.

3. Matriz de Aplicação de END para Componentes de Britadores

A seleção do método de inspeção adequado depende da metalurgia do componente, da metodologia de fabricação (forjado, fundido ou fabricado) e dos principais modos de falha operacional:

4. Como ler um relatório de END (Ensaios Não Destrutivos)

Um relatório de END (Ensaios Não Destrutivos) é uma certificação de qualidade por escrito. Ele é usado para verificar se os componentes novos são estruturalmente íntegros antes da instalação e para determinar se os componentes usados ​​ainda podem ser utilizados após grandes reparos. Um relatório válido deve especificar claramente os seguintes itens:

• Informações sobre os componentes: Nome da peça, número do desenho, especificação do material, número do forno e número de série — nenhum desses dados pode ser omitido para garantir que correspondam ao item real.
• Escopo da Inspeção e Condição da Superfície: Quais áreas foram inspecionadas, qual a rugosidade da superfície, se a tinta e a ferrugem foram removidas e qual foi a taxa de cobertura da inspeção.
• Normas e procedimentos aplicáveis: Indique claramente quais normas foram seguidas para UT, RT, MT e PT, como ASTM E2375, E1742, E1444 e E165.
• Equipamentos e Calibração: Modelo do instrumento, frequência da sonda, ângulo, agente de acoplamento, intensidade da fonte de raios X, intensidade do campo magnético e números dos blocos de calibração.
• Qualificações do pessoal: O pessoal de inspeção deve possuir certificação ASNT ou ISO 9712 Nível II ou Nível III, o que deve ser mencionado no relatório.
• Registro e avaliação de defeitos: Para cada defeito encontrado, registre a localização, o tamanho, a profundidade e a relação sinal-ruído, e forneça uma conclusão de aprovado ou reprovado com base nos critérios de aceitação.
• Conclusão final: Indique claramente se o produto foi aceito, rejeitado ou aceito condicionalmente e inclua um plano de reparo.

Um relatório impreciso é praticamente inútil. Portanto, quer você realize a inspeção pessoalmente ou receba um relatório do fornecedor, é imprescindível verificar cada item, especialmente a localização dos defeitos e os critérios de aceitação.

O valor prático dos ensaios não destrutivos ao longo do ciclo de vida de um britador.

Realizar ensaios não destrutivos (END) de forma completa não se resume apenas a passar nas inspeções — na verdade, economiza dinheiro.

Aquisição: Antes do envio de peças de reposição OEM adquiridas ou peças fundidas de alta resistência, realize uma inspeção NDT para confirmar a integridade estrutural. Isso evita que problemas sejam descobertos somente após a instalação, o que poderia levar a disputas de garantia.

Produção e Operação: Inspecione regularmente os componentes em serviço usando MT ou UT para monitorar o crescimento de trincas. Isso permite que as substituições sejam programadas durante paradas programadas, em vez de esperar que um componente falhe repentinamente no meio da noite.

Prolongamento da vida útil: A detecção precoce de áreas com concentração de tensão superficial pode ser solucionada por meio de retificação, alívio de tensão ou reparos de soldagem localizados, prolongando a vida útil do componente e reduzindo o custo de uma substituição completa.

De modo geral, definir claramente os métodos de inspeção, os critérios de aceitação e exigir assinaturas de pessoal qualificado é um passo fundamental para garantir alta disponibilidade e baixo custo total de propriedade para equipamentos de britagem.