Este trabalho tem por objetivo analisar a possibilidade do uso da técnica de análise por ultra-som como uma alternativa aos ensaios de tração para a avaliação das propriedades mecânicas de barras laminadas de aço baixo carbono. O método prevê a aplicação da técnica como uma opção econômica e ágil em programas de qualidade das características dos aços produzidos. Para o desenvolvimento deste estudo foi escolhido como material de análise o aço ASTM A36 na forma de barras redondas laminadas de 1 polegada de diâmetro. Foram adquiridas amostras de 15 corridas de produção deste aço sendo que as amostras de uma destas corridas foram submetidas a diferentes tratamentos térmicos. Foram realizadas medidas de velocidade sônica e avaliação da atenuação sônica por medidas de ganho com a aplicação de ondas longitudinais e com o uso de dois equipamentos diferentes e transdutores de 4, 5 e 15MHz. Esses resultados foram correlacionados com os dados de limite de escoamento, limite de resistência e alongamento na ruptura. Foi realizado um estudo metalográfico de tamanho de grão e do teor de inclusões, além de análise de composição química das amostras e a relação destes fatores com as propriedades acústicas. Foram comparados também os dados de velocidade e atenuação sônica das amostras apenas laminadas com os resultados obtidos com as amostras tratadas termicamente Como resultado, foi demonstrada a possibilidade do uso da técnica apresentada para estimar as propriedades mecânicas do aço estudado, em especial o limite de resistência, determinando a capacidade do uso do ultra-som para o controle das características mecânicas no processo produtivo deste e também de outros tipos de materiais metálicos.

O presente trabalho avalia a viabilidade de execução de técnicas não intrusivas de inspeção em dois vasos separadores de produção. Para tanto a guia de inspeção não intrusiva DNV-RP-G103 foi seguida para a realização do planejamento de inspeção dos equipamentos. Foi realizado um estudo dos mecanismos de deterioração atuantes a partir dos relatórios de inspeção visual interna. A efetividade do plano de inspeção é avaliada pelo uso de um modelo matemático que utiliza a Simulação de Monte Carlo para a avaliação da probabilidade de detecção das descontinuidades e determinação da probabilidade de falha do equipamento antes e após a realização da inspeção. Estudos de probabilidade de detecção de trincas de fadiga por técnicas de inspeção não intrusiva realizados são abordados na revisão bibliográfica. Esses dados são de relevância para a obtenção dos parâmetros necessários para avaliar a efetividade das técnicas de inspeção proposta. / The present work evaluates the viability of non invasive inspection technique of two production pressure vessel. The non invasive inspection guide DNV-RP-G103 was applied for equipment inspection plan realization. The equipment aging process study was done according to the inspections reports of internal visual inspection previously done. The plan inspection affectivity is evaluated with a mathematic model that applies The Monte Carlo Simulation for calculate the discontinuity probability detection and determine the equipment failure probability before and after inspection realization. Detection probability study of fatigue cracks by non invasive techniques is revised in bibliographic review. This data are pertinent for obtain the needed parameters to reach the required effectiveness of inspection technique planned.

LIMA JÚNIOR, J. V. Avaliação microestrutural do aço ASTM A516 grau 60, através de técnicas não destrutivas: ruído magnético Barkhausen (RMB) e correntes parasitas (CP). 2014. 116 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-10T18:03:25Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvlimajúnior.pdf: 14347852 bytes, checksum: 32823e46f0cdb332c2cbc30f0359bd6a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T12:27:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvlimajúnior.pdf: 14347852 bytes, checksum: 32823e46f0cdb332c2cbc30f0359bd6a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T12:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvlimajúnior.pdf: 14347852 bytes, checksum: 32823e46f0cdb332c2cbc30f0359bd6a (MD5) Previous issue date: 2014-07-18 / In this study thirteen samples of ASTM A516 Gr 60, which is a type of carbon steel widely used in the construction of pressure pipes for industrial boilers were selected for microstructural evaluation of the behavior of each sample after a process of thermomechanical treatment. The methods used for this test were nondestructive test: Magnetic Barkhausen Noise (MBN) and Eddy Current (EC) which are electromagnetic techniques with great dependence on the microstructural characteristics of the samples were assessed. The samples were divided into groups and each group underwent a different treatment from others. Two groups of eight samples were cold rolled with a thickness reduction of 1, 3, 5 and 7% and one of the groups was normalized. A sample was as received from the factory, reference sample and the remainder was normalized and then annealing was done at 750 °C. Then all groups were metallographically characterized using an optical microscope to determine the average grain size. After this step signals MBN and EC were collected. The signals were evaluated using signal processing techniques and statistical functions, thereby determining values that correspond to the reflection of thermomechanical treatments on the microstructures. For signs of MBN sought the position and maximum peak amplitude of the signal energy, rms, skewness, kurtosis directed only to the time domain. As for the signs of EC, we sought variations or phase angle and amplitude for different excitation frequencies of the probe. Data were compared with the reference sample, yielding results as expected in the literature / Neste trabalho, treze amostras de aço ASTM A516 Gr. 60, que é um tipo de aço carbono muito utilizado na construção de tubos de pressão e caldeiras pela indústria, foram selecionados para uma avaliação do comportamento microestrutural de cada amostra após um processo de tratamento termomecânico. Os métodos utilizados para este ensaio foram os não destrutivos: ruído magnético de Barkhausen (RMB) e correntes parasitas (CP), são técnicas eletromagné-ticas com características dependentes da microestrutura das amostras que se pretende avaliar. As amostras foram divididas em grupos e cada grupo passou por um tratamento diferente dos demais. Dois grupos de oito amostras foram laminados a frio com redução de espessura de 1, 3, 5 e 7% sendo que um dos grupos foi normalizado. Uma amostra ficou como recebido da fábrica, amostra de referência, e o restante foi normalizado e em seguida foi feito um recozi-mento a 750°C. Em seguida, todos os grupos foram caracterizados metalograficamente através de um microscópio óptico para definir o tamanho médio de grãos. Após esta etapa foram coletados sinais de RMB e CP. Os sinais foram avaliados por meio de técnicas de processa-mento de sinais e funções estatísticas, assim determinar valores que correspondam ao reflexo dos tratamentos termomecânicos sobre as microestruturas. Para os sinais de RMB buscou-se a posição e amplitude máxima de pico, o sinal de energia, rms, assimetria e curtoses voltados apenas para domínio do tempo. Já para os sinais de CP, buscaram-se as variações de fase ou angular e amplitude para diferentes frequências de excitação da sonda. Os dados foram con-frontados com a amostra de referência, obtendo-se resultados conforme esperado na literatura.

PESSOA, D. B. Estudo dos efeitos da microestrutura do material e da frequência do sinal ultrassônico na análise de flutuações. 2013. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T13:29:52Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_dbpessoa.pdf: 6806613 bytes, checksum: ebdef81181b7e0f2a3a1486a27440a7f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T17:38:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_dbpessoa.pdf: 6806613 bytes, checksum: ebdef81181b7e0f2a3a1486a27440a7f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T17:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_dbpessoa.pdf: 6806613 bytes, checksum: ebdef81181b7e0f2a3a1486a27440a7f (MD5) Previous issue date: 2013-11-28 / It is usual the application of ultrasonic non-destructive evaluation to detect discontinuities in different materials applied in industry Furthermore information about the microstructure of the inspected material can be obtained by signal processing of time series produced during the inspection Simulation of ultrasonic testing can be an important tool to help the understanding and predicting the interaction of mechanical wave in materials First of all computational materials modeling to reproduce the characteristics of specimens through which the wave propagates is necessary Five different one-dimensional materials composed of domains (grains) with different average size and same density were designed in this work Simulations of ultrasonic wave propagation in the modeled materials were performed at four different wave frequencies Concomitantly ultrasonic signals were acquired from five steel samples containing different average grain sizes using probes with central frequency of 225 5 10 and 20 MHz Detrended fluctuation analysis DFA and rescaled range analysis R/S two techniques for analyzing fluctuations in time series were used to process the signals in order to filter out spurious information and evaluate the influence of selected variables (grain size and frequency of the signal) on the ultrasonic signals obtained Finally simulated and experimental data and compared in order to evaluate the simulation performance / É corrente o uso de inspeção não-destrutiva ultrassônica na detecção de descontinuidades nos mais diversos materiais utilizados na indústria Adicionalmente informações sobre a microestrutura do material inspecionado podem ser obtidas a partir do processamento da série temporal produzida durante a inspeção A simulação do ensaio ultrassônico representa uma importante ferramenta para o entendimento e previsão da interação da onda mecânica com o meio No entanto faz-se necessário primeiramente modelar o meio que reproduza as características de uma amostra objeto de estudo por onde a onda propaga Cinco meios unidimensionais compostos por domínios (representando grãos) com tamanho médio distinto e a mesma densidade média foram definidos neste trabalho Simulações de propagação de ondas ultrassônicas nos meios modelados foram executadas para quatro diferentes frequências de ondas Concomitantemente foram capturados sinais ultrassônicos sobre cinco amostras de aço contendo diferentes tamanhos médios de grão utilizando transdutores de 2.25 5.0 10.0 e 20.0 MHz Todos os sinais obtidos foram submetidos à detrended fluctuation analysis DFA e rescaled range analysis R/S duas técnicas de análise de flutuações em séries temporais com vista a filtrar informações espúrias e avaliar influência das variáveis selecionadas (tamanho de grão e frequência do sinal) sobre os sinais ultrassônicos obtidos Por fim é feita uma comparação entre os dados simulados e experimentais e avaliação da qualidade da simulação

Este trabalho tem por objetivo analisar a possibilidade do uso da técnica de análise por ultra-som como uma alternativa aos ensaios de tração para a avaliação das propriedades mecânicas de barras laminadas de aço baixo carbono. O método prevê a aplicação da técnica como uma opção econômica e ágil em programas de qualidade das características dos aços produzidos. Para o desenvolvimento deste estudo foi escolhido como material de análise o aço ASTM A36 na forma de barras redondas laminadas de 1 polegada de diâmetro. Foram adquiridas amostras de 15 corridas de produção deste aço sendo que as amostras de uma destas corridas foram submetidas a diferentes tratamentos térmicos. Foram realizadas medidas de velocidade sônica e avaliação da atenuação sônica por medidas de ganho com a aplicação de ondas longitudinais e com o uso de dois equipamentos diferentes e transdutores de 4, 5 e 15MHz. Esses resultados foram correlacionados com os dados de limite de escoamento, limite de resistência e alongamento na ruptura. Foi realizado um estudo metalográfico de tamanho de grão e do teor de inclusões, além de análise de composição química das amostras e a relação destes fatores com as propriedades acústicas. Foram comparados também os dados de velocidade e atenuação sônica das amostras apenas laminadas com os resultados obtidos com as amostras tratadas termicamente Como resultado, foi demonstrada a possibilidade do uso da técnica apresentada para estimar as propriedades mecânicas do aço estudado, em especial o limite de resistência, determinando a capacidade do uso do ultra-som para o controle das características mecânicas no processo produtivo deste e também de outros tipos de materiais metálicos.

O presente trabalho avalia a viabilidade de execução de técnicas não intrusivas de inspeção em dois vasos separadores de produção. Para tanto a guia de inspeção não intrusiva DNV-RP-G103 foi seguida para a realização do planejamento de inspeção dos equipamentos. Foi realizado um estudo dos mecanismos de deterioração atuantes a partir dos relatórios de inspeção visual interna. A efetividade do plano de inspeção é avaliada pelo uso de um modelo matemático que utiliza a Simulação de Monte Carlo para a avaliação da probabilidade de detecção das descontinuidades e determinação da probabilidade de falha do equipamento antes e após a realização da inspeção. Estudos de probabilidade de detecção de trincas de fadiga por técnicas de inspeção não intrusiva realizados são abordados na revisão bibliográfica. Esses dados são de relevância para a obtenção dos parâmetros necessários para avaliar a efetividade das técnicas de inspeção proposta. / The present work evaluates the viability of non invasive inspection technique of two production pressure vessel. The non invasive inspection guide DNV-RP-G103 was applied for equipment inspection plan realization. The equipment aging process study was done according to the inspections reports of internal visual inspection previously done. The plan inspection affectivity is evaluated with a mathematic model that applies The Monte Carlo Simulation for calculate the discontinuity probability detection and determine the equipment failure probability before and after inspection realization. Detection probability study of fatigue cracks by non invasive techniques is revised in bibliographic review. This data are pertinent for obtain the needed parameters to reach the required effectiveness of inspection technique planned.

O presente trabalho avalia a viabilidade de execução de técnicas não intrusivas de inspeção em dois vasos separadores de produção. Para tanto a guia de inspeção não intrusiva DNV-RP-G103 foi seguida para a realização do planejamento de inspeção dos equipamentos. Foi realizado um estudo dos mecanismos de deterioração atuantes a partir dos relatórios de inspeção visual interna. A efetividade do plano de inspeção é avaliada pelo uso de um modelo matemático que utiliza a Simulação de Monte Carlo para a avaliação da probabilidade de detecção das descontinuidades e determinação da probabilidade de falha do equipamento antes e após a realização da inspeção. Estudos de probabilidade de detecção de trincas de fadiga por técnicas de inspeção não intrusiva realizados são abordados na revisão bibliográfica. Esses dados são de relevância para a obtenção dos parâmetros necessários para avaliar a efetividade das técnicas de inspeção proposta. / The present work evaluates the viability of non invasive inspection technique of two production pressure vessel. The non invasive inspection guide DNV-RP-G103 was applied for equipment inspection plan realization. The equipment aging process study was done according to the inspections reports of internal visual inspection previously done. The plan inspection affectivity is evaluated with a mathematic model that applies The Monte Carlo Simulation for calculate the discontinuity probability detection and determine the equipment failure probability before and after inspection realization. Detection probability study of fatigue cracks by non invasive techniques is revised in bibliographic review. This data are pertinent for obtain the needed parameters to reach the required effectiveness of inspection technique planned.

Este trabalho tem por objetivo analisar a possibilidade do uso da técnica de análise por ultra-som como uma alternativa aos ensaios de tração para a avaliação das propriedades mecânicas de barras laminadas de aço baixo carbono. O método prevê a aplicação da técnica como uma opção econômica e ágil em programas de qualidade das características dos aços produzidos. Para o desenvolvimento deste estudo foi escolhido como material de análise o aço ASTM A36 na forma de barras redondas laminadas de 1 polegada de diâmetro. Foram adquiridas amostras de 15 corridas de produção deste aço sendo que as amostras de uma destas corridas foram submetidas a diferentes tratamentos térmicos. Foram realizadas medidas de velocidade sônica e avaliação da atenuação sônica por medidas de ganho com a aplicação de ondas longitudinais e com o uso de dois equipamentos diferentes e transdutores de 4, 5 e 15MHz. Esses resultados foram correlacionados com os dados de limite de escoamento, limite de resistência e alongamento na ruptura. Foi realizado um estudo metalográfico de tamanho de grão e do teor de inclusões, além de análise de composição química das amostras e a relação destes fatores com as propriedades acústicas. Foram comparados também os dados de velocidade e atenuação sônica das amostras apenas laminadas com os resultados obtidos com as amostras tratadas termicamente Como resultado, foi demonstrada a possibilidade do uso da técnica apresentada para estimar as propriedades mecânicas do aço estudado, em especial o limite de resistência, determinando a capacidade do uso do ultra-som para o controle das características mecânicas no processo produtivo deste e também de outros tipos de materiais metálicos.

A tomografia ultrassônica é um método não destrutivo que possibilita o mapeamento de uma seção interna do objeto estudado a partir de múltiplas projeções de resultados de ensaios de ultrassom a fim de identificar algumas de suas propriedades físicas, descontinuidades e/ou defeitos. Este trabalho consiste em estudar o método da tomografia ultrassônica aplicada na detecção de não homogeneidades em elementos de concreto. Para tal fim, realizaram-se diversos ensaios experimentais em prismas de concreto variando-se parâmetros como a qualidade do concreto, presença de vazios e armaduras, o arranjo dos transdutores, a frequência e a polarização das ondas ultrassônicas. Além dos ensaios, foi desenvolvida uma aplicação computacional que permitisse gerar imagens tomográficas de várias seções do elemento estudado, em diferentes planos e profundidades simultaneamente, a partir das velocidades de propagação dos pulsos de ultrassom. Como resultado conseguiu-se determinar as condições mais confiáveis nos procedimentos de medição, avaliar o grau de homogeneidade de prismas com diferentes resistências e avaliar a sensibilidade dos ensaios de ultrassom na presença de não homogeneidades como vazios, fissuras e aço de reforço. Finalmente, como conclusão desta pesquisa confirma-se o grande potencial que possui a técnica de tomografia ultrassônica aplicada em estruturas de concreto na detecção de não homogeneidades. / Ultrasonic tomography is a non-destructive method that enables the mapping of an internal section of the object studied from multiple projections of results of ultrasound tests to identify some of their physical properties, discontinuities and/or defects. This work is to study the method of ultrasonic tomography applied to the detection of inhomogeneities in concrete elements. To this end, there have been several experimental tests on concrete prisms varying parameters such as the concrete quality, the presence of voids and reinforcement, the arrangement of the transducers, the frequency and polarization of the ultrasonic waves. In addition to the tests, a computer application was developed that allows to generate tomographic images of various sections of the study element and depths in different planes simultaneously from the propagation speed of the ultrasonic pulses. It was possible to determine the most reliable conditions in the measuring procedures to assess the degree of homogeneity of prisms having different resistances and to evaluate the sensitivity of ultrasound tests in the presence of inhomogeneities such as voids, cracks and reinforcing steel. Finally, as a conclusion of this research confirms the great potential that has the ultrasonic tomography technique applied in concrete structures in the detection of inhomogeneities.

Os ensaios não destrutivos visam avaliar um elemento sem gerar danos a ele com a técnica empregada. Um tipo de ensaio não destrutivo é o método da velocidade do pulso de ondas ultrassônicas. Este método é comumente utilizado para determinar propriedades elásticas de um dado material e verificar danos no interior dos elementos estudados. Outra aplicação do ultrassom é a medição do nível de tensão num material por meio da propagação das ondas ultrassônicas, tendo como base a teoria da acustoelasticidade. Entretanto, o uso do ultrassom para esta finalidade ainda é pouco difundido, principalmente na aplicação em estruturas de concreto. Este trabalho teve como objetivo estudar a possibilidade de medir tensões em estruturas de concreto com o uso do ultrassom. Para tanto, foram realizados ensaios de compressão uniaxial em prismas de concreto. Durante os ensaios, foram emitidas ondas ultrassônicas nos elementos para cada nível de tensão aplicada no material. A partir destes ensaios, foi feito um estudo do comportamento acustoelástico do concreto. Verificou-se que as velocidades das ondas ultrassônicas variaram em função da intensidade das tensões normais de compressão existentes nos corpos de prova. Com base na variação das velocidades, os coeficientes acustoelásticos do concreto de cada prisma foram determinados e relacionados com propriedades do concreto. Verificou-se a possibilidade de se estimar o nível mínimo de tensão em determinadas estruturas de concreto a partir do conhecimento de seus coeficientes acustoelásticos. Concluiu-se que é possível estimar tensões em estruturas de concreto utilizando o ultrassom. / Nondestructive tests aim to analyze an element generating no damages. The pulse velocity of ultrasonic waves method is a type of nondestructive test. This method is commonly used to determine elastic properties of materials and to verify damages inside studied elements. Another application for ultrasound is the measurement of stress level in a material by means of propagation of ultrasonic waves. This application is based on the theory of acoustoelasticity. However, the use of ultrasound is still unusual for this purpose, mainly in application in concrete structures. This work intended to study the possibility of measuring stresses in concrete structures with the use of ultrasound. Uniaxial compression tests were performed on concrete prisms. During tests, ultrasonic waves were propagated in elements for each level of applied stress in the material. Then, a study about acoustoelastic behavior of concrete was performed. It was verified that the velocities of ultrasonic waves changed according to the intensity of normal compressive stresses there were in the specimens. Based on the variation of velocities, the acoustoelastic coefficients of concrete were determined for each prism. The coefficients were related with properties of concrete. The possibility of estimating the minimum level of stress in certain structures of concrete from their acoustoelastic coefficients was verified. It was concluded it is possible to estimate stresses in concrete structures using ultrasound.