Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laura Martins.pdf: 7177519 bytes, checksum: b45e0db2f27a3c198d3ed77145efa51c (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the production of automotive parts and components, nondestructive testing is of great importance for the estimation of physical and mechanical properties such as the detection of defects. This study aims the evaluation of two non-destructive tests (ultrasound and resonance frequency) by determining the elastic modulus and damping capacity in samples with different graphite morphology and also in thin wall sections of engine blocks. These techniques were also used to identify the presence of solidification microporosity. It was found that these methods allow estimating values of elastic modulus very accurately, better to that obtained with tensile test. Also the correlation between microstructure and mechanical and physical properties are better with ultrasonic and resonance frequency than with tensile test. Those tests also enable to characterize the influence of microporosities on the elastic behavior, as well as the response and sensitivity of damping capacity with the increase of interfaces in the microstructure. the resonant frequency test provide better results when compared with ultrasound, mainly for the characterization of the microstructure, the presence of defects and determination of modulus of elasticity and damping at specimens with regular geometry, since the results resonant test is affected by the total microstructure of the sample, not only by local microstructure, as in the ultrasonic testing. The study of the thin sections in cylinder blocks enabled to correlate microstructures with the thickness of the sections for both materials (gray and compacted graphite iron) and the modulus of elasticity. It also showed the influence of the graphite (morphology and nodularization) on the damping.. Due to geometric limits, the ultrasound test stood out to be more effective in the local measurement of modulus of elasticity for these samples. Thus, for the conditions of microstructure characterization, evaluation of properties and identification and determination of defects, ultrasound set to be more effective technique for scientific studies (samples with regular geometry) and direct application in the industry (thin sections of engine blocks ). / Para a produção de peças e componentes automobilísticos, a utilização de ensaios não destrutivos é de grande importância, tanto para a estimativa de propriedades físicas e mecânicas como na detecção de defeitos. Este estudo tem por objetivo avaliar dois métodos de ensaios não destrutivos (ultrassom e frequência de ressonância) através da determinação do módulo de elasticidade e do amortecimento de vibrações para amostras com variação de morfologia da grafita e seções de parede fina dos blocos de motor. Essas técnicas também foram empregadas para identificar a presença de microporosidades de contração na solidificação. Verificou-se que essas metodologias permitem estimar valores de módulo de elasticidade com bastante precisão, superior à obtida com ensaios de tração e estabelecem melhores correlações entre as microestruturas e as propriedades mecânico-físicas. Esses ensaios, ainda, possibilitam caracterizar a influência dos microrechupes sobre o comportamento elástico, bem como a resposta e sensibilidade da capacidade de amortecimento com o aumento de interfaces na microestrutura do material. Através dessas avaliações observou-se uma maior eficácia do ensaio de frequência de ressonância quando comparado com o ultrassom, pois através desse pode-se obter melhores resultados para a caracterização das condições da microestrutura, da presença de defeitos e na determinação do módulo de elasticidade e amortecimento em corpos de prova de geometria regular. O estudo das seções finas possibilitou correlacionar as microestruturas com as espessuras das seções para ambos os materiais (ferro fundido cinzento e vermicular). Ainda possibilitou verificar a influência da grafita (morfologia e grau de nodularização) sobre o amortecimento. Para essas análises, verificaram-se as condições e dificuldades dos ensaios não destrutivos quanto à geometria e acabamento dos corpos de prova e fatores ligados à microestrutura. Durante esse estudo, o ensaio de ultrassom destacou-se por ser mais eficaz na medição local do módulo de elasticidade para essas amostras. Assim, para as condições de caracterização de microestrutura, avaliação das propriedades, e identificação e determinação de defeitos, o ultrassom configura ser a técnica mais eficaz para estudos científicos (amostras com geometria regular) e aplicação direta na indústria (seções finas dos blocos de motor).

Trens de pouso de aeronaves podem vir a apresentar defeitos induzidos termicamente devido a condições severas que podem ocorrer durante pousos e inspeções rotineiras em que são submetidos periodicamente. A microestrutura resultante das regiões que compreendem os defeitos pode comprometer o bom desempenho em fadiga do componente devido a alteração das propriedades mecânicas envolvidas. Sua detecção no cenário atual atualmente faz-se de maneira dispendiosa em tempo e custo, sendo executada invasivamente através da remoção da camada de cromo presente, seguida da imersão do componente em tanques contendo o reagente químico de nital, que irá revelar possíveis queimas no substrato. Posteriormente, se o componente apresentar danos, estes são reparados e então a eletrodeposição de cromo novamente é realizada e o componente é posto em uso. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de inspeção micromagnética não destrutiva para a detecção de danos térmicos, baseada em norma interna da BOEING. Estas técnicas são baseadas na aplicação de um campo magnético no material a ser inspecionado, o qual irá interagir e revelar as características microestruturais presentes, sem a remoção do cromo, tornando possível uma inspeção confiável, rápida e de baixo valor. Aqui será apresentado como foi desenvolvido um padrão para servir de gabarito a futuras inspeções, além de melhorias sugeridas à norma da BOEING para um melhor aproveitamento da técnica nesta aplicação específica. A metodologia empregada utilizou de uma chapa de aço 300M que sofreu processos de tratamento térmico e shot-peening, posteriormente submetida a danos térmicos impostos através de laser de CO2 de baixa potência, e parcialmente revestida com cromo duro. As regiões danificadas foram avaliadas micromagneticamente através da imposição de um campo magnético alternado sob diferentes frequências de excitação, através de um equipamento comercial disponível no laboratório, e a influência do revestimento de cromo foi estudada. Os resultados apresentaram elevada sensibilidade da técnica na avaliação de danos térmicos na presença e ausência de cromo na superfície, porém para o sensor utilizado neste estudo, há uma limitação quanto a espessura da camada de cromo existente. / The landing gear of aircrafts may present thermally induced defects due to the severe conditions that can occur during landings and also during the routine inspections to which they are submitted periodically. The microstructure resulting from the regions comprising the defect may impair the proper fatigue performance of the component due to the change of the mechanical properties involved. Its detection, in the current scenario, is expensive time and costwise, being executed invasively by removing the existing layer of chromium followed by immersion of the component in tanks containing the chemical reagent Nital, which will show possible burnings on the substrate. Subsequently, if the component presents damages, they are repaired and then the re-chrome plating on the component is carried out and it is put to use. The aim of this dissertation is to present a non-destructive, micromagnetic inspection methodology, for the detection of thermal damage, based on BOEING internal standards. These techniques are based on applying a magnetic field in the material to be inspected, which will interact and disclose the microstructural characteristics of the part without removal of the microstructural characteristics of the part without removal of the chrome, making possible a reliable, fast and low cost inspection. Here it will be presented how a standard was developed to serve as a norm for future inspections, and suggested improvements to BOEING's rule for a better use of the technique in this specific application. The methodology employed used a steel plate to 300M which had undergone heat treatment processes and shot-peening and thereafter subjected to thermal damage imposed through low power CO2 laser , and partially coated with hard chrome. The damaged regions were evaluated micromagnetically through the imposition of an alternating magnetic field under different excitation frequencies, through a commercially available equipment in the laboratory, and the influence of chromium coating was studied. The results showed high sensitivity of the technique to assess thermal damage in the presence and absence of chromium on the surface, but for the sensor used in this study, there is a limit on the thickness of the existing chromium.

A aplicação de Ensaios Não Destrutivos (END) é considerada uma alternativa para monitorar o estado das estruturas de concreto armado, principalmente quando ocorrem falhas de projeto, erros de dosagem, problemas na mistura, transporte ou lançamento do concreto. A medida da Velocidade de Pulso Ultrassônico (VPU) é um END que vem sendo usado comumente em diversas áreas da engenharia civil, devido à facilidade da operação, ao seu baixo custo, à rapidez na execução dos testes e à ausência de danos ao material analisado. O objetivo deste trabalho consiste em apresentar o resultado de uma pesquisa experimental, que visou estudar a influência que determinadas variáveis operacionais exercem sobre os resultados obtidos nos ensaios de VPU e qual a real capacidade de penetração e detecção de defeitos de diversas magnitudes. As medições foram realizadas utilizando o ultrassom pelo modo de transmissão indireta, pois esta é a alternativa que mais se adapta às condições verificadas no exame de estruturas reais de concreto armado. Primeiramente, foram moldados em laboratório dois blocos de concreto, com dimensões próximas às encontradas em estruturas reais de grande porte: um com armadura nas duas faces e outro sem armadura. Em ambos os elementos foram introduzidos objetos para simular possíveis falhas de concretagem. Em uma segunda etapa, foram realizadas perfurações visando identificar a capacidade de detecção de vazios da técnica de VPU para diferentes profundidades. Os resultados são apresentados na forma de imagens geradas através de software e por meio de analises estatísticas. Este estudo verificou que a escolha dos parâmetros de ensaio é um fator determinante para permitir a interpretação correta dos resultados, salientando-se que a experiência do operador e as dimensões de grid são os parâmetros que mais interferem na interpretação dos dados. / The use of Non-destructive Testing (NDT) methods is considered an alternative to monitor the behaviour of reinforced concrete structures, especially when there are design problems or errors related to concrete mixing, transport, placement and casting errors. The Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) method is a Non-Destructive Test that is gaining acceptance. The test has been commonly used in various civil engineering areas due to the fact that it is easy to operate and rapid to perform, and to the low cost and lack of damage to the tested material. The objective of this work is to present the results of an experimental research that aimed to study the influence of certain technological variables on the measurements obtained from UPV tests. The work also aims to gather data to assess the penetration capacity of the US waves and their ability to detect defects of various dimensions. The measurements were performed using the indirect transmission mode, to simulate real work conditions on large structures. Firstly, two massive concrete blocks were cast in the laboratory, with dimensions close to real life structures: one with steel reinforcement on both sides and the other without reinforcement. Objects were introduced in both elements to simulate possible defects due to casting. In a second stage, perforations were conducted in the concrete elements to identify the void detection capability of the UPV technique for different depths. The results are presented by images generated by specific software and by using statistical analysis. This study found that the test parameters influence significantly the correct interpretation of the results. The operator experience and the grid dimensions are the parameters that most influence UPV data analysis.

Mudanças causadas pela industrialização dos canteiros de obra geram incompatibilidades executivas entre sistemas conflitantes e ininterrupção de controles com significativa variabilidade, tal como o uso do fio de prumo para controle geométrico das estruturas de concreto, responsável por acúmulo de erros com reflexo no consumo de matérias e no aumento de defeitos em revestimentos de fachada. Como alternativa, este trabalho busca colaborar com a ampliação do uso das técnicas não destrutivas no controle preventivo e corretivo das edificações em substituição aos tradicionais ensaios destrutivos, tornando o processo mais simples e confiável, além de proporcionar uma recuperação mais rápida e econômica. Para isso, analisou - através de um estudo de caso - a aplicação da tecnologia de escaneamento 3D laser para mapear a planicidade superficial da fachada de um edifício e, de forma inédita, para quantificar o volume de argamassa por intermédio da análise dos modelos 3D gerados por softwares de mercado; e através das etapas experimentais de laboratório, campo e in situ, analisou o potencial da termografia infravermelha na identificação e no mapeamento de fissuras e descolamentos ocultos nos revestimentos de argamassa e cerâmico, aplicando abordagens de aquecimento ativa ou passiva e resfriamento natural ou forçado. Os resultados do escaneamento mostraram a viabilidade da técnica como solução para identificar com precisão as áreas críticas da fachada sobre a estrutura de concreto periférica e alvenaria e, a partir da volumetria, calcular o impacto financeiro associado às sobrespessuras de argamassa nas áreas críticas comparativamente a reduções de espessura após tratamento dessas áreas. Por fim, a termografia identificou quanto à forma, tamanho e posição os defeitos de fissura e descolamento estudados, identificou influências intrínsecas ao processo de uso da tecnologia in situ e uso de recursos do equipamento para melhor visualização dos defeitos. / Changes caused by industrialization of construction sites generate executive incompatibilities between conflicting systems and uninterrupted controls with significant variability, such as the use of a plumb line for geometric control of concrete structures, responsible for error buildup with reflection in the consumption of materials and the increase of defects on facade coatings. Alternatively, this work seeks to collaborate with the expanded use of non-destructive techniques in preventive and corrective control of buildings to replace the traditional destructive testing, making the most simple and reliable process, in addition to providing a faster and economic recovery. For this analyzed by a case study the application of 3D laser scanning technology to map the surface flatness of the facade of a building, and unprecedentedly to quantify the amount of mortar through the analysis of 3D models generated by software market; and through the experimental stages of laboratory, field and in site, examined the potential of infrared thermography in the identification and mapping of hidden cracks and detachments in mortar coatings and ceramic tile, applying active or passive heating and natural cooling or forced cooling. The results of the scan showed the technical viability as a solution to accurately identify the critical areas of the facade on the peripheral concrete structure and masonry and from the volumes, calculate the financial impact associated with extra thick grout in critical areas compared the thickness reductions after treatment of these areas. Finally, thermography identified as the shape, size and position the cleft defects and detachment studied, identified influences the use of technology in situ and use of equipment resources to better visualization of defects.

Este trabalho estuda a aplicação de um Ensaio Não-Destrutivo de Inspeção (ENDI), baseado na técnica Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), na detecção de regiões não homogêneas em chapas de aços carbono. Apresentando os avanços no desenvolvimento de uma nova variante de ensaio não-destrutivo magnético, denominada Escaneamento Contínuo de Ruído Magnético de Barkhausen (ECRMB). O RMB é gerado por abruptas mudanças na magnetização de materiais magnéticos quando são submetidos a campos magnéticos variáveis. Essas mudanças são afetadas pela micro-estrutura e a presença e distribuição de tensões elásticas (compressão e tração), deformação plástica e alteração da micro-estrutura. Neste trabalho analisou-se a sensibilidade dos sinais de RMB na detecção de deformações plásticas em parâmetros tais como, frequência de campo magnético de excitação e a velocidade de movimentação da sonda. O comportamento do parâmetro RMSRMB dos sinais de RMB se correlacionou com a posição das regiões não homogêneas detectadas nas amostras. Sendo, contudo ainda feita uma avaliação da técnica aplicada para a medição, fazendo uma comparação dos resultados obtidos com a técnica de Ruído Magnético de Barkhausen Estático (RMBE) que é uma técnica já estabelecida na literatura. Os resultados mostraram, que para cada um dos casos estudados, é possível detectar a posição do dano produzido. Essa nova técnica aumenta o espectro de soluções de ENDI para problemas não contemplados pelas técnicas existentes. / This work the application of a technique of Non-Destructive Inspection Test (NDIT) based on the technical Magnetic Barkhausen Noise (MBN), the detection of non-homogeneous regions in sheets of carbon steels. It presents advances in the development of a new technique of magnetic non-destructive testing. Particularly a variant nominated Scanning Continuous Magnetic Barkhausen Noise (SCRMB). The MBN are generated by abrupt changes in the magnetization of materials when subjected to varying magnetic fields. These changes are affected by the microstructure and the presence and distribution of elastic stresses (compression and tension). We analyzed the sensitivity of the signal MBN detection plastic deformation on parameters such as magnetic field excitation frequency and the probe movement speed. The RMSMBN parameter behavior of MBN signals correlated with the position of non-homogeneous regions detected in the samples. An evaluation of the technique applied to the measurement was performed by making a comparison of the results obtained with MBNE technique, is a technique already established in the literature. The results showed that for each of the studied cases, it is possible to detect the position of the damage produced. This new technique increases the spectrum of NDIT solutions for problems not covered by existing techniques.

Neste trabalho se estuda a aplicação de técnicas de estatística multivariada para reconhecimento de padrões em sinais de ensaios não destrutivos (END) magnéticos, baseados no Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). O reconhecimento de padrões pode ser feito de forma não supervisionada com a técnica multivariada de Análise de Agrupamentos, conglomerados ou Clusters que definem grupos segundo critérios de similaridade. Já para reconhecimento supervisionado a Análise Discriminante procura classificar amostras novas em grupos conhecidos, a priori, usando para este propósito uma regra de classificação criada a partir desses grupos de amostras conhecidos. Foram utilizados dois casos de detecção e classificação utilizando RMB. O RMB é um fenômeno magnético gerado por abruptas mudanças na magnetização de materiais ferromagnéticos quando submetidos a campos magnéticos variáveis. Essas mudanças estão relacionadas com a microestrutura do material, presença e distribuição de tensões elásticas (tensão e compressão). No primeiro caso de estudo procura-se identificar arames quebrados em risers, através da medição de tensão mecânica. No segundo caso procura-se classificar diferentes tratamentos térmicos em Aço AISI 420. Para a análise de integridade estrutural de risers foi feita a redução da dimensionalidade dos dados via Análise de Componentes Principais e posteriormente Análise de Agrupamentos. Já para o problema de classificação de amostras de aço foi usada a técnica de Análise Discriminante Linear de Fisher e a Quadrática. Os resultados das análises mostraram que as técnicas de Estatísticas Multivariadas proporcionam ferramentas muito adequadas para aumentar a eficiência da inspeção na área de END Magnéticos em geral e RMB em particular. / The present work deals with application of multivariate statistic techniques for pattern recognition in signals from Non-Destructive Essays (NDE), based on the Magnetic Barkhausen Noise (MBN). Pattern recognition can be done in a nonsupervised way by Cluster Analysis defining similarity criteria. On the other hand, for supervised recognition, Discriminant Analysis looks for classifying new samples in known groups, a priori, by means of classification rules created for these known sample groups. Two detection and classification cases were studied by MBN. The MBN is a magnetic phenomenon generated by sudden changes in magnetization of ferromagnetic materials, when these materials are subjected to variable magnetic fields. These changes are related to material microstructure as well as to the presence of elastic stresses (tension and compression). In the first studied case, the present study searches identifying broken wires in risers through measurements of mechanical strain. In the second case, the study classifies different thermal treatments in AISI 420 steel samples. Regarding the analysis of structural integrity of risers, firstly the reduction of data dimensionality was obtained via Analysis of Main Components and, later, Cluster Analysis was performed. Concerning the classification problem of steel samples, the Fisher Linear Discriminant Analysis and the Quadratic Analysis were used. Analysis results showed that Multivariate Statistic Techniques give rise to tools very appropriated for increasing the efficiency of inspection both in the Magnetic NDE area in general, and MBN in particular.

O objetivo desta dissertação é escrever sobre a técnica de ultra-sonografia, aplicada na inspeção da soldagem por resistência a ponto, e demonstrar as vantagens desta técnica em relação aos ensaios destrutivos convencionalmente normalizados e utilizados na inspeção de solda a ponto até meados de 1999, quando a técnica de ultra-som começou a ser aplicada no Brasil. Para tanto foram realizados dois procedimentos experimentais, sendo o primeiro deles utilizando a técnica de ultra-som a-scan (transdutor de simples elemento), onde foram estudados os efeitos da indentação do ponto de solda, um dos parâmetros que pode ser detectado com extrema facilidade por esta técnica. O segundo experimento visa demonstrar a capacidade de detecção da técnica de ultra-som b-scan (transdutor matricial), onde a metodologia foi aplicada visando correlacionar os resultados obtidos pelo equipamento com os resultados encontrados nas técnicas de arrancamento (peel test) e nos ensaios macrográficos convencionalmente conhecidos. Com estes experimentos, foi possível comprovar a confiabilidade e repetibilidade desta técnica, mostrando uma maior precisão em relação aos ensaios normalizados conhecidos, além da avaliação quantitativa que pode ser feita, tornando possível a coleta estatística de dados. Foi também notada grande dificuldade em interpretar os sinais gráficos emitidos pelos equipamentos, bem como atestar sua confiabilidade e capacidade de detecção de defeitos, surgindo a necessidade de intensificar o treinamento dos operadores desta técnica. De qualquer forma, esta técnica representa o estado da arte na inspeção de solda por resistência, e foi o principal motivador deste estudo. / The aim is to describe the ultrasound technique, applied to the inspection of the resistance spot welding, and to demonstrate the advantages of this technique over the conventionally standardized destructive tests used in spotweld inspections until mid 1999, when the ultrasound technique began to be applied in Brazil. For this, two experimental procedures were organized, the first using the a-scan (single element transducer) ultrasound technique, in which the effects of the indentation of the spotweld were studied, one of the parameters that can be easily detected by this technique. The second experiment seeks to demonstrate the detection capacity of the ultrasonic b-scan technique (matrix transducer), in which the methodology was applied to seek the correlation between the results obtained by the equipment with the results found in the peel test and also in the macrographic results conventionally known. With these experiments, it was possible to prove the reliability and reproductibility of this technique, showing an increase in precision when related to the normalized known tests, besides the quantitative evaluation that can be made, allowing the statistical collection of data. A great difficulty was also noticed in interpreting the graphic signs emitted by the equipment, as well as in attesting the reliability and capacity of defects detection, raising the need of operators training. In any way, this technique represents the state of the art in the resistance spotweld inspection, and this was the main motivator of this study.

A teoria da acustoelasticidade relaciona a variação de velocidade de propagação de ondas mecânicas à variação de tensão em um meio sólido. Em materiais frágeis como concreto, a danificação altera a velocidade de propagação paralelamente ao efeito acustoelástico. O objetivo deste trabalho é identificar e quantificar como a danificação e o efeito acustoelástico agem sobre a Velocidade de Pulso Ultrassônico (VPU) em corpos de prova de concreto submetidos a compressão uniaxial. Para tanto, foram realizadas três fases de ensaio. A primeira fase objetivou gerar dados para a análise da aplicação da interferometria de cauda de onda (Coda Wave Interferometry – CWI). Duas variações deste método foram estudadas e comparadas, com o propósito de determinar-se qual gera melhores resultados e quais parâmetros devem ser adotados para as análises. Para tal, um código computacional foi desenvolvido utilizando a linguagem Python 3.6.0. Foi constatado que a técnica do alongamento apresenta resultados melhores que a técnica tradicional da interferometria de cauda de onda. A segunda etapa foi dedicada ao estudo da variação de velocidade de propagação devido à recuperação de dano do corpo de prova. A terceira fase abordou a influência da geometria da amostra e da composição do concreto sobre a resposta do material à acustoelasticidade. Além disso, definiu-se um Índice de Dano (D) baseado na redução do módulo de elasticidade devido ao carregamento, a fim de isolar a variação de velocidade causada pelo efeito acustoelástico. Quanto ao estudo da recuperação de dano ao longo do tempo, a variação relativa de velocidade nas primeiras 24 horas após a retirada do carregamento se mostrou muito pequena em relação às variações geradas pelas condições de temperatura e umidade. Concluiu-se também que as amostras cilíndricas apresentaram respostas mais uniformes ao efeito acustoelástico que as amostras prismáticas. Por fim, o Índice de Dano se mostrou eficaz para isolar os efeitos da danificação e da acustoelasticidade sobre a VPU. / The acoustoelasticity theory relates the variation in propagation velocity of mechanical waves to the stress variation in a solid medium. In brittle materials such as concrete, damage affects the propagation velocity parallel to the acoustoelastic effect. This research aims to identify and quantify how damage and acoustoelastic effect act on Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) in concrete samples subjected to uniaxial compression. In order to do so, three phases of testing were performed. The first one focused on generating data to analyze the application of the Coda Wave Interferometry (CWI). Two variations of this method were studied and compared, to the purpose of determining which variation shows better results and which parameters should be adopted in the analysis. To enable the analysis, a computational code using Python 3.6.0 language was developed. It was verified that the stretching technique shows better results than the traditional coda wave interferometry technique. The second phase was dedicated to study the variation in propagation velocity due to damage recovery in the sample. The third phase addressed the influence of the sample geometry and the concrete composition over the response from the material to the acoustoelasticity. Furthermore, a Damage Index (D) was defined based on the elastic modulus reduction due to loading, in order to isolate the variation of velocity due solely to the acoustoelastic effect. Regarding the study of damage recovery over time, the relative velocity variation in the first 24 hours following the withdrawal of the loading showed to be too little when compared to the variations caused by temperature and humidity conditions. It was also concluded that the cylindrical samples showed more uniform responses to the acoustoelastic effect than the prismatic samples. Finally, the Damage Index proved itself to be a reliable tool to isolate the effects of damage and acoustoelasticity over the UPV.

A aplicação de Ensaios Não Destrutivos (END) é considerada uma alternativa para monitorar o estado das estruturas de concreto armado, principalmente quando ocorrem falhas de projeto, erros de dosagem, problemas na mistura, transporte ou lançamento do concreto. A medida da Velocidade de Pulso Ultrassônico (VPU) é um END que vem sendo usado comumente em diversas áreas da engenharia civil, devido à facilidade da operação, ao seu baixo custo, à rapidez na execução dos testes e à ausência de danos ao material analisado. O objetivo deste trabalho consiste em apresentar o resultado de uma pesquisa experimental, que visou estudar a influência que determinadas variáveis operacionais exercem sobre os resultados obtidos nos ensaios de VPU e qual a real capacidade de penetração e detecção de defeitos de diversas magnitudes. As medições foram realizadas utilizando o ultrassom pelo modo de transmissão indireta, pois esta é a alternativa que mais se adapta às condições verificadas no exame de estruturas reais de concreto armado. Primeiramente, foram moldados em laboratório dois blocos de concreto, com dimensões próximas às encontradas em estruturas reais de grande porte: um com armadura nas duas faces e outro sem armadura. Em ambos os elementos foram introduzidos objetos para simular possíveis falhas de concretagem. Em uma segunda etapa, foram realizadas perfurações visando identificar a capacidade de detecção de vazios da técnica de VPU para diferentes profundidades. Os resultados são apresentados na forma de imagens geradas através de software e por meio de analises estatísticas. Este estudo verificou que a escolha dos parâmetros de ensaio é um fator determinante para permitir a interpretação correta dos resultados, salientando-se que a experiência do operador e as dimensões de grid são os parâmetros que mais interferem na interpretação dos dados. / The use of Non-destructive Testing (NDT) methods is considered an alternative to monitor the behaviour of reinforced concrete structures, especially when there are design problems or errors related to concrete mixing, transport, placement and casting errors. The Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) method is a Non-Destructive Test that is gaining acceptance. The test has been commonly used in various civil engineering areas due to the fact that it is easy to operate and rapid to perform, and to the low cost and lack of damage to the tested material. The objective of this work is to present the results of an experimental research that aimed to study the influence of certain technological variables on the measurements obtained from UPV tests. The work also aims to gather data to assess the penetration capacity of the US waves and their ability to detect defects of various dimensions. The measurements were performed using the indirect transmission mode, to simulate real work conditions on large structures. Firstly, two massive concrete blocks were cast in the laboratory, with dimensions close to real life structures: one with steel reinforcement on both sides and the other without reinforcement. Objects were introduced in both elements to simulate possible defects due to casting. In a second stage, perforations were conducted in the concrete elements to identify the void detection capability of the UPV technique for different depths. The results are presented by images generated by specific software and by using statistical analysis. This study found that the test parameters influence significantly the correct interpretation of the results. The operator experience and the grid dimensions are the parameters that most influence UPV data analysis.

Trens de pouso de aeronaves podem vir a apresentar defeitos induzidos termicamente devido a condições severas que podem ocorrer durante pousos e inspeções rotineiras em que são submetidos periodicamente. A microestrutura resultante das regiões que compreendem os defeitos pode comprometer o bom desempenho em fadiga do componente devido a alteração das propriedades mecânicas envolvidas. Sua detecção no cenário atual atualmente faz-se de maneira dispendiosa em tempo e custo, sendo executada invasivamente através da remoção da camada de cromo presente, seguida da imersão do componente em tanques contendo o reagente químico de nital, que irá revelar possíveis queimas no substrato. Posteriormente, se o componente apresentar danos, estes são reparados e então a eletrodeposição de cromo novamente é realizada e o componente é posto em uso. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de inspeção micromagnética não destrutiva para a detecção de danos térmicos, baseada em norma interna da BOEING. Estas técnicas são baseadas na aplicação de um campo magnético no material a ser inspecionado, o qual irá interagir e revelar as características microestruturais presentes, sem a remoção do cromo, tornando possível uma inspeção confiável, rápida e de baixo valor. Aqui será apresentado como foi desenvolvido um padrão para servir de gabarito a futuras inspeções, além de melhorias sugeridas à norma da BOEING para um melhor aproveitamento da técnica nesta aplicação específica. A metodologia empregada utilizou de uma chapa de aço 300M que sofreu processos de tratamento térmico e shot-peening, posteriormente submetida a danos térmicos impostos através de laser de CO2 de baixa potência, e parcialmente revestida com cromo duro. As regiões danificadas foram avaliadas micromagneticamente através da imposição de um campo magnético alternado sob diferentes frequências de excitação, através de um equipamento comercial disponível no laboratório, e a influência do revestimento de cromo foi estudada. Os resultados apresentaram elevada sensibilidade da técnica na avaliação de danos térmicos na presença e ausência de cromo na superfície, porém para o sensor utilizado neste estudo, há uma limitação quanto a espessura da camada de cromo existente. / The landing gear of aircrafts may present thermally induced defects due to the severe conditions that can occur during landings and also during the routine inspections to which they are submitted periodically. The microstructure resulting from the regions comprising the defect may impair the proper fatigue performance of the component due to the change of the mechanical properties involved. Its detection, in the current scenario, is expensive time and costwise, being executed invasively by removing the existing layer of chromium followed by immersion of the component in tanks containing the chemical reagent Nital, which will show possible burnings on the substrate. Subsequently, if the component presents damages, they are repaired and then the re-chrome plating on the component is carried out and it is put to use. The aim of this dissertation is to present a non-destructive, micromagnetic inspection methodology, for the detection of thermal damage, based on BOEING internal standards. These techniques are based on applying a magnetic field in the material to be inspected, which will interact and disclose the microstructural characteristics of the part without removal of the microstructural characteristics of the part without removal of the chrome, making possible a reliable, fast and low cost inspection. Here it will be presented how a standard was developed to serve as a norm for future inspections, and suggested improvements to BOEING's rule for a better use of the technique in this specific application. The methodology employed used a steel plate to 300M which had undergone heat treatment processes and shot-peening and thereafter subjected to thermal damage imposed through low power CO2 laser , and partially coated with hard chrome. The damaged regions were evaluated micromagnetically through the imposition of an alternating magnetic field under different excitation frequencies, through a commercially available equipment in the laboratory, and the influence of chromium coating was studied. The results showed high sensitivity of the technique to assess thermal damage in the presence and absence of chromium on the surface, but for the sensor used in this study, there is a limit on the thickness of the existing chromium.