Shearografia com sensibilidade radial praticada à inspeção de falhas de adesão em uniões flangeadas de material compósito

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-raduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017.Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma nova configuração de sistema de shearografia com sensibilidade radial e avalia sua aplicabilidade para inspeção de falhas de adesão em uniões flangeadas de tubos de material compósito. A inspeção é realizada a partir da superfície interna do tubo onde o flange está colado. O sistema utiliza dois espelhos cônicos. Com 90° de ângulo de ponta, o espelho cônico primário tem a função de promover a visualização da superfície interna a ser inspecionada. O espelho cônico secundário, com 178° de ângulo de ponta, produz o deslocamento lateral radial das imagens. O conceito foi desenvolvido e um protótipo construído e testado. Primeiramente, foram analisados dois corpos de prova tubulares de aço, revestidos internamente com materiais compósitos e tendo defeitos artificiais conhecidos, para testar a capacidade do sistema em detectá-los com sensibilidade radial. Após a validação do sistema, foram analisadas duas uniões flangeadas, sendo uma de referência, sem defeitos, e outra com defeitos artificiais, simulando falhas de adesão com diferentes dimensões. Em ambos os casos foi aplicado o carregamento térmico através de um soprador de ar quente na superfície externa da união. O sistema apresentou bons resultados em todos os corpos de prova inspecionados, sendo capaz de detectar as falhas de adesão presentes na união com defeitos artificialmente inseridos. Os resultados obtidos experimentalmente nesse trabalho são promissores e abrem uma nova frente para inspeções com shearografia.Abstract : This work presents the development of a new shearography system with radial sensitivity and evaluates its applicability for detecting adhesion flaws on internal surfaces of flanged joints of composite material pipes. The inspection is performed from the inner surface of the tube where the flange is adhered. The system uses two conical mirrors. At 90° cone angle, the primary conical mirror has the function of promoting the visualization of the internal surface to be inspected. The secondary conical mirror, with 178° cone angle, produces a radial lateral displacement of the images. The concept was developed and a prototype built and tested. First, two tubular steel specimens, internally coated with composite materials and having known artificial defects were analyzed to test the ability of the system to detect them with radial sensitivity. After the validation of the system, two flange joints were analyzed, one of them being a reference, without defects, and another one with artificial defects, simulating adhesion failures with different dimensions. In both cases the thermal loading was applied through a hot air blower on the outer surface of the joint. The system presented good results on all inspected specimens, being able to detect adhesion flaws present in the flanged joints with artificially inserted defects. The results obtained experimentally in this work are promising and open a new front for inspections with shearography