Phased array ultrasonic technique application for quality control of steel in raw condition

Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Leonardo Taborda SandorTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: As inspeções realizadas em produtos de aplicação industrial através do ensaio não destrutivo de ultrassom têm o objetivo de controle de qualidade, constatação de atendimento e conformidade a normas de referência e consequente prevenção de acidentes, redução de custos, preservação do meio ambiente e da vida dos seres que habitam o planeta Terra. Devido à complexidade das aplicações que os materiais inspecionados por ultrassom são submetidos, as inspeções realizadas por este ensaio não destrutivo têm sido cada vez mais criteriosas, havendo demanda de atendimento a especificações de normas mais rigorosas. As referidas aplicações são para segmentos aeroespacial, petrolífero, químico, geração de energia, implantes cirúrgicos, automotivo e outros. Para atendimento desses rigorosos critérios, é imprescindível utilizar técnicas de inspeção mais apuradas, como por exemplo a técnica conhecida por phased array ou varredura de fases. Os principais aspectos que determinam o uso desta técnica de ultrassom por varredura de fases são a sua condição de incremento da capacidade de detecção de indicações e a sua consequente confiabilidade e velocidade de inspeção quando utilizada em versão automatizada. Esta técnica de inspeção por ultrassom conhecida por phased array com origem na aplicação médica, é utilizada na indústria para inspeção de vários tipos de materiais de diferentes composições químicas, geometrias, perfis e acabamentos superficiais. A inspeção por ultrassom automatizada pela técnica phased array tem peculiaridades distintas em relação à técnica tradicional conhecida por contato direto convencional. Essas diferenças serão apresentadas neste trabalho cujo objetivo é demonstrar e concluir que através da aplicação da inspeção via ultrassom phased array, o nível de probabilidade de detecção de indicações em materiais com superfície bruta é de 100%, consequentemente atingindo competitiva produção de inspeção quando comparado com o ultrassom tradicional cujo valor é aproximadamente 70%. Desta maneira é classificado como sendo mais eficaz e por conseguinte é capaz de atender especificações de inspeções mais restritivas. O material utilizado para alcance desta conclusão é o aço de aplicação para construção mecânica de perfil redondo maciço produzido sob processo de fabricação laminado em condição superficial brutaAbstract: The inspections carried out on products of industrial application through the nondestructive ultrasound testing aim at quality control, verification of compliance and conformance with reference standards and consequent accident prevention, cost reduction, preservation of the environment and the lives of the beings that inhabit planet Earth. Due to the complexity of the applications that the materials inspected by ultrasound are subjected to, the inspections carried out by this non-destructive testing have been increasingly careful, with a demand for meeting the specifications of stricter standards. These referred applications are for aerospace, oil, chemical, power generation, surgical implants, automotive and others. In order to meet these strict criteria, it is essential to use more refined inspection techniques, such as the technique known as a phased array or phase scan. The main aspects that determine the use of this phase array ultrasound technique are its condition of increasing the detection capacity of indications and its consequent reliability and inspection speed when used in an automated version. This ultrasound inspection technique known as a phased array originating from the medical application, is used in the industry for inspection of various types of materials of different chemical compositions, geometries, profiles and surface finishes. The automated ultrasound inspection using the phased array technique has distinct peculiarities in relation to the traditional technique known as conventional direct contact. These differences will be presented in this thesis whose objective is to demonstrate and conclude that through the application of phased array ultrasound inspection, the indication detection probability level in materials with raw surface is 100%, consequently reaching competitive inspection production when compared to traditional ultrasound whose value is approximately 70%. Thus, this technique is classified as being more effective and is therefore able to meet more restrictive inspection specifications. The material used to reach this conclusion is round profile solid steel for mechanical construction produced under rolled manufacturing process in black bar surface conditionDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânic