NBR 8860 - 1995 - Tubos de Aço - Detecção de Descontinuidades

C6pia impressa pelo Sistema CENWIN

-e

TUBOS DE AC0 - DETECCAO DE DESCONTINUIDADES POR CORRENTES PARASITAS (EDDY-CURRENT),

COM SATURACAO MAGNETICA

MBtodo de ensaio

01.014

NBR 8860

MAl0/1985

SUMARIO 1 Objetivo 2 Norma complementar 3 DefinicBes 4 Aparelhagem 5 Execuck do ensaio 6 Resultados ANEXO A - Tamanho tfpico das descontinuidades actificiais ANEXO B - Informac6es adicionais

1 OBJETIVO

1.1 Esta Norma prescreve o metodo eletromagnetieo lpor correntes parasitas corn sa-

turasao magnetica para detecsao de descontinuidades do tipo corrosao por pite, va-

zios, inclusoes, trincas ou varia@es dimensldnais bruscas, em tubos de ago.

1.2 Esta Norma se aplica a tubos corn diametro externo de 6,35 a 254,O mm. Por

acordo pt-kio entre produtor e compraaor, pode ser aplicada a tubos corn diametro

externo de outras dimensGes.

1.3 Esta Norma se apl ica a ensaio pop correntes parasitas que empreguem bobinas

envolventes embora bobinas fixas ou rotativas possam ser utilizadas, visando o

aumento da sensibilidade de detec$o de descontinuidades em tubos de maior di$me - tro.

2 NORMA COMPLEMENTAR

Na apl ica$ao desta Norma 6 necessario consultar:

NBR 8859 - Correntes parasi tas (Eddy-current) - Terminologia

3 DEFINICOES

OS termos tecnicos utilizados nesta Norma estao definidos na NBR 8859.

Origem: ABNT 1:22.09-608/85 CB-1 - Cornit Brasileiro de Mineracgo e Metalurgia CE-I:2299 - Comissb de Estudo de Produtos Tubulares de A& Norma-base: ASTM E 369/77

SISTEMA NACIOPJA~L DE ABNT - ASSOCIA~AO BRASILEIRA

METROLOGIA, NOfWblALlZA~AO DE NORMAS Tecru1cAs E QUALIDADE INbCtSTRIAl 0

?b~: aco.tubo.correntes parasites. I

. NBR 3 NDRMA BRASILEIRA REGISTRADA

CW: 669.14462:629.179.142 Todos os diteitos resewados 16 phinas


2 NB R 8860/l 985

4 APARELHAGEM

4.1 ApareZhagem eZetr&ica

A aparelhagem eletr%ica deve ser adequada para energizar as bobinas ou cabesotes

corn corrente alternada de uma freqijcncla selecionada e para detectar, por meio da

bobina de teste, as varia@es da resposta eletromagnetica. 0 equipamento pode in-

cluir circuitos apropriados de processamento de sinal, tais coma discriminadores

de fase, circuitos de filtragem, etc., necessaries. apenas para uma determi nada a-

pl icaGZ0, conforme Figura 1.

fR = A0

Er

fld

-I 7

II IJ -TUEIO EM TRANWORMACOR ENSAIO

r 4

FIGURA 1 - Diagrama em bloco de equipamento automhtico de ensaio por correntes parasitas corn saturador

4.2 Bobina envo hen te

A bobina envolvente consiste em uma oumais bobinas eletricas que envolvem o tubo

que esta sendo ensai ado, conforme Fi gura 2.

4.3 Conjunto cabegote

0 conjunto cabeCote (ver Figura 3-(a)) normalmente contem uma bobina de excita$o

e bobinas de teste conforme Figura 3-(b), embora em alguns cases as bobinas de

excitaGa0 e teste sejam uma so.

4.4 Sis tema de saturaGao magngtica

0 sistema de saturaSao magnetica deve consistir em urn metodo adequado de aplica-

@o de urn forte campo magnetico na regiao do tubo adjacente ao conjunto de bobina

de teste ou cabe$ote, de forma a transformar esta regiao em Go-magnetica, duran-

te a realiza$ao do ensaio. Sistemas tipicos empregam tanto imas permanentes,,quan-

to eletromagneticos.


NBR 8860/1985 3

FIGURA 2 - Bobina envolvente

Nota: 0 efeito resultante da rela@o entre a area da sesao reta do tuba em en-

saio e a area da sec$o reta do enrolamento primsrio 6 uma considerasao im-

portante, uma vez que as variasoes neste conjunto podem afetar significati - vamente 0 ensaio.

TUB0 MOVENDO-SE LENTAMENTE ATRA- VI% DA BOBINA.

FIGURA 3-(a) - Exemplo de inSpe@o rotativa em helice


4 NBR 8860/1985 in

CABECOTE ESTAClONhlIO

CORRENTES PARASITA

T = BOBINAS DE TESTE

E = BOBINAS DE EXCITAGAO

TRAJETdRlA HELICOIDAL / ARRANJOS ALTERNATIVOS

NO CABEGOTE

FIGURA 3-(b) - InspeQo por cabegote estacionkio

4.5 Mecanismo de movimenta@o do tubo

0 movimento do tubo atraves da bobina ou sob o cabegote deve ser feito em veloci-

dade uniforme, corn urn minim0 de vibra@es no tubo, bobina e cabeGote, e sem excen-

tricidades.

5 EXECUCAO DO ENSAIO

5.1 Principio do me'todo

Basei a-se no comportamento nao-magnet i,co dos tubos , pela aplicaG:o de urn forte cam -

po magnetic0 na regiao adjacente a bobina de teste.

5.2 Requisitos gerais

Por acordo previo entre produtor e comprador,devem ser estabelecidos para a acei -

taGa do material OS seguintes requisitos:

a) fases de fabrica$o em que o material deve ser examinado;

b) tipo, metodo de fabrica$o, dimensoes, localizasao e nknero das desconti-

nuidades artificiais a serem feitas no tubo-padrio de calibragao;

c) metodos de verificaGao das dimensoes e toler2ncias admissiveis nas descon-

tinuidades artificiais;

d) tamanho e t i po do tubo;

e) extensao de material a ensa.iar. No caso.de tubo corn costura, em toda a ex-

tens50 da solda;

f) forma de passagem dos tubos corn indica@es a serem observadas pelo -proda-

tor;


NBR 886011985 5

g) interval0 de tempo,maximo entre as verifica@es de calibras

mento;

h) qualificaSao e certificaS$o do operador, se exigidas;

i) metodos para determinasao da extensao do efeito das extremi

5.3 Tubo-pad&o

0 padrao utilizado no ajuste de sensibilidade do aparelho Go deve

continuidades interferentes e deve ter composigao quimica nominal,

iio do equipa-

dades.

apresentar des

tratamento ter - mica e dimensijes iguais aos dos tubos.a serem ensaiados. 0 comprimento deste tu-

bo-padrio deve ser tal que permita o espaGamento entre as descontinuidades artifi - ciais, a fim de proporcionar.uma resolusao do sinal satisfatoria e ser isento de

varia@Tes dimensionais prejudiciais. As descontinuidades artificiais introduzidas

no tubo devem ser de urn ou maisdos tipos mostrados na Figura 4 e Anexo A.

.-

A-A -

a) Entalhe long itudinal, us nado na superficie externa, interna ou em ambas

b) Entalhe transversal, usinado na superficie externa, interna ou em ambas

c) Furo broqueado (radialmente)

FIGURA 4 - Tipos de descontinuidades artificiais

5.3.1 EntaZhe

OS entalhes longitudinais, transversais ou ambospodem ser produzidos por eletroe -

rosao, usinagem ou outros meios. OS entalhes longitudinais padronizados sao t OS

normalmente uti 1 izados quando o ensaio 6 efetuado Segundo a tecnica de cabeGote

rotativo. A orienta$ao, dimensoes (iargura, comprimento e profundidade) e confi - guraGao dos entalhes afetam a resposta do sistema de correntes parasitas. A pro-

fundidade do entalhe 6 normalmente especificada coma uma porcentagem da espessu _

ra da parede do tubo a ser ensaiado (.ver Anexo A). OS entalhes podem ser fei tos

na superf icie externa, interna ow em ambas do tubo-padrSo. Quando estes sao fei

tos na superficie externa, proporcionam respostas do sistema de ensaio a desconti

nuidades originadas da superficie externa e, quando feitos na superficie interna,

proporcionam respostas a descontinuidades originadas da superficie interna.


6 NBR 8660/1985

5.3.2 Furos

Furos passantes broqueados sao normalmente empregados. 0 broqueamento deve ser

feito corn cuidado para r-60 haver distorgao do tubo ou do furo.

5.3.2.1 A configurasao, orienta@o e dimensoes (diametro dos furos e largura,com -

primento e profundidade dos entalhes) das descontinuidades artificiais a serem u-

tilizadas no estabelecimento dos limites de aceitaGao devem ser objet0 de acordo

entre produtor e comprador.

5.4 Ajuste e padroniza&io da sensibiZCdude da aparelhagem

5.4.1 Selecionar a aparelhagem, examinando a freqkcia, a configuragZo da bobi-

na ou cabe$ote, ou de ambos, o sistema de saturaGao magnetica, a discrimina$o de

fase e outros circuitos, bem coma a velocidade de ensaio.

5.4.2 Fabricar tubos-padroes em conformidade corn o acordado entre produtor e

camp ra do r .

5.4.3 Ajustar o campo magnetic0 do sistema de saturac;ao para obten$o de urn ade - quado nivel de magnetizaqao do tubo, adotando o seguinte procedimento:

a) ajustar a sensibilidade do sistema de correntes parasitas de tal forma

we, sem a aplica$o do campo de magnetiza$ao externo, a inspeGao do tu -

bo-padrao de calibrasao resulte em excessive ruido, caracterizado par

repetidos alarmes do instrument0 ao longo do comprimento do tubo;

b) em repetidas passagens do tubo-padrao de calibra$ao, aumentar a corren-

te de magnetiza@o ou o campo magnetic0 ate nao se observar nenhuma re-

duGso do ruido do tubo quando do aumento do campo magnetic0 (ver Figu-

t-a 5). Deve-se salientar que, as vezes, ha uma falsa indicagao de satu-

rasao que pode resultar na aceitaG;o de urn falso nivel de saturagao.

5.4.4 Calibrar o aparelho para a obten@o da melhor reI.agao sinal/ruido, ajustai

do-o para a minima sensibilidade necessaria a detec$ao segura das descontinuida-

des artificiais do tubo-padrao de calibragao. lsto deve ser feito em condi$oes

idkticas aquelas empregad.as em produgzo (tal coma a velocidade do ensaio), wr

causa das interfersncias que tais condi@es podem provocar.

5.4.5 Durante a operagao prevista em 5.4.4 ou em operagso separada, girar o tu-

bo-padrio em incrementos de 90 ou 12QO para determinar a 1ocalizaSao do centro e-

letrico da bobina de teste. Ajustar a posi$ao do tubo em relagao a bobina pa ra

obter respostas aproximadamente iguais as descontinuidades artificiais, qualquer

que seja a sua posiga0 ci rcunferencial.


NBR 886011985 7 8

-- ca

Magnotiroq~o

FIGURA 5 - Grafico identificando o nivel de falsa satura@To

5.4.5.1 Determinar o centro eletrico da bobina a fim de criar urn fluxo no rma 1

circunferencial da bobina ao tubo, partindo-se de folgas uniformes. Ajustar a po-

si$o relativa entre a bobina e o material em ensaio, de forma que sejam obt idos

sinais uniformes do tubo-padrao corn furos ou entalhes, independentemente da sua

posisao em relasao a bobina de teste. Este ajuste e facilmente obtido quando se

opera corn urn cabesote ao longo de uma linha., tal coma o corda de solda.

5.4.5.2 Estabelecer o centro elgtrico do cabecote rotativo ajustando o aparelho

para obter sinais uniformes dos entalhes ou furos de calibragao, quando posicio-

nado a 0, 90, 180 e 270. Este ajuste e normalmente acompanhado de uma verifica-

gSo de folga uniforme entre o cabegote e a circunfer&ciado tubo.

5.4.6 A extensao do efeito de extremidade e determinada empregando-se urn tubo-pa-

drao especial. contend0 uma sirie de entalhes ou furos semelhantes em uma ou ambas

as extremidades, conforme Figura 6. Para furos broqueados que podem ser usados na

determina$ao da extensao do efeito de extremidade, a distsncia tipica da extremi-

dade do tubo ate o primeiro furo e entre OS furos e de 6,5 mm.

FIGURA 6 - .Localiza@o de descohinuidades artificiais


8 NBR 8860/l 985

5.4.6.1 A determinasao da extensao da regiao sob efeito de extremidade deve ser

feita somente uma vez para cada dismetro, parede, velocidade, conf igura$ao da bo-

bina e freqi&cia de ensaio e nso necessita ser repetida ,para cada operasa de

inspegao ou para verif icacoes periodi:cas de cal ib,raCao. Para aval iar o efei to de

extremidade quando entalhes ou furos sao feitos nas proximidades de uma extremida -

de, passar duas vezes o tubo atraves do si,stema de ensaio. Na primeira vez,passar

o tubo corn as descontinuidades artificiais na extremidade de entrada e, na segun -

da, pas&-lo corn as descontinuidades artificiais na extremidade de saida. Quando

OS entalhes ou furos se localizam na extremidade de entrada, entao a regiso sob

efeito de extremidade ou regizo de inspec$o inadequada se estende da extremidade

do tubo ao ponto onde o primeiro furo ou entalhe 6 detectado corn resposta unifor-

me. Quando OS furos ou entalhes se 1ocalCzam na extremidade de saida do tubo, du-

rante a passagem pelo sistema de ensaio, entao a regiao sob efeito de extremidade

se estende do ponto em que o tiltimo furo ou entalhe 6 detectado corn resposta uni-

forme ate a extremidade do tubo. Nesta analise, uti 1 izar urn registrador graf ice.

5.5 T&n&as para o ensaio de correntes parasitas em tubos

0 ensaio 6 levado a efeito empregando-se uma das tecnicas gerais mostradas na Fi-

gura 7.

5.5.1 A tecnica da bobina envolvente, que & adequada 5 investigacao completa de

toda a circunfe&cia do tubo, emprega uma ou mais bobinas de excitagao e teste

que envolvem o tubo, atraves das quais o tubo passa, quando ensaiado (ver Figu-

ra 8). Alguns equipamentos empregam uma ou mais bobinas corn funcoes conjugadas de

excita$ao e detec$o. A corrente alternada passa atraves da bobina de excitacao,a

qua1 em funcao de sua proximidade induz correntes parasitas no tubo, enquanto a

bobina de teste detecta o flux0 eletromagnetico resultante destas correntes para-

sitas. A presensa de descontinuidades no tubo altera o fluxo normal das correntes

paras i tas (eddy-current), e esta alteracao 6 detectada pela bobina de teste.

5.5.2 A tecnica do cabecote de teste emprega urn cabecote corn uma ou mais bobinas

de teste que se localizammuito pr6ximas da superficie do tubo a ser examinado.

Uma vez que o cabegote 6 geralmente pequeno e nao envolve o tubo, a irea inspecio

nada e limitada 2s vizinhangas do cabegote. Esta tknica 5 freqiientemente us ada

para inspegao de tubos soldados, nos quais somente a solda e examinada, mediante

inspegao ao longo da zona de solda.


NBR 886011985 9

u. Eoblna envolvsnte.

b. Cabecote fix0 -apenan exame longitudinal da solda,

c. Cabeqofe tipo rofativo _ exame em trojetdria cm ecpiral.

FIGURA 7 - Tknicas da bobina envdvente e cahote tipo panqueca para ensaio de correntes parasitas em tubos


10 NBR 886011986

INDICADOR -7-Y. Srmplrfrcado)

Dsscorttincidode __I-__

Diro$o do movimonto

INDICADOR

Dir@@0 do movimento

FIGURA 8 - Bobinas diferenciais

5.5.3 A permeabilidade magnetica dos materiais ferromagn&ticos limita de forma

acentuada a profundidade de penetragao das correntes parasitas induzidas. Alem

disso, as varia@es de permeabilidade, inerentes a.tubos ferromagneticos, causam

freqcentemente resultados anormais nos ensaios. A solu@o pratica para este pro-

blema envolve a aplicagao de urn campo magnetico externo na regiao da bobina de

teste ou cabegote. Esta tecnica conhecida coma satura$ao magnetica e aplicada a

urn material magnetico, tal coma urn tubo de aso, para suprimir as caracteristicas

de permeabilidade magnetica, histerese, etc., de tal forma que o material ,ensaia

do se torne efetivamente nao-magn6tico. Quando atingida esta saturaSao, o siste-

ma de correntes parasitas permite medir e detectar a resistividade elgtrica e as

variagoes geometricas (incluindo defeitos), independentemente das conseqientes

variagoes das propriedades magngticas.

5.5.4 Varia$es na resposta eletromagtGtica, em fungao da Dresenga de desconti-.

nuidades, sao detectadas pela bob-ins de teste e amplificadas, de forma a apresen -

tarem-se em dispositivos de 5udio ou video, ou em ambos. Estas.varia$es acionam

dispositivos mecZnicos de marcasao.ou dispositivo de registro de sinaloua combL -

naGa des tes . Sinais podem ser causados pot- descontinuidades nas superficies ex-

terna ou interna ou por descontinuidades subsuperficiais se a freqiikcia das co

rentes parasi tas proporcionar suf iciente profundidade de penetraGao (.ver(Anexo 6).


NBR 886011986 11

0 metodo de correntes parasitas e sensivel avariagoes metalurgicas que ocorrem

coma resultado do processo; portanto, nem todas as indica@es recebidas implicam

tubos defeituosos.

5.6 Procedimento

Deve ser cumprido o seguinte procedimento:

a) cal ibrar o sistema no inicio e no fim de cada produg e no comego de ca -

da turno, usando o tubo-padrgo de cal ibraG;o;

b) passar OS tubos.a serem ensaiados atraves da bobina de teste ou passar o

cabesote corn a aparelhagem ajustada de acordo corn 5.4.

6 RESULTADOS

6.1 Mediante solicitasao, o fornecedor deve submeter ao comprador urn relatorio

de inspecao incluindo as seguintes informa@es:

a) identificagao do material;

b) identificasao do equipamento de inspesao e acessorios (bobina de teste,

cabegote, etc.);

c) veloci dade de i nspecao e f reqiienci a de ensaio;

d) descricao do tubo-padrao e seus furos broqueados ou entalhes;

e) certificado de inspe$o dos tubos aprovados.


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ANEXO A - TAMANHOS TfPlCOS DAS DESCONTINUIDADES ARTIFICIAIS

A- 1 ENTALHES LONGITUDINAIS

A profundidade do entalhe longitudinal e usualmente especificada coma uma percen-

tagem da espessura nominal da parede, e valores de 10, l2,5 ou 20% sao tipicos. A

largura de entalhes longitudinais 6 uma relevante variavel nos ensaios de corren-

tes parasitas e deve ser especificada. 0 comprimento do entalhe e usualmente espe - cificado, fixando-se uma dimensao maxima, e valores de 6,5, 13 e 25 mm sao tipi-

cos.

A-2 ENTALHES TRANSVERSAIS

A profundidade de entalhe transversal e medida no ponto mais profundo, sendo u-

sualmente especificada coma uma percentagem da espessura nominal da parede, e va-

lores de 10, 12,5 e 20% sao tipicos. A largura do entalhe transversal e uma rele-

vante variavel nos ensaios de correntes parasitas e deve ser a e minima obtenivel

na pratica inferior a 1,6 mm.

A-3 FUROS

Quando sao empregados furos para cal ibra$o, eles sao usualmente broqueados, pas-

sando at raves de toda a parede do tubo. 0 dismetro destes furos pode ser especifi - cado coma uma percentagem da espessura de parede ou podem ser escolhidos tamanhos

arbitrarios baseados em fatores que envolvam as condicoes de servi$o ou outro cri - terio apropriado. Diametros de fur-os tipicos situam-se na faixa de 20 a 50% da

espessura nominal da parede, embora urn diametro de furo de 1,6 mm seja especifica -

do para emprego em todos OS tamanhos de tubos corn urn amplo uso industrial. E recg

mend&e1 incluir furos corn diametros maiores e menores do que o tamanho de ref e-

rgncia usado no ajuste do nivel de rejeieao, uma vez que estes furos proporcionam

urn meio pratico de verifica$ao de que a resposta do equipamento e adequada ou nao.


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ANEXO B - INFORMA@ES ADICIONAIS

B-l Uma vez que a densidade das correntes parasitas diminui exponencialmente, 5

medida que a distancia da superficie externa aumenta, a resposta 5 descontinuida

de mais profunda diminui. Correspondentemente, a orientaSao da descontinuidade

tambern afeta a resposta do sistema e deve ser levada em consideraGao quando do

estabelecimento da sensibilidade de inspe$ao, conforme mostra a Figura 9.

Densidade de

* Profundidade de penetragbo

FIGURA 9 - Densidade de corrente x profundidade de penetra&o

B-2 Na preparasao de urn tubo-padrao de cal ibraGS para tubos corn costura, as

descontinuidades artificiais devem ser colocadas na zona de solda e no metal-ba -

se, quando se espera resposta diferente da solda e do metal-base. 0 aparelho 6,

en Go, ajustado para obter uma 6tima rela$o sinal/wido. Inspecionando-se a -

penas a zona de solda, as descontinuidades artificiais devem ser colocadas somen -

te nesta regia0.

B-3 A freqijencia de ensaio e o tipo de aparelho empregado devem ser considera-

dos quando da escolha da velocidade do ensaio.. Certos tipos de equipamentos sao

eficientes somente numa dada faixa de velocidade. Portanto, a velocidade de ins _

peGa deve cair dentro desta faixa.

B-4 Descontinuidades, tais coma arranhoes ou falhas longitudinais de solda

que sejam continues e uni.formes ao longo do comprimento do tubo, podem nso ser

detectadas corn bobinas envolventes circunferenciais ou cabesotes, por i ns peGa

ao longo do tubo.

B-5 As respostas obtidas de descontinuidades naturais podem ser significativa-

mente diferentes das obtidas de descontinuidades artificiais, tais coma: furos

broqueados ou entalhes usinados. Por esta razao,deve ser fei to urn trabalho clue

vise estabelecer o nivel de ajuste necessario a detec$o de descontinuidades na-

turais -que possam afetar a util iza$o final do produto.


Documentos de patentes referentes ao objet0 desta Norma podem ser encontrados no Banco de Patentes do Institu- to National de Propriedade Industrial - INPI, sob a ClassificqZo lnternacional de Patentes

Int CQ? G 01 N 27/82

e/au outras classifica&s a serem indicadas pelo Centro de Documenta$o e lnforma$io Tecnol6gica daquele lnstituto por solicita#o dos interessados.

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