Levantamento da influência da temperatura sobre tempo de percurso.

A temperatura tem influência significativa nos tempos de percurso das ondas ultra-sônicas. É importante saber separar e quantificar essa influência sobre as demais.

Como visto, o percurso que a onda ultra-sônica faz entre o transdutor emissor e o receptor passa por dois tipos de materiais. As sapatas de acrílico que acomodam os transdutores e o material utilizado para as medições. Esses dois materiais são influenciados de forma diferente pela temperatura.

Para a verificação dessa influência, os materiais foram analisados separadamente e dois tipos de condição de medição foram testadas: (a) equipamento completo com os materiais analisados sofrendo a ação do aquecimento do ambiente, e (b) apenas os materiais analisados sofrendo a ação do aquecimento com o sistema completo permanecendo no ambiente com temperatura controlada e constante. Um terceiro tipo de influência analisado foi o do posicionador dinâmico colocado diretamente sobre o duto, para o levantamento da curva da influência da temperatura sobre o tempo de percurso para o conjunto completo. Essa curva foi utilizada para correção dos tempos de percurso para futuras medições em campo. As duas situações de medição e seus procedimentos são explicados a seguir.

3.3.6.1 Aparelhagem completa e materiais sofrendo ação da temperatura.

Para início dos testes o laboratório precisou ser resfriado a uma temperatura pré- determinada. No dia anterior aos testes o ar condicionado foi ligado de forma que todos os equipamentos e materiais estivessem na mesma temperatura. Tomou-se o cuidado de preparar os materiais e equipamentos antes desse resfriamento de modo que houvesse o mínimo contato manual com as peças para não haver nenhum tipo de influência nas medidas do tempo de percurso.

Com as devidas modificações no excitador-receptor de pulsos, os experimentos foram iniciados para a temperatura em que o laboratório se encontrava. Dois transdutores de 2,25 MHz (1” x 0,5”) e o transdutor de 2,25 MHz (∅ 0,5”) foram utilizados. Para a verificação da influência da temperatura na determinação do tempo de percurso no acrílico, dois caminhos para que a onda ultra-sônica percorresse foram analisados. Primeiramente o transdutor de 2,25 MHz (∅ 0,5”) foi posicionado sobre a sapata de modo que a onda ultra-sônica percorresse a distância de 30 mm. Num segundo conjunto de medições, o transdutor de 2,25 MHz (1” x 0,5”) foi posicionado para que a distância percorrida fosse 10 mm. As dimensões das peças foram determinadas medindo-se diretamente a peça com paquímetro. A figura 3.53 mostra os transdutores posicionados para as medições citadas.

Figura 3.53: Peças de acrílico utilizadas para determinação da influência da temperatura sobre tempo de percurso.

Para o aço o transdutor de 2,25 MHz (1” x 0,5”) foi usado e a distância percorrida foi igual a 10,8 mm. Para todos os casos o fluido acoplante foi colocado entre peça e transdutor uma única vez. As medidas foram realizadas nessa configuração até a leitura da última temperatura. Onze temperaturas diferentes foram utilizadas para as determinações dos tempos de percurso. Cada temperatura foi medida com o termopar colocado sobre o material e foi registrado e gravado seu valor através do programa TEMP_PAR. A primeira medida foi feita com dois aparelhos de ar- condicionado ligados no laboratório, que mantiveram o ambiente com temperatura estável. A regulagem do ar-condicionado foi modificada no final de cada medida do tempo de percurso de modo que a temperatura aumentasse gradativamente até a próxima medição. Em horários variados os tempos de percurso foram registrados e as temperaturas anotadas e gravadas.

O programa utilizado para aquisição e gravação dos dados foi o L_STRESS V2.0 modificado e para análise dos dados o MET_NUM_L_STRESS.

3.3.6.2 Apenas os corpos de prova (C.P.) sofrendo ação da temperatura.

As mesmas condições de temperatura e cuidados relativos à preparação das peças para início dos testes foram utilizadas nesse caso. O procedimento adotado neste caso foi aquecer os C.P. fora do laboratório enquanto o sistema completo permanecia sob temperatura controlada. A primeira medição foi idêntica ao caso anterior, a aparelhagem e os C.P. foram preparados para medição no dia anterior e ficaram sobre a ação do ar-condicionado do laboratório durante um longo período para equalização da temperatura. O fluido acoplante também foi colocado entre o C.P. e o transdutor, uma única vez, e as medições foram feitas sem a retirada dos transdutores colocados sobre os C.P. Foram utilizadas as mesmas freqüências dos transdutores ultra-sônicos do caso anterior e das duas peças de acrílico usadas apenas a com espessura igual a 10 mm foi utilizada aqui. A peça de aço foi a mesma. As medidas no acrílico e na peça de aço foram feitas utilizando o método pulso-eco colocando os transdutores diretamente sobre as peças.

Um terceiro procedimento foi realizado, o C.P. de aço utilizado para o levantamento das constantes acustoelásticas foi colocado no posicionador estático e a influência da temperatura também foi verificada. A diferença foi que o conjunto ultra-sônico-Lcr, constituído por, barra de

aço, sapatas de acrílico e transdutor ultra-sônico permaneceu em temperatura controlada, diferentemente das medidas feitas com o método pulso-eco, nos quais os transdutores ultra- sônicos também foram juntos com os C.P. para a parte externa do laboratório para aquecimento. Após a primeira medição com os equipamentos e C.Ps. em condições controladas de temperatura, os C.Ps. foram retirados do laboratório e, após mais ou menos duas horas, tempo necessário para que as peças chegassem a temperatura externa, eles novamente foram levadas para o laboratório e os tempos de percurso e as temperaturas foram medidos. Além dessas duas temperaturas uma terceira temperatura foi utilizada, colocando dessa vez os C.Ps dentro de um automóvel ao sol, para que esse sirva de estufa, para que as temperaturas dos C.Ps ultrapassassem os 40 °C.

3.3.6.3 Influência da temperatura sobre o posicionador dinâmico.

O último teste da influência da temperatura sobre o tempo de percurso foi feito com o posicionador dinâmico colocado diretamente sobre o duto. A força de aplicação sobre o conjunto ultra-sônico-Lcr utilizado na construção do posicionador dinâmico foi de 330 N, e os transdutores

de 2,25 MHz (1” x 0,5”) foram utilizados. Como esse é um caso semelhante ao item 3.3.6.1, os mesmos procedimentos foram adotados. Uma diferença é que nesse caso a camada de fluido acoplante foi adicionada antes de cada medição. Quinze medições do tempo de percurso em temperaturas diferentes foram gravados. O termopar foi posicionado sobre o duto ao lado do posicionador dinâmico que foi colocado no ponto 3 (90°).Os programas utilizados na aquisição e gravação dos dados, leitura e processamento e aquisição das temperaturas usados nos outros procedimentos foram também utilizados nesse levantamento.