Pesquisas recentes com o uso das ondas Lcr

Bray e Tang (2001) realizaram experimentos em barras retangulares de aço ABNT 4140 utilizando método ultrassônico de ondas Lcr com transdutores de frequência de 2,25 e 5 MHz. Analisaram a

profundidade de penetração das ondas Lcr, concluindo que esta característica é função da frequência

dos transdutores. As baixas frequências levam à penetração mais profunda que as altas frequências. Santos (2003) avaliou as tensões residuais causadas por superaquecimento em rodas ferroviárias utilizando acustoelasticidade. Nos experimentos foram utilizadas dez rodas ferroviárias sendo que duas delas foram cortadas com ângulo de 25º, gerando vinte e quatro pedaços utilizados para estabelecer a referência, ou o estado livre de tensões. As rodas foram submetidas a diferentes temperaturas elevadas utilizando indutores, a fim de simular experimentalmente o atrito entre a roda e a sapata de freio, e o consequente aquecimento seguido de resfriamento nas condições de uso em ferrovias. O efeito do aquecimento foi à geração de tensões na direção circunferencial. As medições dos tempos de percursos (relacionados às tensões) foram realizadas empregando ondas longitudinais criticamente refratadas (Lcr). Com o auxílio de programas computacionais de elementos finitos, foram realizadas as simulações

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numéricas que permitiram a comparação das tensões obtidas com as calculadas, comprovando a validade do método ultrassônico.

No mesmo ano Baby, Balasubramanian e Pardikar (2003) mostraram resultados do perfil de falhas em dutos soldados utilizando ondas Lcr. Uma das principais causas de falhas em tubulações é a

corrosão, que está associada à presença de hidrogênio. A técnica proposta neste trabalho utiliza as ondas longitudinais secundárias para a detecção de falhas que se localizam próximas ao diâmetro da superfície interior dos dutos. Os resultados foram excelentes, comprovando a eficácia na detecção de falhas próximas à superfície.

Ya et al. (2004) apresentaram um estudo para medição de tensões residuais usando o método ultrassônico e o método óptico para medição de chapas de alumínio soldadas a laser. Constataram que tanto a técnica ultrassônica utilizando a onda Lcr quanto o método óptico apresentaram bons resultados,

porém o método ultrassônico é mais indicado por não necessitar da destruição parcial do material analisado.

Santos et al. (2005) apresentaram estudos com ondas Lcr para a avaliação da relaxação de tensões

residuais usando o aço API 5L X70. Foram utilizadas placas soldadas em duas direções de laminação - longitudinal e transversal. As placas foram usinadas e depois sofreram alívio de tensões; em seguida as placas foram soldadas e então realizadas as medidas de tensões. Foram feitos cortes no local onde as placas haviam sido soldadas para avaliar sua microestrutura. Os resultados comprovaram que a técnica de medição de tensões residuais com o uso das ondas Lcr é eficiente para o traçado do perfil de tensões

na solda, podendo ser uma técnica de grande potencial para materiais semelhantes e estudos futuros. Fraga (2007) estudou alguns fatores que afetam a alteração do tempo de percurso das ondas Lcr

para determinar a profundidade de penetração nos aços API 5L X70 com diferentes frequências de excitação. Os resultados mostraram um comportamento similar para as medições em diferentes pontos das amostras, mostrando a uniformidade destas. Com base no fato de que o tempo de percurso das ondas mostrou-se proporcional à temperatura da amostra, e considerando a pequena dispersão entre as repetições das medições, foi possível obter os coeficientes de temperatura. Segundo Fraga, a variação do tempo de percurso da onda com a temperatura da amostra é de cerca de 15 ns/oC. O autor conclui que não ocorreram outras influências significativas nos resultados, com exceção da frequência dos transdutores utilizados.

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Andrino (2007) construiu um dispositivo para posicionamento do conjunto de transdutores no duto de aço API 5L X65. Medições foram realizadas tanto na direção longitudinal quanto transversal do duto. As medidas de tensões efetuadas através da técnica de ondas Lcr foram comparadas com medidas

obtidas através de extensômetros e também com resultados obtidos pela técnica da birrefringência acústica, com bons resultados. Para o tratamento dos sinais obtidos pelos transdutores ultrassônicos e medição de tempos de percurso, foram utilizadas as técnicas de reamostragem, correlação cruzada e transformada de Hilbert. Foi constatado ainda que o efeito da temperatura e da textura do material gera dispersões nos resultados e deve ser levado em consideração quando são utilizadas ondas Lcr.

Ling, Zhou e Zhang (2009) utilizaram as técnicas Rayleigh e Lcr para a medição de tensão em um

vaso de pressão. Consideraram o efeito da pressão e da temperatura no vaso, usando método para compensar tais efeitos. Os pesquisadores desenvolveram um transdutor para geração e recepção dos dois tipos de onda através de dois cristais piezelétricos acoplados em uma base de Plexiglas® com ângulos de incidência de 65º (ondas Rayleigh) e 27º (ondas Lcr). O método de compensação da

temperatura aliado ao uso dos transdutores desenvolvidos mostrou resultados satisfatórios e repetibilidade experimental adequada.

Bray e Giffin (2010) analisaram o efeito da introdução de hidrogênio em dutos. Usaram para a análise um bloco afetado por hidrogênio e outro como controle, nunca colocado em ambiente com hidrogênio, e identificaram diferenças na velocidade de propagação das ondas Lcr. A partir dos

resultados, os autores comprovaram a viabilidade do uso das ondas Lcr para detecção de danos por

hidrogênio em paredes internas de dutos, além de outros processos afetados pelo mesmo tipo de elemento químico.

Buenos (2010) analisou as tensões geradas pelo processo de usinagem por fresamento de topo em chapas metálicas de aço ASTM A36 recozido utilizando as ondas Lcr. Variou parâmetros como:

velocidade de corte, profundidade de usinagem e avanço por dente e concluiu, através da metodologia da superfície de resposta usando o software MinitabTM, que a profundidade de usinagem foi o único parâmetro que apresentou influência significativa na resposta.

Pereira Jr. (2011) verificou o efeito da anisotropia gerada pelo processo de laminação na liga de alumínio 7050 T7451 no efeito acustoelástico através da medição de constantes elásticas de segunda e terceira ordem, utilizando técnicas baseadas em ultrassom. Ele avaliou as constantes elásticas de

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segunda ordem e verificou que o material mostrou-se ser apenas levemente ortotrópico. No entanto, o grupo de constantes de terceira ordem mostrou uma maior anisotropia.

Buenos et al. (2012) avaliou o efeito do tamanho médio de grão austenítico no tempo de percurso (TOF) da onda de Lcr. Foram fabricadas amostras de aço ASTM A36, submetidas a tratamento térmico

em intervalos diferentes de temperaturas para gerar diferentes tamanhos de grão. Os resultados foram obtidos por microscopia óptica e comparados aos tamanhos de grão estimados na literatura. O estudo mostrou uma clara dependência do TOF no tamanho médio de grão austenítico para aço ASTM A36. Com o aumento da variação do TOF foi observado um aumento no diâmetro médio de grão austenítico. Como conclusão, o trabalho ressalta que tal efeito precisa ser corrigido para permitir medições de tensão em campo.