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UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”
AVM – FACULDADE INTEGRADA
OS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS COMO FERRAMENTA
INDISPENSÁVEL NA GARANTIA TOTAL DA QUALIDADE NOS
PROJETOS DE ENGENHARIA DE TECNOLOGIA MILITAR
DA MARINHA DO BRASIL
Por: CIRLEI DE SOUZA LOURENÇO
Orientador
Prof. NELSOM MAGALHÃES
Rio de Janeiro
2012
2
UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”
AVM – FACULDADE INTEGRADA
OS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS COMO FERRAMENTA
INDISPENSÁVEL NA GARANTIA TOTAL DA QUALIDADE NOS
PROJETOS DE ENGENHARIA DE TECNOLOGIA MILITAR
DA MARINHA DO BRASIL
Apresentação de monografia à Universidade
Candido Mendes – AVM Faculdade Integrada como
requisito parcial para obtenção do grau de
especialista em ENGENHARIA DE PRODUÇÃO.
Por: CIRLEI DE SOUZA LOURENÇO
3
AGRADECIMENTOS
A todos os membros de minha Família que, de
uma forma ou de outra, permaneceram ao meu lado
durante todo o transcurso desta caminhada
contribuindo, apoiando, incentivando e repondo,
carinhosamente, as forças que precisava para
execução de mais uma tarefa Acadêmica, em
especial, a minha querida Esposa MARIA IZABEL e
aos meus dois Filhos, duas maiores Jóias
Preciosas, que compõe nosso maior Tesouro:
WELLINGTON e WENDELL.
Rendo minhas mais altas homenagens a todos
os guardiões espirituais dos meus ancestrais na
figura dos Espíritos dos Guerreiros do Conselho
Tribal das Nações que compuseram a linhagem dos
meus antepassados.
4
DEDICATÓRIA
Dedico, em primeiro lugar, a meu grande
DEUS, amantíssimo, que assim o concebo e,
considero como detentor, de um imenso e
inigualável PODER SUPERIOR, que administra e
rege todo o Universo e que me deu a condição de
ser um eterno privilegiado, por ter nascido e, fazer
parte do contexto da Família LEÃO, tendo duas
LEOAS, que me defenderam, ensinaram e me
orientaram, nas figuras respeitosas da Sr.ª REGINA
PEREIRA LEÃO e da Sr.ª LUZIA LEÃO DA SILVA
“In Memorian”, onde, ambas sempre fizeram parte
da minha trajetória de vida.
Aos fiéis amigos e companheiros de luta e do
dia-a-dia que, por sua sólida amizade, consideraram
este trabalho como se deles fosse, antevendo a
proximidade de uma nova vitória.
5
RESUMO
Neste trabalho de pesquisa, visa-se primordialmente, abordar e
demonstrar a evolução contida na modernização da indústria naval brasileira
que se processou através da passagem do período das embarcações de
madeira à implantação das estruturas metálicas e de aço, além de novas
tecnologias, tanto na área mercantil quanto na área militar.
E também, comenta sobre o desenvolvimento de novas metodologias
de abordagem em relação às necessidades do aparato tecnológico militar das
Forças Armadas incrementa-se com a mudança no paradigma dos princípios
construtivos dos meios navais, apresentando instrumentos e ferramentas que
assegurassem a garantia da qualidade dos projetos em todas as suas fases e
aspectos, além do estabelecimento de convênios com nações aliadas na
obtenção de inovações na área técnica de dispositivos de defesa.
Exemplifica, dentre os vários instrumentos tecnológicos, a
implementação dos Ensaios Não Destrutivos nos projetos de Engenharia Militar
Naval, mostrando, como estes, tornaram-se as ferramentas de aferição e
verificação da capacidade do plano de garantia de qualidade dentro do
Planejamento Estratégico firmado no escopo da Gestão do Gerenciamento de
Projetos do Ministério da Defesa do Brasil.
Nas narrativas deste trabalho, dividido em seus capítulos, busca-se
apresentar as contextualizações do histórico da indústria naval, da garantia da
qualidade e da introdução e utilização das técnicas de Ensaios Não
Destrutivos, abordando as formas de avaliação das várias fases e etapas
realizadas na construção e reparo dos meios de transportes militares navais,
visando a atender, principalmente, a implementação da modernização e
inovações tecnológicas contidas nas demandas do Programa Diretor de
Reaparelhamento, Segurança e Desempenho dos meios Navais, Aeronavais e
de Fuzileiros Navais da Marinha do Brasil estabelecido pelo Governo Federal.
6
METODOLOGIA
Para elaboração deste trabalho de pesquisa foram utilizados, como
recursos bibliográficos, livros e revistas acadêmicas especializadas na área,
além de consultas aos artigos e matérias disponibilizados na Rede Mundial de
Dados, buscando-se uniformizar os entendimentos sobre o tema.
Adicionalmente, buscou-se a pesquisa em diferentes organismos de
Classificação e Normatização dos produtos e modalidade de Ensaios Não
destrutivos ensejados neste trabalho.
Para maior ênfase quanto à aplicabilidade da verificação das vertentes
contidas na pesquisa do Programa de Reaparelhamento da Marinha do Brasil
adotou-se a verificação da Articulação da Marinha do Brasil em consonância
com as publicações periódicas da Revista Marítima Brasileira; e
Utilizou-se como referência à aplicabilidade dos ensaios aqui descritos,
as características técnicas desenvolvidas pela equipe técnica do corpo docente
da Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos – ABENDI; Literaturas e
experiências no desenvolvimento de trabalhos realizados pelos membros da
Fundação Brasileira de Tecnologia de Soldagem – FBTS em trabalhos
conjuntos com os Engenheiros do Centro de Pesquisa da Petrobras – CENPES
e, através dos dados estatísticos disponibilizados pelo SINAVAL - Sindicato
Nacional das Indústrias de Construção Naval e Off-shore.
7
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO. 08
CAPÍTULO I – Da Narrativa Histórica da Construção Naval no Brasil. 10
CAPÍTULO II – Da Narrativa Histórica dos Ensaios Não Destrutivos no
Brasil. 27
CAPÍTULO III – Histórico do Desenvolvimento do Sistema de Garantia
de Qualidade na Construção Naval do Brasil.
40
CAPÍTULO IV – Os Métodos de Ensaios Não Destrutivos utilizados na
Construção Naval da Marinha do Brasil em
Desenvolvimento dos Projetos de Engenharia de
Tecnologia Militar.
55
CONCLUSÃO. 133
ANEXOS. 136
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA. 152
WEBGRAFIA 156
ÍNDICE. 159
FOLHA DE AVALIAÇÃO. 165
8
INTRODUÇÃO
Denomina-se ensaio não destrutivo (END ou NDT em inglês -
nondestructive testing) a qualquer tipo de ensaio praticado a um material que
não altere de forma permanente suas propriedades físicas, químicas,
mecânicas ou dimensionais. Os ensaios não destrutivos implicam um dano
imperceptível ou nulo. São técnicas utilizadas na inspeção de materiais e
equipamentos sem danificá-los, sendo executados nas diversas etapas de
fabricação, construção, montagem e manutenção de vários projetos de peças e
equipamentos.
Ensaios não destrutivos representam um conjunto amplo de técnicas
de análise utilizadas na ciência e na indústria para avaliar as propriedades de
um material, componente ou sistema, sem causar danos, baseando-se na
aplicação de fenômenos físicos tais como ondas eletromagnéticas, acústicas,
elasticidade, emissão de partículas subatômicas, capilaridade, absorção e
qualquer tipo de teste que não implique um dano considerável à amostra
examinada.
Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade
de materiais e produtos, contribuindo para garantir a qualidade, reduzir os
custos e aumentar a confiabilidade da inspeção. Contribuem para a qualidade
dos bens e serviços, redução de custo, preservação da vida e do meio
ambiente, sendo fator de competitividade para as empresas que os utilizam.
São largamente utilizadas nos setores petróleo/petroquímico, químico,
aeronáutico, aeroespacial, siderúrgico, naval, eletromecânico e papel/celulose.
Os ensaios não destrutivos são técnicas altamente valiosas, uma vez
que permitem o controle das propriedades dos materiais, com economia de
9
tempo e dinheiro, e permitem que o material testado volte intacto para o local
de trabalho após a inspeção.
Os END‟s incluem métodos que informam os defeitos de um
determinado produto, das características tecnológicas de um material, ou
ainda, da monitoração da degradação em serviço de componentes,
equipamentos e estruturas. Os métodos mais utilizados em estruturas
metálicas soldadas são: ensaio visual, líquido penetrante, partículas
magnéticas, ultra-som e radiografia – Raios X e Gama.
Para obter resultados satisfatórios e válidos, devem ser considerados
como elementos fundamentais para os resultados destes ensaios, pessoal
treinado, qualificado e certificado, equipamentos calibrados e procedimentos de
execução de ensaios qualificados com base em normas e critérios de aceitação
previamente definidos e estabelecidos.
10
CAPÍTULO I
DA NARRATIVA HISTÓRICA DA CONSTRUÇÃO NAVAL
NO BRASIL
"Há três métodos para ganhar sabedoria: primeiro, por
reflexão, que é o mais nobre; segundo, por imitação, que
é o mais fácil; e terceiro, por experiência, que é o mais
amargo."
(CONFÚCIO Apud THOREAU, 1854, p.20)
1.1 – História da Construção Naval
As impressionantes máquinas navais que transportam pessoas e
cargas gerando riqueza no comércio, na pesca ou na exploração de petróleo;
ou mesmo as máquinas de guerra flutuantes, são fruto de três milênios de
avanços tecnológicos.
Quando o homem se sedentarizou, salvo exceções, procurou locais
próximos aos grandes rios. Ali além da caça e da pesca, tornou-se viável a
pratica da agropecuária. Esse novo modo de vida se traduziu numa grande
revolução para o homem. A sedentarização permitiu o crescimento das forças
produtivas e esse crescimento tornou possível a criação de excedentes de
produção. O homem foi colocado diante de um problema: O que fazer com
esse excedente?
Surgia a prática do comércio – uma ótima solução para escoar esse
excedente. No início, feito por terra e pelos grandes rios. E quanto mais crescia
a produção e o comércio, mais necessário era a construção de barcos cada
vez maiores e em maior número. O homem começava a passar das canoas
11
para grandes barcos a remo e depois a vela. Daquelas civilizações destacam-
se a Mesopotâmia, com os rios Tigre e Eufrates; a Índia, com o rio Ganges; a
China, com os rios Amarelo e Azul, e o Egito, com o Nilo.
A produção de riquezas e o comércio crescente beneficiam algumas
civilizações. Com os Fenícios, por volta de 3.000 a.C. a arte da navegação deu
um grande salto. Favorecidos pela geografia local, com portos naturais e
terreno acidentado e pouco fértil, eles foram impelidos para o mar. No início,
praticavam a pesca e, conforme desvendavam o Mar Mediterrâneo, foram
conquistando o posto de maiores comerciantes marítimos da Idade Antiga.
Mais tarde os gregos, de posse do conhecimento fenício (e também
favorecidos pela geografia local) ficaram famosos pelo comércio no
Mediterrâneo, sendo superados pelos romanos, que dominaram esse mar por
séculos, passando até a chamá-lo de Mare Nostrum (nosso mar). Enquanto
isso, no norte da Europa, os Vikings construíam as histórias que até hoje os
caracterizam como destemidos navegantes.
No final da Idade Média, portugueses e espanhóis aderiram à arte da
navegação comercial, concretizando a descoberta das dimensões planetárias,
a integração entre diferentes culturas e o comércio de produtos inusitados entre
os diversos cantos do planeta, até serem suplantados pela Inglaterra nos
séculos XVIII e XIX.
Esses dois séculos foram marcados por grandes avanços tecnológicos
na construção naval. Na esteira da herança das aventuras heróicas, os homens
do mar, desde os construtores aos navegantes, se lançaram ao domínio dos
mares. O poder naval havia se consolidado como uma questão estratégica
para as nações; e os navios se tornaram fundamentais para o comércio e para
a guerra. O século XX e os desafios e perspectivas do século XXI,
necessariamente, refletem esse “agigantamento” das necessidades humanas
em relação ao mar.
12
Figura n.º 01 – Desenho Esquemático – Navio Viking (A QUILHA, 2009, p.1)
1.2 – A Construção Naval no Brasil
A história da construção naval brasileira remonta aos tempos coloniais,
podendo ser considerada a primeira modalidade industrial instalada no Brasil.
Datam do final do século XVI os primeiros registros desta atividade no
país.
Os portugueses, que na época da Descoberta eram grandes
construtores navais; logo perceberam as vantagens de construir navios aqui,
aproveitando a abundância e excelência das madeiras. As primeiras
embarcações de tipo europeu construídas foram dois bergantins feitos no Rio
de Janeiro em 1531.
Contudo, apenas no século XIX, com a transferência da Família
Real portuguesa e, conseqüentemente, dos principais órgãos e instituições
políticas, administrativas e militares para o Brasil, é que a capacidade de
fabricação dos estaleiros e arsenais que por aqui se encontravam,
13
sobretudo o do Rio de Janeiro, seriam ampliados a fim de adequar-se
aos planos de reestruturação das forças militares portuguesas.
Figura n.º 02 – Estaleiro da Ponta da Areia (A QUILHA, 2009, p. 2)
Muitos estaleiros foram fundados em vários pontos do nosso litoral,
mas, o mais importante, e que continuou como o mais importante até meados
do Século XIX, foi o Arsenal de Marinha da Bahia, em Salvador, fundado por
Thomé de Souza.
No decorrer da década de 1820, visto as necessidades de
manutenção da unidade territorial do Império recém-independente, a
organização da Marinha de Guerra Nacional e Imperial fez-se urgente.
Segundo Arias Neto (2001), fruto deste quadro, obteve-se como resultado:
A primeira esquadra foi formada pelo confisco dos navios da Armada portuguesa estacionados no Rio de Janeiro, e pela aquisição de outros. Em fins de setembro de 1822 foi lançado um „plano de organização da Armada‟, que não passava de uma campanha de subscrição „popular‟, que durou três anos, para aquisição de novos navios, reforma dos navios confiscados e manutenção das guarnições (ARIAS NETO, 2001, Cap. I, p. 32).
14
Tratava-se, portanto, de uma esquadra improvisada para atender as
dificuldades momentâneas então enfrentadas pela instituição.
O fato é que, desde, então, a construção naval ocupou um papel
de destaque nos planos de constituição do Império brasileiro, como bem
evidenciam as palavras do Ministro da Marinha em 1829, Miguel de Souza
Mello e Alvim, para quem o Império do Brasil não podia:
(...) prescindir de ser uma potência essencialmente marítima, sem quebra de sua glória, de sua dignidade e de seus mais caros interesses (...) [se não] possuir atualmente uma Marinha respeitável, tanto pelo número e qualidade dos vasos que a compõe, como pela quantidade de marinheiros e soldados aguerridos, e mais do que tudo, pela benemérita corporação de oficiais de Marinha. .(TYPOGRAFIA NACIONAL, 1876, p.42-43)
Apesar das contendas que se seguiram à Independência, em 1822, a
situação do material flutuante da Marinha não era das melhores. Grande
parte das embarcações empregadas carecia de necessários e caros reparos,
sem contar que boa parte dos vasos de guerra estavam praticamente
arruinados.
Acontece que, a manutenção do velho navio de madeira requeria
além de tempo, dinheiro e grande número de mão-de-obra, coisas que a
Marinha pouco dispunha.
Apenas com o desenvolvimento da economia capitalista, na transição
dos anos de 1840 para os de 1850, com a supressão do tráfico de
escravos e o (re)direcionamento dos fundos de capitais para outras
atividades mercantis, é que o Estado passou a arrecadar maior renda em
impostos.
Boa parcela destes recursos foram destinados à ampliação e
renovação da Armada, que deveria seguir o rastro dos interesses e projetos
15
políticos vislumbrados para o Brasil. É nesta época que a Marinha brasileira
passa a incentivar a admissão de navios mistos: à vela e a vapor.
Deve-se salientar que mesmo as novas máquinas adquiridas e
empregadas na construção naval demandavam elevada e constante
manutenção, sem falar da necessidade de gente com anos de especialização
em academias e oficinas para desempenhar tais funções, configurando
nos mesmos problemas de antes, talvez um pouco mais acentuados: falta de
fundos e de gente qualificada para o desempenho das atividades inerentes ao
reparo e à indústria naval.
1.3 – A transitoriedade da madeira para o aço
Figura n.º 03 – Treinamento da Armada Imperial em 1870 (FERREZ apud JACOBINO, 2010, p.1)
Notadamente, no ponto de vista financeiro, a utilização inicial de navios
a vapor, nas palavras do Professor da Real Academia Militar da Inglaterra,
John Keegan (2006), trouxe à tona os chamados fatores contingentes:
dificuldades com os suprimentos, aprovisionamentos e equipamentos,
advindos das limitações das inovações tecnológicas desenvolvidas até
então. Paradoxalmente, a substituição da vela pelo vapor levou a maior
dependência das belonaves em relação com a costa, uma vez que até a tardia
adoção do óleo como combustível, as caldeiras das embarcações
consumiam grande quantidade de carvão, que além de escasso, ocupava um
16
espaço considerável do interior do navio, já dividido entre a tripulação,
suprimentos, armamentos e a sala das máquinas.
Demonstra Arias Neto (2001) que, dada a existência destas
desvantagens quanto ao uso dos meios a vapor – unitários ou mistos – que,
durante algum tempo, os responsáveis pela Marinha se colocaram em
posições divergentes, ora defendendo a conservação dos velhos navios a vela
que estivessem em bom estado e, com o qual já havia certa familiaridade no
tocante aos reparos e ao espaço interno das embarcações; ora
defendendo a substituição da esquadra por vasos mais modernos, por
demonstrarem maior capacidade de auxílio e de fogo.
A opção pela construção de navios mistos pela Marinha do Brasil fez-
se, portanto, de forma serena e racional, ponderando as vantagens e
desvantagens da navegação à vela e a vapor. De tal forma, sem ceder ao
entusiasmo da evolução tecnológica pelo qual passavam as principais
Marinhas do mundo – a saber: a britânica, a francesa e a norte-
americana – os responsáveis pela Armada nacional brasileira
conseguiram conciliar as necessidades modernizadoras do poderio naval
brasileiro às dificuldades financeiras e contingentes enfrentadas pela
instituição.
Paralelo a estes fatos, surgiam profissões realizadas nos arsenais e
a bordo das embarcações, fruto da transição da substituição das práticas
tradicionais da navegação à vela com as inovações trazidas pela navegação a
vapor.
A mudança do paradigma tecnológico na construção naval com base
na madeira para o ferro ocorreu na Inglaterra, em meados do século XIX. No
Brasil, podemos assistir a uma mudança parcial, durante a Guerra do Paraguai,
dentro do AMC, que se viu na obrigação de construir os primeiros
encouraçados brasileiros. No início da República houve um processo de
17
centralização no aglomerado de estaleiros, que não resistiu à transição da
construção naval para o ferro.
Mesmo assim, o nível de complexidade das embarcações construídas
no território nacional ainda era com base nos adventos do paradigma
tecnológico antigo. No final do século XIX, as pequenas fundições cariocas
atendiam a demandas de baixa intensidade, andando na contramão da
moderna indústria naval que exigia vultosos volumes de ferro e mecânica.
1.4 – A Marinha brasileira e a Construção Naval
Durante o período colonial, nas principais cidades do litoral, havia
pequenos estaleiros artesanais. Segundo Arias Neto (2001), a construção de
canoas e barcos era realizada por moradores e proprietários locais, para
atender às demandas do transporte de cabotagem regional de pessoas e
mercadorias. Esses mesmos estaleiros artesanais também eram responsáveis
pelos reparos realizados nas embarcações maiores que atracavam na Colônia.
A construção de embarcações de porte um pouco maior começou a ser
realizada com a fundação dos Arsenais da Marinha, que também produziam
munições e armamentos e realizavam obras civis e hidráulicas.
Em 1761, foi fundado o Arsenal do Pará, localizado no sul da cidade de
Belém. Em 1763, foi fundado o Arsenal do Rio de Janeiro, localizado em frente
ao Morro de São Bento. Em 1770, foi a vez do Arsenal da Bahia, localizado na
cidade baixa de Salvador, o mais importante da Colônia até 1822.
Em 1789, foi construído o Arsenal de Pernambuco, situado no centro
da cidade de Recife. Por volta de 1820, foi fundado o Arsenal de Santos, no
litoral paulista, e, por último, o Arsenal de Mato Grosso, que existia, desde
1827, em Cuiabá, como trem naval, transformado em arsenal em 1860, e
transferido para Ladário em 1873. Ao longo do século XIX, esses arsenais
passaram ora por momentos de intensas atividades, ora por completo
abandono.
18
Conforme se encontra descrito nos anais do Comando da Marinha
(2010, p. 1-2), excluindo o arsenal do Rio de Janeiro, os demais foram
desativados. O primeiro foi o de Santos, em 1883, abandonado e transformado
em depósito para carvão. Em seguida, foram os de Pernambuco e da Bahia,
que, após várias tentativas para reerguê-los, foram extintos pelo Decreto n.º
3.188, de 5 de janeiro de 1899. Já os Arsenais do Pará e de Ladário foram
transformados em Distritos Navais da Marinha.
O Arsenal Real da Marinha (ARM) foi criado em 1763, pelo Vice-Rei
Conde da Cunha, no mesmo ano da transferência da capital da Colônia de
Salvador para o Rio de Janeiro. Nas suas dependências, foi construída a nau
São Sebastião, a primeira grande embarcação fabricada na Colônia, lançada
ao mar em fevereiro de 1767. Durante o período que se estende até 1822, o
ARM, além das oficinas de funileiros, vidraceiros, canteiros, pedreiros,
bandeireiros e correeiros e da fundição de canhões e caronadas, executou,
apenas, serviços de reparos nas embarcações que atracavam no Rio de
Janeiro.
O material utilizado nos reparos navais era, principalmente, a madeira,
amplamente disponível na Mata Atlântica, e a araucária. Os demais insumos
eram importados, mas, aos poucos, foram sendo produzidos na Colônia,
exceto lonas e cabos, aduz Greenhalgh (1951). O Arsenal de Marinha da Corte
(AMC), assim denominado após 1822, retoma a construção naval com o
lançamento da corveta Campista, em fevereiro de 1827. Seguiu ativamente,
construindo navios até 1890, período em que foram lançados ao mar 46 navios,
incluindo quatro encouraçados e quatro cruzadores, com destaque para o
cruzador Tamandaré, o maior navio fabricado no Brasil até 1960. Além dos
navios, também foram entregues pequenas embarcações, como saveiros,
batelões, lanchas, canoas e chalanas. O momento de maior intensidade na
construção naval no AMC foi o da Guerra do Paraguai (1864-1870), quando
foram construídos 14 navios, incluindo o encouraçado Tamandaré.
19
As exigências da guerra ampliaram as atividades de construção e
reparo de navios, de fabricação de munições e armamentos, indica o Comando
da Marinha do Brasil em seus documentos do período entre 1831-1872 (2010,
p. 27-30). O primeiro navio a vapor construído no AMC foi o Tetis, em 1842,
com 115m de comprimento, motor de 70 HP e capacidade para transportar
241t. A partir desse momento, iniciou-se a construção de embarcações,
combinando vela e vapor. O último navio à vela foi construído em 1861, o
Paraíba, com 22 m.
O maior avanço ocorreu com a construção do encouraçado
Tamandaré, lançado ao mar em 1865, com capacidade de 754 t, 48 m de
comprimento e motor de 80 HP com uma hélice.
Como é sabido, o país ainda não tinha uma indústria pesada
internalizada no seu território, capaz de sustentar uma moderna construção
naval, pautada no ferro e na mecânica pesada. As rápidas mudanças que
ocorreram nas bases industriais nos países centrais, com os adventos da
Segunda Revolução Industrial, ancoradas na grande indústria pesada, química
e elétrica e no capital financeiro, alteraram a forma e a magnitude da indústria
da construção naval. O velho navio de madeira a vapor tinha ficado para trás.
Portanto, o Brasil só poderia progredir na indústria da construção naval
mediante avanços na sua base industrial. Esse problema se arrastava no AMC
desde os anos de 1860, quando os transatlânticos de ferro começaram a
imperar nos oceanos. A frota mercante nacional ainda combinava a vela com o
vapor, com forte presença da madeira. Enquanto a madeira era à base da
construção naval, o Brasil, comum a ampla reserva florestal, avançou, porém,
quando mudou para o ferro, o crescimento foi mais lento, e quando o aço
chegou o setor foi quase extinto, o que não significou a renovação da frota
naval.
20
Com a indústria local incapaz de atender à crescente demanda da
Marinha, que se modernizava, a solução era fazer encomendas aos estaleiros
europeus.
1.5 – O Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro
Em 1666, surge na ilha do Governador uma Fábrica de Fragatas,
situada na ponta do Galeão. Nela foi construída a nau Padre Eterno, por volta
de 1670, tido como o maior navio existente no mundo. Crescia a indústria naval
brasileira com estaleiros particulares, como o que existia em 1711, em
Cananéia e no Rio de Janeiro.
Na transferência da capital federal da Bahia para o sudeste, cria-se em
1763, o Arsenal da Marinha do Rio de Janeiro até hoje existente, e cuja
primeira construção foi a nau S. Sebastião, de 1767, responsável pelo
considerável impulso à construção naval. Outros Arsenais da Marinha foram
organizados pelo governo português no litoral brasileiro, em Recife e Belém.
A partir de 1840, foi contínua e notável a ampliação e modernização do
Arsenal do Rio, com a implantação de novas oficinas e com a vinda dos
primeiros brasileiros com curso formal de engenharia naval na Europa,
destacando-se os nomes de Napoleão Level, Trajano de Carvalho e Carlos
Braconnot.
O primeiro navio a hélice foi construído em 1852, o primeiro navio
encouraçado em 1865, e o primeiro de construção inteiramente metálica em
1883. Em 1890, foi construído o cruzador Tamandaré, de 4.537 toneladas,
navio cujo porte só seria ultrapassado 72 anos depois, em 1962.
Nos anos 1930, quando o padrão de acumulação da economia
brasileira passou a ser comandado pela industrialização, o aço, a mecânica
elétrica e o diesel definiam o novo paradigma tecnológico na indústria naval
nos países centrais. Mesmo com avanços na base industrial brasileira, a oferta
21
desses insumos ainda era insuficiente para prover uma construção naval
pesada. A situação se reverteu somente com a implantação da grande indústria
siderúrgica e da indústria eletro-metal-mecânica pesada, onde o problema da
falta de aço foi solucionado, somente, com a entrada em operação da
Companhia Siderúrgica Nacional, em 1946.
O Estado Novo em 1937 trouxe uma nova dinâmica à política
econômica e de desenvolvimento do Brasil. Essa nova postura permitiu a
retomada da construção naval no Brasil.
Isto só fora possível porque o Arsenal de Marinha da cidade do Rio de
Janeiro começou a melhorar sua situação quando da retomada das obras para
a construção de seu novo prédio, localizado na Ilha das Cobras, onde estavam
os diques Santa Cruz e Guanabara (atual Almirante Jardim) e uma usina de
eletricidade. Desta forma, surgia um novo Arsenal de Marinha da Ilha das
Cobras (atual Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro - AMRJ), retomando a
posição de indústria motriz na construção naval brasileira.
Figura n.º 04 – Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro-Ilha das Cobras (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 2)
22
Foi iniciado um período de grande volume de obras navais. Foram
construídos seis navios mineiros; três grandes contratorpedeiros da classe
Marcílio Dias, esses, navios de estrutura soldada que representaram um
grande progresso tecnológico. Depois vieram os seis contratorpedeiros da
classe Amazonas e vários outros navios menores, destacando-se os navios
hidrográficos da classe Argus, no final da década de 1950, que tiveram como
novidades a superestrutura de alumínio e a construção pelo sistema de
acabamento avançado, com a pré-fabricação de grandes blocos de estrutura.
Durante a Segunda Guerra, com as dificuldades para importar, as
demandas do novo AMRJ eram atendidas pela indústria nacional, sobretudo a
localizada no Rio de Janeiro.
No início de 1972, duas fragatas foram construídas, a última lançada
ao mar em 1975. Tratava-se de navios modernos, com complexos e
sofisticados sistemas de armas, máquinas e sensores, cuja construção
representou um grande desafio e um enorme avanço tecnológico. Seguiu-se a
construção de corvetas e navios-patrulha.
O maior desafio foi a construção dos submarinos classe Tupi, de
projeto alemão, também no Arsenal da Marinha, passando o Brasil para o
restrito número de países no mundo capaz de construir submarinos. Nessa
época, o Arsenal chegou a atingir um adiantamento técnico comparável ao que
havia nos centros mais avançados da Europa.
25
Brasil e França, através da passagem de tecnologia para a construção de
submarinos da classe “Scorpene”.
As obras da base naval onde serão construídos e mantidos os novos
submarinos convencionais e nuclear brasileiros seguem na baía de Sepetiba,
em Itaguaí, município da região metropolitana do Rio. Sob a gestão do
Programa de Desenvolvimento de Submarino com Propulsão Nuclear
(Cogesn).
A área vai abrigar a base naval, o estaleiro e a unidade de fabricação
de estruturas metálicas, onde serão feitos os segmentos dos cascos dos
submarinos. A previsão é que, com a construção deste complexo, a partir de
2014 o Brasil ingresse no reduzido grupo de países com capacidade de
construir um submarino nuclear. O primeiro deve entrar em operação em 2022.
Em 2016, o país vai lançar ao mar o primeiro submarino Scorpene, com cerca
de um terço do tamanho do submarino nuclear, mas muito parecido, o que vai
ajudar os engenheiros e técnicos a compreender os detalhes do projeto
principal.
Figura n.º 07 – Estaleiro ICN – Montagem Digital (WORLDPRESS, 2011, p. 2)
26
Figura n.º 08 – Estaleiro ICN – Montagem Digital (WORLDPRESS, 2011, p. 2)
Figura n.º 09 – Desenho Esquemático do Submarino “Scorpene” (WORLDPRESS, 2011, p. 3)
27
CAPÍTULO II
DA NARRATIVA HISTÓRICA DOS ENSAIOS NÃO
DESTRUTIVOS NO BRASIL
"A verdadeira medida de um homem não é como ele se
comporta em momentos de conforto e conveniência, mas
como ele se mantém em tempos de controvérsia e
desafio."
(KING JR. Apud BEGLIOMINI, 2005, p.95)
2.1 – Conceitos Iniciais
Notadamente, os ensaios não destrutivos surgiram em atendimento a
acidentes que, poderiam ter sido evitados caso já houvesse a existência e a
implantação destes métodos de avaliação e inspeção no sistema operativo.
Cumpre, neste entendimento, citar dois exemplos indicados por Souza (2010)
que já se tornaram notórios na própria história destes ensaios:
a) O grave acidente com a caldeira no Estado norte-americano de
Connecticut, em março de 1854, que vitimou várias pessoas, foi um
ponto de mudança importante no progresso da inspeção e END.
Dez anos depois, em 1864, o Estado de Connecticut aprovou a
“Boiler Inspection Law” (Manual de Inspeção em Caldeiras).
b) A próxima chave no desenvolvimento na história dos ensaios não-
destrutivos foi também devido a uma catástrofe – um grande
descarrilamento de trem. Isso resultou em um sistema de detecção
28
de campo magnético/indução de corrente elétrica que foi
desenvolvido por Dr. Elmer Sperry e H. C. Drake.
Figura n.º 10 – Explosão em Hartford, Connecticut - Ilustração (SOUZA, 2010, p.10)
Figura n.º 11 – Acidente com o trem nos EUA - Foto (SOUZA, 2010, p.12)
29
Nos tempos antigos, o som da lâmina da espada de Damascus seria
uma indicação do quão forte o metal seria no combate.Essa mesma técnica
“sônica” foi usada por décadas por ferreiros como eles ouviram o som de
diferentes metais que estavam sendo formados.
Figura n.º 12 – Ferreiro Medieval (SOUZA, 2010, p.7)
2.2 – Introdução dos Ensaios não Destrutivos (END) na
indústria
Wilhelm Conrad Roentgen fez a sua significativa descoberta dos Raios-
X em uma sexta-feira, 8 de novembro de 1895, em seu laboratório na
Universidade de Wurzburg, na Alemanha. Ampla matéria publicada na
Evaluation, revista da ASNT – American Society for Nondestructive Testing
(NDT), em 1995, diz ainda que no ano seguinte os jornais de todo o mundo
publicaram notícias desses novos raios e sua habilidade de passar através da
carne e outros materiais. As notícias foram motivadoras e causaram grande
repercussão da tecnologia no meio médico, embora Roentgen e outros
30
pesquisadores anteriores tenham mostrado imagens de “coisas” nos Raios-X,
como espingarda e bússola. Isso aconteceu muito tempo antes do uso não-
médico dos Raios-X tornar-se importante.
Figura n.º 13 - Wilhelm Conrad Roentgen (PORTAL DA RADIOLOGIA, 2010, p. 1)
Pode-se observar na Radiografia tirada por Roentgen de seu rifle de
caça, que há um pequeno defeito no cano. Com essa foto, Roentgen antecipou
o uso industrial dos raios-x como controle de qualidade de peças.
Figura n.º 14 – Radiografia de Roengtgen (PORTAL DA RADIOLOGIA, 2010, p. 1)
31
Documentos históricos mostram que o uso dos Raios-X na indústria
iniciou-se na Primeira Guerra Mundial, relacionado os armamentos. Existem
registros de inspeções realizadas na Alemanha na década de 1920. Apesar
desses esforços iniciais, o uso dos Raios-X em ensaios não destrutivos não se
tornou importante comercialmente até o período da Segunda Guerra Mundial.
Isso é verdadeiro, apesar de muitas investigações bem realizadas para
demonstrar a sua utilização para o exame de materiais.
Segundo se encontra no Portal da Radiologia (2010), nos EUA,
técnicos neste tipo de ensaio citam o trabalho inicial de Horace Lester, em
1922, no Arsenal Watertown, como o precursor do nosso uso atual dos Raios-X
em END. O trabalho de Lester foi significativo porque demonstrou claramente
que os Raios-X podiam ser usados para localizar falhas internas em fundidos,
soldas e outras formas metálicas e que estas falhas poderiam conduzir a uma
quebra prematura. As contribuições de Lester foram também importantes por
causa da sua posição preeminente no campo metalúrgico.
Neste rastro de estudos, seguiu-se ao método de ensaio por líquido
penetrante que se iniciou antes da primeira guerra mundial, principalmente pela
indústria ferroviária na inspeção de eixos, porém tomou impulso quando em
1942, nos EUA, foi desenvolvido o método de penetrantes fluorescentes. Nesta
época, o ensaio foi adotado pelas indústrias aeronáuticas, que trabalhando
com ligas não ferrosas, necessitavam um método de detecção de defeitos
superficiais diferentes do ensaio por partículas magnéticas (não aplicável a
materiais não magnéticos). A partir da segunda guerra mundial, o método foi se
desenvolvendo, através da pesquisa e o aprimoramento de novos produtos
utilizados no ensaio, até seu estágio atual.
32
Figura n.º 15 – Aparelhagem de Ultrasom (SOUZA, 2010, p. 15)
Figura n.º 16 – Aparelhagem de Correntes Parasitas (SOUZA, 2010, p. 13)
Esses processos são realizados pelos Ensaios não Destrutivos (END),
cujas técnicas são utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos, que
investigam a sanidade do material sem, contudo destruí-lo ou introduzir
quaisquer alterações em suas características. Um dos ensaios mais
importantes para a documentação da qualidade de produto inspecionado pode
se dar à radiografia, por meio do raios-X ou gama, pois ela representa a
33
“Imagem” interna da peça inspecionada, o que nenhum outro ensaio não
destrutível é capaz de fazer.
Usados principalmente nas indústrias de petróleo e petroquímica,
geração de energia para inspeção principalmente de soldas e fundidos,
automobilísticas, siderúrgica, naval, aeronáutica e ainda na indústria bélica
para inspeção de explosivos, armamento e mísseis.
A radiologia industrial é, portanto, uma modalidade precursora dos
demais ensaios não destrutivos, que se aplica para diversos fins entre elas:
irradiação de alimentos, eliminação de bactérias e microrganismos em
cosméticos, embalagens, ervas medicinais, produtos farmacêuticos e produtos
médicos hospitalares descartáveis, no setor gemológico (cristais, diamantes ou
gemas preciosas) utiliza-se irradiação no beneficiamento de pedras preciosas
acelerando seu processo de envelhecimento no qual se estivessem na
natureza levariam centenas anos até virarem pedras preciosas.
Souza (2010) apresenta os seguintes fatos marcantes na área de END:
AC - Deus criou a Terra e surgiu a inspeção visual com laudo
1800 - Primeira observação termográfica por William Herschel.
1831 - Primeira observação de indução eletromagnética por Michael Farraday.
1840 - Primeira imagem infravermelha produzida pelo filho de Herschel, John.
1868 - Primeira referência em partículas magnéticas, Saxby.
1879 - Eddy currents, Hugues.
1895 - Descoberta do raios-X por Wilhelm Conrad Roentgen.
1922 - Radiografia industrial para metais, Lester.
1929 - Primeiros experimentos utilizando transdutores de quartzo para criar
vibrações ultrassônicas em materiais, Sokolov na Rússia.
1935/1940 - Técnicas penetrantes desenvolvidas nos EUA por Firestone.
1950 - Emissão Acústica, Kaiser.
34
2.3 – A História dos END no Brasil
O Professor Paulo Gomes de Paula Leite nasceu no dia 31 de março
de 1920, no Rio de Janeiro e faleceu aos 86 anos, no dia 30 de março de 2007.
Figura n.º 17 – Professor Paulo Gomes de Paula Leite (Fonte: ABENDI, 2011, p. 1)
Pioneiro e decano dos Ensaios Não Destrutivos no Brasil, trabalhou por
mais de 50 anos no Arsenal da Marinha do Rio de Janeiro (Ilha das Cobras),
tendo, como marco de seu trabalho, a introdução dos Raios-x em
equipamentos, além de ser um disseminador dos END em várias instituições
públicas e privadas. Também escreveu o primeiro livro de END editado em
nosso País pela Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais (ABM) e foi
sócio honorário e fundador da ABENDI.
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Figura n.º 18 – Capa do Livro “Curso de Ensaios Não Destrutivos” (REVISTA ABENDI, 2011, p. 12)
O professor Paulo Gomes de Paula Leite escreveu sua trajetória
profissional no desenvolvimento dos END e é uma referência nessa área,
sempre lembrado por seus pares como uma figura pioneira e lendária na
introdução dos END no Brasil. Por esses méritos, a ABENDI criou o prêmio que
leva seu nome.
Segundo o emérito professor, no artigo “A Origem dos END no Brasil”,
publicado na Revista dos END, em 1989, os Ensaios Não Destrutivos foram
introduzidos pela Marinha Brasileira na década de 1940, para construção naval,
com a utilização dos Raios-X.
No artigo publicado na Revista dos END e citado acima, Paula Leite
ressalta que, no início da década de 40:
(...) foi um esforço muito grande para os nossos técnicos
iniciarem, praticamente sozinhos, as inspeções por raios-X em
36
obras de grande responsabilidade. Assim aconteceu no caso
da construção dos contratorpedeiros classe „M‟, os quais foram
terminados logo após serem lançados ao mar, entrando em
ação no Atlântico e também no Mediterrâneo, durante a
Segunda Guerra Mundial. Eles obtiveram ótimo desempenho
em missões de guerra, não tendo havido qualquer acidente em
soldas de alta responsabilidade de suas estruturas e
equipamentos. (REVISTA ABENDI, 2006, p. 16-17)
Paula Leite lembra no artigo que, apesar dos problemas decorrentes do
fato de o país estar em guerra, ainda se conseguia tempo para, com dois
equipamentos de raios-X, cooperarem com a indústria privada, que estava
empenhada na fabricação de grande número de peças e equipamentos
essenciais às atividades nacionais.
Como exemplo, ele cita o cruzador americano “Cincinati”, que aportou
no Rio de Janeiro em fevereiro de 1943 com o flange de aço molibdênio de sua
praça de máquinas vazando junto ao parafuso de fixação:
O flange foi retirado da praça de máquinas do “Cincinati” e
enviado ao Laboratório de Radiografia”. Ali, durante 15 horas,
pesquisamos toda a peça através de cerca de 80 radiografias.
Pela madrugada conseguimos detectar, dentro do flange, um
defeito de fundição que produziu o vazamento do interior da
válvula para um furo desse flange. A válvula foi então reparada
com todo o cuidado. O reparo foi assistido pelo chefe de
máquinas do referido navio.
Em menos de 24 horas o flange estava novamente colocado a
bordo, funcionando perfeitamente e sem vazamento. “Esse
evento foi um dos grandes motivos do nosso interesse
permanente na área da inspeção não destrutiva. (REVISTA
ABENDI, 2006, p. 17-18)
37
Duas décadas depois, em 1963, o jornal Diário do Comércio, publicado
em São Paulo, destacava em meia página o trabalho realizado na área de END
pela Metaltest Cia. Brasileira de Ensaios e Industrial, empresa fundada em abril
de 1959 e que foi a primeira de END no país.
Na área de END, em 1969, o maior problema era a falta de
conhecimento generalizado sobre a área de ensaios, tanto por parte de
gerentes quanto de compradores e, principalmente, dos usuários.
Na primeira metade da década de 70, o físico Oswaldo Rossi Jr., ex-
presidente da ABENDI, fundou a segunda empresa de END no Brasil, a NDT –
Sociedade Civil de Engenharia e Inspeções, atualmente NDT do Brasil. Seu
início se deu na área de ultra-som e também, logo em seguida, começou a
fazer inspeções radiográficas. Foi uma época com demanda elevada de
serviços, motivada pelo início da boa expansão industrial.
A implantação dos END no país deu-se por uma imposição da
indústria, que tinha que buscar a melhoria da qualidade tanto física como
técnica de seus produtos. Com essa implantação toda a indústria brasileira
cresceu em termos de qualidade.
Na indústria militar naval não poderia ser diferente: a complexidade dos
meios navais e a garantia de confiabilidade nas suas operações determinaram
a necessidade da implantação dos ensaios dentro do espectro do reparo e da
construção de navios e vasos de guerra. Melhorar era preciso.
A época foi muito promissora para os END. Os desafios se mostravam
na razão direta de ter que vencer as barreiras tecnológicas da construção de
equipamentos para a indústria química, petroquímica, nuclear, ferroviária e
siderúrgica, entre outras. Nos anos de 1970 o Brasil teve que se enquadrar
dentro do panorama tecnológico mundial, pois equipamentos de grande
responsabilidade estavam sendo construídos pelas nossas indústrias para a
implementação de novas refinarias, novas usinas hidroelétricas, novas usinas
38
siderúrgicas, plataformas marítimas e navios militares. Além disso, o programa
nuclear Brasil-Alemanha estava sendo iniciado. Dessa maneira, começou-se a
exigir no país requisitos de confiabilidade na execução dos Ensaios Não
Destrutivos equivalentes aos que eram exigidos no exterior, pois isso passou a
representar, no final, um aumento da segurança de operação desses
equipamentos.
Na década de 1970, o Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro surgia
com a construção das modernas fragatas, seguindo o projeto inglês e criando
seu próprio setor de controle da qualidade, com integrantes certificados; no
começo do ano de 1980, a PETROBRAS começava a contratar a construção
das primeiras plataformas de produção de petróleo da Bacia de Campos.
Neste contexto, a PETROBRAS passou a exigir que os operadores de
END fossem certificados e através do seu Serviço de Engenharia, criou um
centro de certificação de processos e pessoal de Ensaios Não Destrutivos em
São José dos Campos - Estado de São Paulo, o SL/SEQUI (Setor de
Certificação, Qualificação e Inspeção dos Serviços de Logística de
Engenharia).
Para a certificação era exigido que o candidato tivesse um treinamento
teórico e prático sobre aquele ensaio. As empresas fornecedoras de produtos e
serviços para a PETROBRAS não tinham que pagar nada pela qualificação dos
seus inspetores de Ensaios Não Destrutivos. Desta forma, a criação do SEQUI
foi um marco decisivo para a implementação dos Ensaios Não Destrutivos no
Brasil.
2.4 – Surgimento da ABENDI
A existência da associação está intimamente ligada à história dos END
no Brasil. No período do ano de 1978, havia empresas nacionais e outras
vindas do exterior e, com o crescimento dos trabalhos em END, surgiu a
necessidade de aglutinação dos técnicos especializados. A PETROBRAS já
39
estava em pleno desenvolvimento de seus planos de expansão e houve a
necessidade de organizar e aglutinar o setor de END.
Tempestivamente a ASNT – American Society for Nondestructive
Testing (NDT) tentava instalar-se no Brasil. Em reação a esta ação, brasileiros
ligados à área de ensaios não destrutivos fundaram a ABENDE – Associação
Brasileira de Ensaios Não Destrutivos, tornando-se, futuramente, na
ABENDI – Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos e Inspeção.
Juntos, os técnicos, os fiéis interessados, com forte apoio e adesão das
indústrias, inclusive da PETROBRAS, criaram uma entidade técnico-científica,
sem fins lucrativos, de direito privado, com sede em São Paulo, fundada em
Março de 1979, com a finalidade de difundir as técnicas de END e Inspeção,
através de ações voltadas ao aprimoramento da tecnologia e,
conseqüentemente, do pessoal e das empresas envolvidas no tema.
Esta Associação, através de seu trabalho de articulação entre
indústrias, instituições de ensino, de pesquisas e profissionais, contribui de
forma significativa para a exportação de bens e serviços nacionais,
impactando, diretamente, na segurança e saúde do trabalhador e na
preservação do meio ambiente.
À medida que os Ensaios Não Destrutivos evoluíram, a certificação dos
profissionais de END se fez necessária. A ABENDE criou o SNQC/END –
Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoal em END. É a única
entidade acreditada pelo Inmetro como Organismo de Certificação de Pessoal
em END.
O SNQC/END foi estabelecido com o objetivo de harmonizar os
diversos sistemas nacionais existentes, segundo as necessidades da realidade
e da cultura brasileira, além de refletir conformidade com as principais normas
nacionais e internacionais.
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CAPÍTULO III
HISTÓRICO DO DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA DE
GARANTIA DE QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO NAVAL
DO BRASIL
"Existem três tipos de empresas (e pessoas). As que
fazem as coisas acontecer, as que ficam vendo as coisas
acontecer e as que se perguntam: O que aconteceu?"
(KOTLER, 2006, p.335)
3.1 – Conceitos Iniciais
No atual contexto mundial, perdura a mista equação vinculada ao
gerenciamento de qualquer Projeto, ou seja, custo x prazo x qualidade,
reusando a velha máxima conhecida que permeia em obter a busca da
perfeição como sendo algo que para ser alcançado deve ser antecedido de
uma mudança estrutural na concepção da empresa e, também, deve contar
com o esforço de todos os funcionários envolvidos na adoção dos
procedimentos a serem adotados nos Projetos resultantes da implementação.
O objetivo do nível de qualidade a ser alcançado deve ser fixado no
nível de gerencia e de direção, pois a qualidade do produto abaixo do ótimo tira
a competitividade da empresa e, acima deste, pode encarecer demais o preço
final de venda, o que também tira sua competitividade.
41
Na visualização do Parque Tecnológico que compõe a Indústria Naval
Militar do Brasil, há também espaço para as indústrias fabricantes de produtos
e as firmas prestadoras de serviços, estabelecendo, desta forma, os vários
elementos integrantes deste ramo de serviço, que se estruturam para atingir
um nível ideal de obtenção e garantia de qualidade.
Neste contexto, importante salientar, que a simples utilização dos
ensaios não destrutivos (END) não melhorará a qualidade do produto sem que
outras medidas sejam tomadas pelo conjunto produtivo. A busca da qualidade
é uma tarefa em que todos os funcionários e até mesmo possíveis empresas
terceirizadas, ligadas aos produtos e serviços oferecidos pela empresa, devem
se engajar num esforço comum. Os END são destinados a manter o nível da
qualidade determinada pela tomada de decisão, ótima ou péssima qualidade,
em função do nível de conformidade estipulado.
3.2 – O que é qualidade?
Na literatura de natureza mais analítica, parece existir um consenso
sobre a imprecisão e ambigüidade do conceito de qualidade total encontrado
nos manuais que prescrevem essa forma de intervenção organizacional. De
fato, o termo qualidade assumiu diferentes significados, dependendo não só do
enfoque teórico como também do período histórico e do processo produtivo a
que os autores se referem.
Segundo Ishikawa (1997), por exemplo, o significado do termo
qualidade encontrado nas discussões de Aristóteles, Sócrates e Platão referia-
se a um padrão ideal de excelência moral que deveria ser buscado pela
sociedade grega. O critério para definir esse padrão de excelência variava de
acordo com as circunstâncias em análise e era baseado na percepção
subjetiva de quem avaliava.
Na Europa, no período da pré-Revolução Industrial, a qualidade de um
produto era definida pela reputação da habilidade e do talento do artesão que o
42
produzia. Mais tarde, com a expansão do comércio pela burguesia, a qualidade
de um produto e da atuação de um artesão passa a ser definida e controlada
pelo sistema de guildas (fiscais controladores). Embora o termo qualidade
tenha permanecido ao longo do tempo sempre associado à idéia de excelência
ou superioridade de um produto ou serviço, o conceito foi aos poucos
incorporando outras dimensões de natureza quantitativa, sendo a primeira
delas o valor de mercado.
No contexto da transição para o sistema de manufatura e expansão do
comércio, explica Moreira (2000) que o preço passa a ser um indicador da
aceitação de um determinado produto no mercado e, portanto, um critério
quantitativo para definir qualidade. O significado de qualidade ligado à visão de
aumento de produtividade e redução de preços ocorre paralelo ao declínio do
controle de qualidade exercido pelas guildas sobre as práticas artesanais e da
dominância dos interesses comerciais em expandir mercados.
Desde a Revolução Industrial ao início deste século, o conceito de
qualidade permaneceu associado à idéia do menor preço pelo qual um produto
poderia ser trazido ao mercado. De fato, a questão do valor é ainda presente
nas definições contemporâneas de qualidade.
A idéia de qualidade associada à redução de desperdício de matéria-
prima, de tempo, recursos humanos e ao melhor uso do equipamento para
reduzir custos de produção é um argumento comum recorrente nos citados
gurus da qualidade.
3.2.1 – Definições de Qualidade.
Qualidade tem se tornado uma palavra-chave nos dias atuais e passa a
fazer parte dos objetivos e políticas das empresas, do Programa Brasileiro de
Qualidade e Produtividade, discursos, contratos, publicidade, slogans e
manuais do usuário, Barçante (1998) cita as principais conceituações como
mostra o quadro n.° 01:
43
ANO AUTOR DEFINIÇÃO DE QUALIDADE
1949 Ishikawa
Rápida percepção e satisfação das necessidades do mercado, adequação ao uso dos produtos e homogeneidade dos resultados do processo (baixa variabilidade).
1950 Deming Qualidade é sentir orgulho pelo trabalho bem-feito. Aprimoramento da Qualidade eleva a produtividade. Máxima utilidade para o consumidor.
1951 Feigenbaum
Qualidade é uma maneira de se gerenciar os negócios da empresa. Aprimoramento da Qualidade só pode ser alcançado em uma empresa com a participação de todos. Perfeita satisfação do usuário.
1954 Juran Qualidade é adequação ao uso. Satisfação das aspirações do usuário.
1979 Crosby Qualidade é conformidade com especificações, com os requisitos do cliente.
1990 Cerqueira Neto
Qualidade é sempre resultado de esforços inteligentes; Qualidade não é só para companhias. Indivíduos podem esforçar-se por excelência em seu dia-a-dia.
Quadro 01: Definições de qualidade segundo diversos autores. (BARÇANTE, 1998, p. 38)
A qualidade, portanto, pode ser entendida como obrigação contratual e
é mensurável. Ao longo do projeto, podem ser definidas métricas que fornecem
informações vitais sobre a qualidade do processo, produto, atividade ou
recurso. Estas métricas podem ser objetivas, metros e/ou subjetivas, bom,
médio e agradável. Quanto à abrangência, podem ser globais ou por fase do
projeto.
3.3 – A História do Controle da Qualidade
Segundo Barçante (1998), o controle da qualidade moderno teve seu
inicio na década de 1930, nos Estados Unidos, com a aplicação industrial do
consagrado gráfico de controle criado por Walter A. Shewhart na empresa de
telefonia “Bell Telephone Laboratories”. Em memorando datado de 16 de
maio de 1924, o Dr. Shewhart propôs o seu gráfico de controle para análise de
dados resultantes de inspeção, fazendo com que a importância dada à
inspeção, um procedimento baseado na detecção e correção de produtos
defeituosos, começasse a ser substituída por uma ênfase no estudo e
44
prevenção dos problemas relacionados à qualidade, de modo a impedir que os
produtos defeituosos fossem produzidos.
A partir da revolução industrial, com o desenvolvimento de ferramentas
de trabalho e dos sistemas de unidades de medida, o controle de qualidade
também foi adotado relativamente cedo na Inglaterra. Em 1935, os trabalhos
sobre controle da qualidade foram utilizados como base para elaboração dos
Padrões Normativos Britânicos (“British Standard BS 600”). Nos Estados
Unidos, naquela época, os procedimentos para o controle da qualidade foram
publicados sob a forma de normas, conhecidas como “American War
Standards Z1.1 – Z1.3”.
Com base na evolução da qualidade até nossos dias, Garvin (1988)
inferiu que tal evolução se deve, principalmente, a um processo através de
quatro Eras, dentro das quais a arte de obter Qualidade assumiu formas
especificas.
3.3.1 – As Eras da Qualidade segundo Garvin.
3.3.1.1 – 1ª Era: da Inspeção
No final do século XVIII e principio do século XIX, a Qualidade era
alcançada de uma forma muito diferente que hoje em dia. A atividade produtiva
era basicamente artesanal e em pequena escala. Os artesãos eram os
responsáveis pelo produto e pela qualidade final.
Com o desenvolvimento da industrialização, e o aparecimento da
produção em massa, foi necessário um sistema baseado em inspeções, onde
um ou mais atributos do produto eram examinados, medidos ou testados, a fim
de garantir sua qualidade.
O objetivo nesta fase era obter qualidade igual e uniforme em todos os
produtos e a ênfase centrou na conformidade. Esta fase prevaleceu por muitos
anos, não havia uma análise critica das causas do problema ou dos defeitos.
45
Visava-se a eliminação de erros e a retificação dos mesmos.
3.3.1.2 – 2ª Era: do Controle Estatístico da Qualidade
Na década de 1930, alguns desenvolvimentos significativos
começaram a acontecer, entre eles o trabalho pioneiro de pesquisadores para
resolver problemas referentes a qualidade dos produtos da Bell Telephone, nos
Estados Unidos, cujos esforços consideráveis em pesquisas levaram ao
surgimento do Controle Estatístico de Processos.
Shewhart foi o mestre de W.E. Deming. Este foi o primeiro a
reconhecer a variabilidade como inerente aos processos industriais e a utilizar
técnicas estatísticas para obter o controle de processos. Uma ferramenta
poderosa desenvolvida por ele na época foi o Gráfico de Controle de Processo
e até hoje muito utilizada.
Com a Segunda Guerra Mundial , exigiu que outras técnicas também
fossem criadas para combater a ineficiência e impraticabilidade da inspeção
100% na produção em escala ou em massa de armamentos e munições.
Neste período surge a técnica de amostragem criada nos Estados
Unidos, e que teve muita aceitação. Programas de capacitação de pessoal
começaram a ser oferecidos em larga escala nos EUA e Europa Ocidental,
para controle de processo e técnicas de amostragem.
3.3.1.3 – 3ª Era: da Garantia da Qualidade
Entre 1950 e 1960 em plena atividade da Escola de Recursos
Humanos e com trabalhos no estudo da motivação humana, vários destes
foram publicados no campo da qualidade. Mais uma ferramenta foi criada e a
prevenção e as técnicas foram além das ferramentas estatísticas, incluindo
conceitos, habilidades e técnicas gerenciais.
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Os quatro principais movimentos que compõe esta era são: A
quantificação dos custos da qualidade; controle total da qualidade; As técnicas
de confiabilidade; programa “Zero Defeitos” de Philip Crosby.
a) A Quantificação dos Custos da Qualidade
Os custos da qualidade dão sustentação ao programa da Qualidade e
foram abordados pela primeira vez na publicação do livro “Quality Control
Handbook”, em 1951, que sinalizava aos gerentes os impactos das ações de
qualidade sobre os custos industriais, em especial os decorridos das falhas
internas e externas nos produtos. Foi demonstrado, com base em fatos e
dados, a evidência dos custos da qualidade ou da não qualidade e que o ideal
seriam ações preventivas para reduzir custos.
O resultado apontou os seguintes tipos de custos:
- Custos Totais de uma Empresa, compreendem todos os esforços e
recursos alocados no fornecimento de produtos e serviços aos clientes.
- Custos de Produção compreendem os gastos com materiais
diretamente consumidos, com mão-de-obra direta, equipamentos
utilizados e tecnologia empregada.
- Custos de Fabricação são a soma dos custos de produção com os
Custos Indiretos de Produção, tais gastos como com engenharia,
projeto, P& D, controle da produção, manutenção, além dos insumos
utilizados, salários e gastos administrativos associados a estas
atividades de apoio ã produção.
- Custos de Comercialização são compostos pelos custos de
marketing, vendas e distribuição dos produtos e serviços.
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b) O que é o Controle Total da Qualidade (TQC)
O Controle da Qualidade Total – TQC. O TQC- Total Quality Control ou
Controle da Qualidade Total é um sistema de gerenciamento, nascido nos EUA
e aperfeiçoado no Japão (TQC no estilo japonês).
- Controle: Não é uma palavra muito simpática, por estar associada à
idéia de fiscalização ou limitação de liberdade. Mas no TQC seu
significado é outro. Quando se diz que o processo está sob controle
significa que as causas de não conformidade estão dominadas, ou
seja, o processo produz os resultados desejados.
- Qualidade: É o conjunto de características, intrínsecas ou
extrínsecas, concretas ou abstratas que fazem com que o consumidor
ou usuário prefira determinado produto ou serviço. Não é a simples
ausência de defeitos (não-conformidades) ou adequação ao uso.
A qualidade do produto ou serviço deve ser garantida em todas as
fases de seu desenvolvimento: projeto, produção, distribuição e assistência
pós-venda.
Por ser subjetiva e pessoal, a qualidade carece de medição, além da
preferência do cliente. Como a reclamação ou rejeição do cliente vem sempre
depois do produto estar no mercado, é necessário estabelecer indicadores de
qualidade, que meçam as dimensões da qualidade: qualidade, custo,
atendimento, moral, e segurança, que serão conceituadas mais adiante.
- Total: O Controle de Qualidade é dito Total por envolver todas as
pessoas e ser exercido em todos os lugares da empresa, envolvendo
todos os níveis e todas as unidades.
Quando falamos qualidade, não nos referimos apenas às
características intrínsecas do produto, mas sim a um conjunto de valores que
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estão presentes ou acompanham o produto ou serviço. Para um melhor
entendimento detalhamos a seguir as dimensões da qualidade:
- Qualidade: chamada de qualidade intrínseca são as características
que podem ser medidas diretamente no produto. Para um produto
alimentício, as características de qualidade intrínsecas poderiam ser,
por exemplo: cor, textura, sabor, odor, carga microbiana, propriedades
físico-químicas, etc.
- Custo: de nada adianta ter o melhor produto do mundo se o cliente
não puder pagá-lo. Mesmo que possa, o cliente só pagará pelo produto
que custar igual ou menos que o valor que ele perceber no bem.
Assim, todo o esforço deve ser empreendido pelas pessoas da
empresa para reduzir os custos de produção, venda e assistência
técnica. O TQC tem várias ferramentas que possibilitam reduzir custos,
também chamado de MASP (Metodologia de Análise e Solução de
Problemas).
- Atendimento: O atendimento pode ser medido em termos de
quantidade, local e prazo de entrega.
- Moral: é a satisfação média dos colaboradores, expressa em termos
de sugestões apresentadas, ausências ao trabalho, rotatividade, etc.
Uma mais direta de medir o grau de satisfação da equipe é através de
diagnósticos motivacionais, realizados de forma a garantir o anonimato,
com a totalidade ou parcela representativa do quadro funcional e com
questionário elaborado com a participação dos próprios colaboradores.
- Segurança: o fornecedor deve garantir que o produto não coloque a
integridade física do consumidor ou usuário em risco. Isso é
particularmente importante no caso de produtores e prestadores de
serviços em alimentação. Neste caso medidas importantes são
contagem de microorganismos patogênicos e análise de aditivos.Sobre
49
essas dimensões da qualidade são estabelecidos indicadores de
qualidade e produtividade, denominados Itens de Controle.
Armand Feigenbaum, no ano de 1956, formulou e sistematizou os
princípios do que chamou de Total Quality Control – TQC, cujo objetivo básico
era o de criar um controle preventivo, desde o inicio do projeto até sua entrega
final ao cliente, com base num trabalho multifuncional.
Desta forma era necessário o envolvimento de todas as áreas da
empresa para garantir a qualidade do produto e serviço. Seu trabalho foi o
iniciador das normas de sistema de Garantia da Qualidade a nível mundial, que
mais tarde, na década de 1980, deram origem às normas internacional ISO
9000 (International Organization for Standardization-1987) com sede em
Genebra.
c) As Técnicas de Confiabilidade
No aperfeiçoamento das técnicas de confiabilidade, as teorias de
probabilidade e estatística foram estudadas com profundidade, o objetivo foi o
de evitar falhas do produto ao longo de sua vida útil. As empresas pioneiras
nesta abordagem foram: as indústrias espaciais, eletrônica e militar. As
técnicas desenvolvidas, com impacto direto nos projetos dos produtos foram:
Análise de efeito e modo de falha: que é uma revisão lógica e sistemática dos
modos pelos quais um componente de um sistema pode vir a falhar. Análise
Individual de cada componente: verificação da probabilidade de falhas dos
componentes-chave de um dado sistema. Redundância: utilização de
componentes em paralelo no sistema, a fim de garantir seu funcionamento
mesmo que um deles falhe.
d) O Programa Zero de Defeito de Crosby
O Programa “Zero Defeitos” teve origem nos Estados Unidos no ano de
1961 na construção dos mísseis Pershing, inspirado nos trabalhos de Philip
50
Crosby. Sua abordagem filosófica era fazer certo na primeira vez, desta forma
evitava-se o retrabalho e os custos perdidos Foi dada ênfase pela primeira vez
a aspectos motivacionais que tinham sido estudados desde 1940. Também foi
considerada a importância da iniciativa do fator humano através do
treinamento, definição de objetivos e divulgação de resultados da qualidade e o
reconhecimento pelo resultado, na abordagem motivacional.
Em síntese, a Era da Garantia da Qualidade evidenciou-se pela
valorização do planejamento para obter a Qualidade, da coordenação das
atividades entre os departamentos, do estabelecimento de padrões da
Qualidade, além das técnicas estatísticas.
Percebeu-se a necessidade das empresas desenvolverem um novo
tipo de especialista, não só de conhecimento de estatística, mas principalmente
gerenciais: surgiu o Engenheiro da Qualidade.
3.3.1.4 – 4ª Era: da Gestão da Qualidade Total – Gestão Estratégica
da Qualidade (Total Quality Management – TQM)
Esta Era teve inicio a partir da invasão no mercado americano dos
produtos japoneses de alta qualidade no final da década de 1970. A Era da
Gestão da Qualidade Total ou Gestão é a soma e conseqüência das três que a
precederam e está em curso até hoje, onde sofreu uma alteração para Gestão
Estratégica da Qualidade, onde se posiciona dentro dos enfoques da moderna
Gestão Estratégica.
A Figura n.° 19 apresenta a evolução das quatro Eras da Qualidade
segundo Garvin:
51
Figura n.°19 – Inter-relação das Eras da Qualidade (BARÇANTE, 1998, p. 64)
3.4 - A Evolução da Qualidade no Japão
Até o meio do século XX, os produtos japoneses eram conhecidos
como de baixa qualidade e baratos, e não gozavam da reputação que têm hoje
em dia. Naquela época, a qualidade no Japão era obtida através da inspeção.
Com o término da Segunda Guerra Mundial, o Japão era um país
pobre, arruinado totalmente destruído. Dispunha apenas de um recurso, sua
gente, sua poderosa força humana, que levantou a nação e a colocou no topo
do mundo econômico. Havia um grupo de jovens empresário que queriam se
dedicar ã construção de uma nova nação. O mundo conhece as marcas destes
empresários: Nikon, Sony, Toyota, Yamaha, Honda, entre outras, que se
tornaram sinônimos ou benchmarking de qualidade.
O Japão perdeu a guerra militar, mas tem ganhado a guerra econômica
de maneira absolutamente notável, a ponto de muitas nações e empresas
ocidentais buscarem ansiosamente copiar o modelo japonês.
Na visão de Fleury (1997), esta tentativa era infrutífera para muitos
países que não conseguiam perceber o invisível na sociedade organizacional
japonesa.
52
Barçante (1998) destaca também alguns fatores quanto a evolução da
Qualidade no Japão que de forma indireta influenciou muitos países:
A criação e ação da JUSE - Japanese Union of Scientist and
Engineers;
A padronização ampla dos produtos;
A ampla comunicação e educação pública;
A liderança e direção centralizadas;
Envolvimento e comprometimento da alta administração
empresarial;
O desejo de elevar a qualidade à condição de tópico de
importância nacional.
O Japão agregou valor ao conhecimento recebido do ocidente e
desenvolveu as seguintes abordagens:
A participação dos funcionários de todos os níveis da empresa.
Foco no cliente, com uma cuidadosa atenção à sua definição de
qualidade.
Aprimoramento contínuo (kaizen) como parte do trabalho diário de
todos os funcionários.
Pode-se sintetizar que o aconteceu no Japão foi um grande e
envolvente movimento organizado, através de um processo amplo difundido
nas empresas japonesas, cujas características fundamentais são as mesmas
apresentadas na Era da Gestão da Qualidade Total (TQM- Total Quality
Management). Inicialmente conhecido no Japão como CWQC – Company
Wide Quality Control, e atualmente é conhecido como TQC-Total Quality
Control.
3.5 - A Evolução da Qualidade no Brasil
No Brasil o movimento pela Qualidade é mais antigo do que o Japão,
porém faltou o mesmo envolvimento e comprometimento que aconteceu no
53
Japão e em outros países. A partir de 1990, teve no Brasil um crescimento
gigantesco em direção a Qualidade, que remonta à década de 1980, onde
foram lançadas as bases deste movimento. Até meados da década de 1990
ainda era incipiente um movimento coordenado e global, acontecia ações
isoladas de alguns segmentos empresariais em especial das empresas
multinacionais que recebiam orientação de suas matrizes no exterior.
O Brasil tem instituições ligadas a Qualidade desde 1876, portanto a
muito mais tempo do que o Japão e até mesmo os Estados Unidos. O Brasil
realiza anualmente um congresso nacional sobre Qualidade e Produtividade
desde 1991 coordenado pela União Brasileira de Qualidade-UBQ.
O Brasil possui a maioria dos requisitos para ter um sistema nacional
de qualidade: tem tradição desde 1876; recebeu treinamentos com os maiores
gurus mundiais da qualidade (Deming, Juran, Feigenbaum, Crosby e Ishikawa);
criou a ABNT, que cuida da normalização geral; criou o INMETRO, que é o
órgão acreditador das normas ISO e representa o Brasil junto aos organismos
internacionais.
O Brasil está com quase 10.000 certificados ISO 9000 emitidos e mais
de 1000 na ISO 14.000 e tem produzido material e principalmente recursos
humanos de padrão mundial na área de qualidade. Há muitos auditores
brasileiros credenciados por organismos internacionais. Empresas brasileiras
estão em nível de excelência mundial.
3.6 - Gestão da Qualidade na Área Tecnológica Militar no Brasil
Seguindo aos resultados referentes ao processo de qualidade no
Brasil, a indústria naval também se alinha aos princípios de certificação,
buscando adequar-se às necessidades de seus clientes.
Assim, na indústria militar, de caráter único e próprio, a busca pela
certificação de suas atividades inerentes aos processos de construção e reparo
54
dos meios navais, terrestres e aéreos passa a se tornar prioridade, visando a
excelência nas operações de garantia da segurança e soberania nacionais.
No universo a que pertence o pátio tecnológico da Marinha do Brasil, a
gestão da qualidade se dá em todas as etapas dos processos, visto que a
segurança dos sistemas desenvolvidos garante a integridade das vidas
humanas envolvidas. Certificação de Atividades, Gestão de pessoas, materiais,
procedimentos e processos, além de obtenção de novas tecnologias fazem
parte das metas alcançadas dentro do escopo da qualidade total.
O fortalecimento de órgãos gestores dentro da área de inspeção da
Qualidade, assim como uma maior atuação dos integrantes da área de
Engenharia Naval dentro dos segmentos executores das atividades de reparo e
construção, de igual forma, garantem a fiscalização e a aplicação adequada
dos procedimentos de inspeção, visando a melhor operacionalidade das
plataformas navais, contidas através do escopo da construção de navios e
submarinos.
55
CAPÍTULO IV
OS MÉTODOS DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO NAVAL DA MARINHA
DO BRASIL EM DESENVOLVIMENTO DOS PROJETOS
DE ENGENHARIA DE TECNOLOGIA MILITAR
"Concentre todos os seus pensamentos no trabalho que
irá desempenhar. Os raios de sol não queimam enquanto
não se concentram sobre um foco."
(BELL Apud CORRÊA, 2003, p.13)
4.1 – Aspectos Iniciais
Como já foi visto, os Ensaios Não Destrutivos (END) são técnicas
utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem danificá-los, sendo
executadas nas etapas de fabricação, construção, montagem e manutenção.
Para obter resultados satisfatórios e válidos, devem ser considerados como
elementos fundamentais para os resultados destes ensaios: pessoal treinado,
qualificado e certificado; equipamentos calibrados; e procedimentos de
execução de ensaios qualificados com base em normas e critérios de aceitação
previamente definidos e estabelecidos. A habilidade de um inspetor em END é
crucial para a eficiência do ensaio, logo treinamento é muito importante.
Três níveis de inspetores em END são recomendados:
56
Nível 1: Habilidade para realizar calibrações específicas, ensaios
específicos, e avaliações específicas de acordo com instruções
escritas.
Nível 2: Habilidade para configurar e calibrar equipamento,
interpretar, e avaliar resultados em acordo com códigos, normas,
e especificações, e também para registrar resultados.
Nível 3: Competência para estabelecer técnicas, interpretar
códigos, e designar os métodos de ensaio e técnicas a ser
usadas, tendo um conhecimento pratico na tecnologia e ser
familiar com outros métodos comumente usados em END.
A ASNT (American Society for Non-destructive Testing)
regulamenta as certificações em END em todo o mundo.
Os mecanismos de falhas sempre tem um componente mecânico e, em
alguns casos, este componente mecânico atua sozinho; em outros casos, atua
junto com outros fatores, tais como temperatura, ação química, ou radiação.
Alguns dos principais mecanismos de falha são:
1. Fadiga
2. Fluência
3. Corrosão
4. Oxidação
5. Fragilização térmica
6. Fragilização por radiação
As indicações obtidas durante a realização dos ensaios não-destrutivos
necessitam ser interpretadas e avaliadas. Qualquer indicação que é encontrada
é chamada de descontinuidade. Descontinuidades não necessariamente são
defeitos, mas necessitam ser identificadas e avaliadas.
57
Uma importante fonte de códigos, normas, e recomendações para END
é dada no livro Annual Book of The American Society of Testing and
Materials, ASTM. O volume 03.03 Nondestructive Testing é revisado
anualmente, cobrindo muitos procedimentos NDT incluindo emissão acústica,
corrente parasita, estanqueidade, líquidos penetrantes, partículas magnéticas,
radiografia, termografia, e ultrasom.
Para que se possa assegurar a garantia de qualidade nos processos
de construção e reparo dos meios navais faz-se necessário o rigoroso controle
dos procedimentos e ensaios não destrutivos. Este capítulo tem o intuito de
demonstrar, de maneira mais aprofundada, as características dos END
aplicáveis as mais variadas atividades dentro do meio tecnológico militar naval,
apresentando sua conceituação, área de execução e cuidados pertinentes.
4.2 - ENSAIO VISUAL
4.2.1 – Princípio
O ensaio é baseado no uso correto da luz como um detector.
Analisando-se a direção, amplitude e fase da luz difundida ou refletida pela
superfície de um objeto opaco, ou transmitida por um meio transparente,
obtém-se as informações sobre o estado físico do objeto examinado.
4.2.2 - Aplicações
Até recentemente os ensaio visuais abrangiam todas as técnicas que
permitiam a direta observação de superfícies, mesmo quando estas estavam
posicionadas em locais remotos ou pouco acessíveis; por definição as técnicas
estão limitadas à detecção de descontinuidades superficiais. Mais
recentemente, a definição passou a cobrir todas as técnicas, mesmo aquelas
mais sofisticadas, baseadas na detecção das interações entre os materiais e a
luz visível.
58
Paradoxalmente, os métodos ainda mais avançados também permitem
até a detecção de descontinuidades internas. O ensaio visual pode ser utilizado
para se detectar uma grande variedade de descontinuidades tais como trincas,
corrosão, descoloração devido ao superaquecimento, erosão, deformação,
irregularidades no acabamento superficial, erros de montagem em sistemas
mecânicos ou alterações dimensionais.
As técnicas mais sofisticadas, como a interferometria holográfica,
ampliaram o campo de análises e passaram a fornecer mais informações do
que os métodos óticos tradicionais. A interferometria holográfica, em particular,
é uma técnica extremamente sensível para as técnicas de medida sem contato.
Ela pode até mesmo ser usada para se detectar descontinuidades internas em
estruturas compostas (trinca, mossa, etc), em pneumáticos novos ou
recondicionados (separação, bolha, cavidade, etc), e em combustível sólido
(falta de homogeneidade, trinca, etc.). A técnica também é utilizada no estudo
de fenômenos dinâmicos, na análise de tensões dos materiais e para o projeto
de detalhes, componentes e estruturas.
4.2.3 – Técnica de Ensaio
4.2.3.1 - Técnicas tradicionais
Em todos os casos onde a superfície a ser ensaiada for de fácil acesso,
o ensaio é realizado a olho nu, com ou sem o auxílio de lente de aumento, ou,
até mesmo de uma câmara de vídeo. A realização das sofisticadas técnicas de
processamento de imagem é possível através do uso de sistemas de vídeo.
As superfícies sem acesso podem ser inspecionadas visualmente
usando-se endoscópios com fibras óticas rígidas ou flexíveis, que permitem o
acesso a complexas áreas internas. Os endoscópios mais modernos utilizam
câmaras de vídeo de 6 a 8 mm de diâmetro, guiadas para dentro da cavidade a
ser examinada.
59
4.2.3.2 - Técnicas Avançadas
Basicamente existem duas técnicas avançadas: exposição dupla e
interferometria holográfica em tempo real.
A técnica da exposição dupla consiste em se obter duas exposições
sucessivas da peça sob diferentes condições de tensões, na mesma placa
holográfica. Quando a imagem é reconstituída iluminado-se a placa com raios-
laser, as duas imagens virtuais interferem entre si dando origem a padrões
claros e escuros que representam os pontos que sofreram as mesmas
alterações. Através desta técnica os pontos de interferência são "congelados"
pelo holograma podendo ser reconstituídos pelo computador a qualquer
instante.
A técnica do tempo real é conseguida fazendo-se a interferência da
imagem holográfica com a da peça ainda sob tensão mecânica. Esta técnica
permite o desenvolvimento dos padrões de interferência que podem ser
monitorados em tempo real. O grau de micro movimentos pode ser avaliado
contando-se a quantidade de linhas de interferência do holograma.
4.2.4 - Limitações
Executando-se os métodos holográficos, os quais ainda não são muito
comuns, teremos como principal limitação do ensaio visual a possibilidade de
se detectar somente descontinuidades superficiais, assim como o subjetivismo
na interpretação dos sinais.
Todas as técnicas que fizerem uso da luz incidindo em ângulo muito
pequeno para a detecção de descontinuidades através da difusão são inúteis
em superfícies espelhadas.
O ensaio de grandes componentes envolve o problema do arranjo do
equipamento de interferometria, em virtude da necessidade de iluminação em
60
áreas extensas e a possibilidade de distúrbios provocados por pequenos
movimentos.
4.2.5 – Apresentação de descontinuidades
Nos métodos tradicionais as descontinuidades são simplesmente
observadas tal como elas aparecem nas superfícies examinadas, ou
ligeiramente ampliadas.
Nas técnicas mais avançadas, tal como interferometria holográfica, a
imagem da descontinuidade é processada pelo computador e é reconstituída
num monitor na forma de padrões de interferência.
4.2.6 – Desenvolvimentos
A introdução de micro-câmeras de vídeo conectadas aos
microcomputadores para o processamento da imagem permitiu a produção de
endoscópios extensos (até 30m), possibilitando o exame de cavidades
profundas. As pesquisas e desenvolvimentos mais recentes na interferometria
holográfica têm produzido sistemas de visão para o reconhecimento e a
inspeção de objetos complexos em tempo real.
Os sistemas eletrônicos para comparação de hologramas através de
câmaras de vídeo, em substituição à superposição fotográfica, permitiram o
desenvolvimento de uma interessante variação das técnicas holográficas
conhecida como ESPI (Eletronic Speckle Pattern Interferometry) a qual pode
ser aplicada na análise de vibrações em componentes industriais.
61
Figura n.° 20 – Inspeção Visual em leito de tubulação (JUNIOR; MARQUES, 2006, p. 12)
(a) (b)
Figura n.° 21 – Ensaio visual: (a) Utilização de endoscópio óptico; (b) Inspeção de cordão de solda com utilização de calibre de solda (JUNIOR; MARQUES, 2006, p. 13)
62
(a) (b)
Figura n.° 22 – Aparelhagem para inspeção visual: (a) Dispositivo remoto de inspeção interna; (b) Terminal de recepção de fonte de vídeo (JUNIOR; MARQUES, 2006, p. 14)
4.3 – ANÁLISE DE VIBRAÇÕES
4.3.1 - Princípio
A menor anomalia em um sistema dinâmico causa variações na
intensidade das vibrações do sistema. Em alguns casos, ocorrem picos de
intensidade que excedem o nível de ruído normal do sistema.
4.3.2 – Aplicações
O ensaio para vibrações mecânicas, em muitas plantas, é um método
indispensável para a detecção prematura de anomalias de operação em virtude
dos vários tipos de problemas, tais como falta de balanceamento das partes
rotativas, desalinhamento de juntas, rolamentos e polias, excentricidade,
interferência, erosão localizada, abrasão, ressonância, folgas, etc..
63
O método tem se provado útil na monitoração da operação de
máquinas rotativas (ventiladores, compressores, bombas, turbinas, etc.); na
detecção e reconhecimento da deterioração de rolamentos; no estudo de mal
funcionamento típicos em maquinaria com regime cíclico de trabalho,
laminadores, prensas, etc.; e na análise de vibrações proveniente dos
processos de trinca, notadamente em turbinas e outras máquinas rotativas.
A utilização do método proporciona uma grande confiabilidade na
operação de instalações e na possibilidade de seu desligamento em tempo
hábil antes do colapso, para substituição de peças desgastadas ; na usinagem
mecânica com ferramentas, a medição das vibrações é essencial para a
melhoria da qualidade final do produto; na engenharia civil para o estudo do
comportamento das estruturas sujeitas a carregamento provocados por um
tráfego de alta velocidade, permitem evitar catástrofes maiores.
4.3.3 – Técnicas de Ensaio
As técnicas de análise de vibrações estão bem desenvolvidas e vão
dos métodos mais simples (medição dos valores médios das amplitudes de
vibração) até os mais complexos (correlações e espectros de correlações).
Exemplificando, na verificação do grau de desbalanceamento de um
eixo, geralmente é suficiente a medição da amplitude e da fase de vibração na
freqüência de rotação, verificados através de um acelerômetro conectado
radialmente em um dos mancais do eixo.
Em outros casos, quando se está procurando anomalias localizadas
tais como áreas com erosão ou trincas nas pistas dos mancais, são
necessárias técnicas especiais que isolam os sinais provenientes das
anomalias, do ruído de fundo. Para os ensaios mais complicados nos setores
aeronáuticos e aeroespacial, são usados instrumentos mais sofisticados que
chegam a arquivar as especificações da máquina, os dados de referência com
os resultados do ensaio inicial e os pontos de medição, a freqüência, a
64
amplitude e as características de fase dos sinais de vibração registrados, as
condições de trabalho de quaisquer gráficos tais como o "gráfico de
dinamismo".
Desta forma as operações de manutenção podem ser estabelecidas
compilando-se um "diário" para a máquina em questão e comparando-o com o
"gráfico de dinamismo", acompanhando deste modo o comportamento do
sistema ao longo do tempo.
4.3.4 – Limitações
Mesmo as mais complexas técnicas de medição localizada são
afetadas pelo distúrbio causado por outras fontes de vibração da máquina
investigada;
Algumas vezes a interpretação dos sinais é complicada;
O aumento na sensibilidade do ensaio pode resultar no aumento de
alarmes falsos, quando os sinais captados não correspondem a reais
anomalias;
Montagem e desenvolvimento de complexos sistemas de diagnósticos
é extremamente cara.
4.3.5 – Apresentação das anomalias ou dos objetos
O espectro de vibrações a ser observado no ensaio dos componentes
pode ser obtido com o auxílio de sensores (acelerômetro, transdutores
eletromagnéticos, etc.) e convertidos em sinais elétricos, os quais são enviados
para um osciloscópio, digitalizados ou registrados na forma de gráfico.
4.3.6 – Desenvolvimentos
O progresso no campo dos microprocessadores tornou possível a
digitalização de sinais, o que antes era processado de forma analógica.
65
As técnicas foram estabelecidas através do uso de sensores de
deslocamentos baseados na interferometria a laser, fato que proporciona alta
confiabilidade e baixo custo, e que são capazes de medições de vibrações sem
contato, até de freqüências muito baixas.
Os avanços da inteligência artificial, tal como aqueles aplicados nos
sistemas dedicados, encontram aplicações na forma integrada e simultânea do
uso de informações provenientes de diferentes sensores (vibrações,
temperatura, pressão e carga); desta forma a operação de uma máquina pode
ser continuamente corrigida ou paralisada imediatamente no caso de uma
anomalia séria, antes de seu colapso.
Figura n.° 23 – Inspeção de vibração em mancal (FAEND, 2010, p. 1)
Figura n.° 24 – Inspeção de vibração em carcaça de proteção de induzido elétrico (FAEND, 2010, p. 3)
66
Figura n.° 25 – Análise de vibração de turbo-gerador (FAEND, 2010, p. 4)
Figura n.° 26 – Inspeção de vibração em corpo de turbina a gás (FAEND, 2010, p. 2)
Figura n.° 27 – Inspeção de vibração em turbo-ventilador (FAEND, 2010, p. 6)
67
4.4 – EMISSÃO ACÚSTICA
4.4.1 – Princípio
Emissão acústica é um fenômeno que ocorre quando uma
descontinuidade é submetida a solicitação térmica ou mecânica. Uma área
portadora de defeitos é uma área de concentração de tensões que, uma vez
estimulada, origina uma redistribuição de tensões localizadas. Este mecanismo
ocorre com a liberação de ondas de tensões na forma de ondas mecânicas
transientes. A técnica consiste em captar esta perturbação no meio, através de
transdutores piezoelétricos instalados de forma estacionária sobre a estrutura.
4.4.2 – Aplicações
O objetivo é o de avaliar a condição de integridade, localizando e
classificando as áreas ativas quanto ao grau de comprometimento que
eventuais descontinuidades impõem à integridade estrutural. Áreas ativas
classificadas como severas deverão ser examinadas localmente por técnicas
de ensaios não destrutivos, como o ultra-som e partículas magnéticas, para
caracterização da morfologia e dimensionamento dos defeitos presentes. A
maior contribuição da técnica é a de analisar o comportamento dinâmico das
descontinuidades, recurso este único dentro do elenco dos ensaios não
destrutivos. O método tem várias aplicações incluindo-se as seguintes:
Monitoramento do teste hidrostático inicial em vasos de pressão;
Monitoramento contínuo para equipamentos, componentes ou máquinas em operação, fadiga em serviço ou em protótipos, regiões em plataformas, vasos de pressão;
Monitoramento do desgaste de ferramentas e controle do processo de soldagem;
Caracterização de materiais compostos (fibras de vidro, fibra de carbono e concreto).
68
4.4.3 – Técnicas de Ensaio
O ensaio por emissão acústica permite a detecção, localização e a
classificação da fonte ativa. A localização da fonte é atingida medindo-se a
diferença dos tempos de chegada das ondas elásticas geradas pela fonte
emissora, quando elas atingirem os vários sensores instalados na estrutura. A
posição da fonte emissora é geralmente estabelecida pelo método da
triangulação utilizando-se três ou mais sensores. A quantidade de sensores
requerida para a verificação de toda a estrutura é dependente da espessura e
geometria do componente ensaiado. A possibilidade de localização das
descontinuidades sem a necessidade de movimentação dos sensores permite
o ensaio global de estruturas mesmo em áreas de difícil acesso.
4.4.4 – Vantagens e limitações
O ensaio não detecta descontinuidades estáveis que não
comprometem a integridade estrutural, assim como não dimensiona o defeito e
tão pouco indica sua morfologia. Daí a necessidade de ensaios
complementares de ultra-som e partículas magnéticas. A combinação do
ensaio global de emissão acústica e métodos complementares é a melhor
alternativa para avaliação de integridade.
A utilização de uma técnica de avaliação global como a Emissão
Acústica, produz os seguintes benefícios diretos:
Redução das áreas a inspecionar, com a conseqüente redução do tempo de indisponibilidade do equipamento;
Detecção e localização de descontinuidades com significância estrutural para as condições de carregamento durante o ensaio;
Ferramenta que permite uma avaliação de locais com geometrias complexas, com dificuldades de utilização de END´s convencionais;
Permite a realização do ensaio em operação ou durante resfriamento da unidade, anterior a parada.
69
Resultado com caracterização global da estrutura, permitindo ao
responsável pela avaliação da integridade uma visão sobre o comportamento
mecânico e a resposta do equipamento ao carregamento imposto.
4.4.5 – Desenvolvimentos
Diversas descontinuidades detectadas em equipamentos,
principalmente os mais antigos, são oriundas da fase de fabricação, não
interferindo nos aspectos relacionados à segurança ou sua funcionalidade.
Assim a utilização apenas de ensaios não-destrutivos de alcance local, na
maioria dos casos, não é suficiente para uma definição sobre a capacidade
operacional do equipamento. A integração de uma técnica global de inspeção
em serviço (emissão acústica), técnicas localizadas de dimensionamento e
caracterização (ultra-som e partículas magnéticas), e a análise da influência da
presença de descontinuidades na estrutura (mecânica da fratura) é a resposta
para os usuários e executantes dos ensaios não destrutivos envolvidos com a
avaliação de integridade estrutural em serviço, situação esta na qual o ensaio
de emissão acústica tem relevante contribuição.
É o caso da monitoração de cilindros contendo gás sob pressão para
abastecimento, do teste hidrostático e pneumático em vasos de pressão, teste
de fadiga, p, g, controle de processos de soldagem, e ainda da caracterização
de materiais caracterização de materiais.
70
Figura n.° 28 – Monitoração de cilindros contendo gás sob pressão (FERREIRA, 2011, p. 26)
Figura n.° 29 – Demonstrativo da inspeção em programa específico (ABENDE, 1999, p. 3)
71
Figura n.° 30 – Demonstrativo da análise da inspeção em programa específico (ABENDE, 1999, p. 3)
Figura n.° 31 – Demonstrativo das curvas acústicas da inspeção em programa específico (ABENDE, 1999, p. 3)
72
Figura n.° 32 – Diagrama esquemático do ensaio de emissão acústica (ABENDE, 1999, p. 7)
Figura n.° 33 – Apresentação de campos distintos de trabalho e aplicação do ensaio de emissão acústica (ABENDE, 1999, p. 8)
73
4.5 - ESTANQUEIDADE
O ensaio de estanqueidade é uma técnica de inspeção não destrutiva
que permite não só localizar o vazamento de um fluído, seja ele líquido ou
gasoso, como também medir a quantidade de material vazando, tanto em
sistemas que operam com pressão positiva ou que trabalham com vácuo.
Os vazamentos ocorrem nas descontinuidades presentes em juntas
soldadas, brasadas, coladas, rosqueadas, encaixadas ou seladas por pressão,
bem como em flanges, tampas, válvulas, selos de vedação, conexões, etc.
Entretanto, veremos a seguir como são utilizados esta técnica de
ensaio, bem como estaremos apresentando alguns exemplos dos segmentos
dos ramos das indústrias, bem como dos produtos por elas fabricados, onde
sem sombra de dúvida nenhuma, encontramos com freqüência as
descontinuidades corriqueiras e, apresentaremos também, as peças, objetos e
elementos onde o ensaio de estanqueidade pode, ou deve, ser utilizado senão
vejamos:
Nuclear: encapsulamento de elemento combustível,
armazenamento de lixo atômico, produção, processamento e
manuseio de material radioativo, etc;
Petrolífero: oleoduto, gasoduto, petroleiro, tanque de
armazenamento, etc;
Caldeiraria: vaso de pressão, trocador de calor, caldeira, etc;
Autopeças: radiador, sistema de freio, roda, válvula termostática,
isolamento acústico e térmico, bomba de combustível, bateria,
bobina, amortecedor, etc
Gases industriais e medicinais: cilindro para transporte ou
tanque para armazenamento do CO2, argônio, oxigênio,
nitrogênio, hélio, etc;
Química: instalação de produção que trabalhe com ácidos, cloro,
amônia, ésteres, etc.
74
Energia: posto de gasolina(tanque de armazenamento de
combustível sistema de abastecimento de gás, gasolina, álcool ou
outro combustível), caminhão-tanque, fornecimento de gás de rua,
etc;
Refrigeração: geladeira, freezer, câmara frigorífica, ar
condicionado, etc;
Aeroespacial: tanque de combustível de foguete ou de avião,
selo de vedação, duto, componentes do motor a jato, etc;
Eletro-eletrônico: relé, chip, lâmpada, tubo de imagem, etc;
Alimentício: refrigerante, enlatado, embalagem a vácuo;
Pesquisa e desenvolvimento: fusão ou tratamento térmico a
vácuo, microscópio eletrônico de varredura e de transmissão,
ciclotron, equipamento de erosão catódica;
Outros: extintor de incêndio, lata de aerossol, rede de
abastecimento de água, marca-passo, equipamento de raios-X,
indústria de embalagens, produtos de limpeza e higiene, etc.
Tornar visível o desprendimento de bolhas em uma descontinuidade do
objeto de ensaio, de maneira que o local do vazamento possa ser identificado.
A diferença de pressão empregada no ensaio com o método da bolha é feita de
tal maneira que a pressão no interior do objeto de ensaio seja maior que a
pressão externa. A superfície externa do objeto de ensaio é molhado com
uma solução formadora de espuma de pequena tensão superficial e caso
exista uma descontinuidade através da qual escape uma quantidade
significativa de gás ou vapor, então haverá a formação de bolhas, que
dependendo do tamanho que apresentam e da freqüência com que se formam,
permitem determinar o tamanho da descontinuidade.
75
Figura n.° 34 – Diagrama esquemático do sistema de inspeção de estanqueidade (SOUZA, 2010, p. 23)
Figura n.° 35 – Ensaio de estanqueidade com surgimento de vazamento - bolhas (SOUZA, 2010, p. 26)
76
Figura n.° 36 – Seqüência de realização do procedimento de inspeção ((SOUZA, 2010, p. 27))
Figura n.° 37 – Verificação de limites durante ensaio de estanqueidade ((SOUZA, 2010, p. 29)
77
4.5.1 – Método da variação da pressão
Grande parte dos ensaios de estanqueidade é realizada empregando o
método da variação da pressão. Como esse método de ensaio muitas vezes
exige somente o uso de poucos equipamentos e instrumentos, bem como pelo
fato de não necessitar do emprego de gás rastreador caro, ele parece ser
relativamente simples de ser realizado.
Figura n.° 38 – Conjunto para aplicação de teste de estanqueidade (HASHIMOTO et al, 2003, p. 4)
4.5.2 – Método do gás de rastreamento – Hélio
Antes de se iniciar a inspeção com gás de rastreamento de um objeto
de ensaio, deve-se:
-Verificar quais são as exigências relativas ao método de ensaio,
bem como qual é a menor taxa de vazamento que deve ser
detectada;
- Certificar se todos os materiais de que ele é feito são
compatíveis com o gás de ensaio, isto é, se eles não são
agredidos pelo gás de ensaio;
78
- Tomar todas as medidas de segurança exigidas, inclusive
aquelas relativas à liberação do gás de ensaio na atmosfera;
- Observar qual é o estado das suas superfícies (interna e
externa) e conhecer a sua temperatura.
O elemento hélio é um gás presente na atmosfera, na concentração de
aproximadamente 5 ppm (partes por milhão). Ele é um gás inerte, o que torna
possível a exposição de qualquer material a sua presença, sem o risco de
modificar as propriedades do material submetido ao teste. O tamanho das
moléculas de hélio permite que este fluido escoe facilmente através de
pequenas descontinuidades presentes no material.
O teste de vazamento consiste em pressurizar o recipiente injetando-se
gás hélio até atingir a pressão de teste. Esta pressão geralmente tem o valor
da pressão de trabalho do recipiente, para observar o comportamento das
juntas de vedação e outros componentes como “o-rings”, selantes, juntas do
tipo gamah, quando pressurizados. Inicia-se então a varredura da superfície do
material e dos componentes utilizando-se um equipamento que detecta a
presença de gás hélio.
Figura n.° 39 – Equipamento para inspeção de estanqueidade por detecção de vazamento de gás hélio (HASHIMOTO et al, 2003, p. 7)
79
Figura n.° 40 – Detecção de vazamento com equipamento Helitest (HASHIMOTO et al, 2003, p. 8)
4.6 – CORRENTES PARASITAS
4.6.1 – Princípio
O Ensaio por Correntes Parasitas baseia-se fundamentalmente na Lei
de Indução de Faraday, onde o campo magnético, gerado por uma bobina
quando alimentada por uma corrente elétrica alternada, induz, na peça a ser
ensaiada, correntes elétricas, também denominadas correntes parasitas. Estas
correntes elétricas, por sua vez, afetam a impedância da bobina que as gerou.
Assim, quaisquer variações no fluxo das correntes parasitas geradas na peça
ensaiada implicarão em variações da impedância da bobina.
Este fato leva a uma das maiores aplicações deste método de ensaio
que é o de detectar a presença de possíveis descontinuidades existentes
nessa peça, que venham a interferir no fluxo das correntes parasitas, através
das variações ocorridas na impedância da bobina de ensaio. Através de
tratamento eletrônico específico, os sinais gerados das variações da
impedância, permitem ao inspetor não só detectar a presença de
80
descontinuidades, mas também fazer avaliações de suas profundidades,
classificando-as como internas ou externas à superfície em que se encontra a
sonda de ensaio. Analisando as amplitudes dos sinais gerados, é possível ter
estimativas do tamanho das descontinuidades detectadas.
4.6.2 – Aplicações
O método de ensaio por correntes parasitas é extremamente versátil
visto que pode ser utilizado para todas as aplicações onde possa ser
correlacionado com as variações geométricas, elétricas ou magnéticas.
Fazendo-se a devida adaptação a cada necessidade, sobretudo quanto ao tipo
e tamanho de sonda, o ensaio pode ser realizado para:
Detectar falta de homogeneidade no material tais como trincas, deformações, inclusões, variações de espessura, corrosão, etc.;
Medir espessura ou variação de espessura de camada não condutora aplicada em material condutor ou camada condutora aplicada em material de condutividade diferente;
Detectar variações associadas à condutividade do material, falta de homogeneidade em ligas, superaquecimento local e erros de tratamento térmico;
Detectar variações associadas à permeabilidade magnética através de medição das intensidades dos campos magnéticos.
Além de uma vasta área de aplicações, o ensaio por correntes
parasitas ainda oferece uma série de vantagens tais como: alta sensibilidade,
alta confiabilidade, rapidez de execução, facilidades para automação, não
exige contato direto entre a sonda e a superfície inspecionada, limpeza, etc. Na
área siderúrgica, os materiais podem ser diretamente ensaiados ainda quentes.
Da mesma forma, em superfícies polidas ou lapidadas, assim como no campo
das artes e arqueologia, não existe o risco de danos a superfície, à obra ou
achado arqueológico durante a realização do ensaio, uma vez que a sonda não
toca na superfície.
81
4.6.3 – Técnicas de ensaio
As técnicas em que se desdobra este método de ensaio, dependem do
material a ser ensaiado, se o ensaio a ser efetuado é manual ou
automaticamente e, sobretudo, do tipo e da localização das descontinuidades
que se deseja detectar.
Desta maneira, temos as seguintes técnicas de ensaio:
Técnica de Magnetização DC, para inspeção principalmente de
tubos, barras ou arames de material ferromagnético;
Técnica de Campo Remoto, para inspeção de tubos, barras ou
arames de material ferromagnético e não ferromagnéticos;
Técnica de Multifreqüência com Mistura de Sinais, destinada a
detectar e avaliar descontinuidades localizadas próximas ou sob
placas suportes ou chicanas;
Inspeção por controle remoto, em geradores de vapor de
centrais nucleares;
Inspeção com a utilização de sondas rotativas e/ou do tipo
“pancake” para detectar e avaliar descontinuidades em tubos,
soldados em espelhos de caldeiras e trocadores de calor.
Inspeção com a utilização de sonda rotativa para detectar
descontinuidades em furos sede de arrebites e parafusos, na área
aeronáutica.
4.6.4 – Limitações
A maior limitação apresentada por este método de ensaio está ligada
ao fato de que somente materiais eletricamente condutores podem ser
inspecionados.
82
Outras limitações, que de algum modo podem ser minimizadas, estão
intimamente ligadas às características do material ensaiado:
a) A profundidade de penetração das correntes parasitas pode ser
reduzida a fração de milímetro, em materiais de condutividade
maior, como é o caso do cobre e ligas de alumínio;
b) Materiais ferromagnéticos apresentam maior dificuldade na detecção
e avaliação de descontinuidades devido à variação de
permeabilidade magnética.
Outra limitação diz respeito ao profundo conhecimento que o operador
deve possuir sobre este método de ensaio, assim como a necessidade de
padrões conhecidos para calibração do aparelho.
Figura n.° 41 – Aplicação do procedimento de inspeção em corpo de prova (FERREIRA, 2011, p. 20)
83
Figura n.° 42 – Aplicação de inspeção por corrente parasita em tubulação de trocador de calor com utilização de sonda (FERREIRA, 2011, p. 19)
Figura n.° 43 – Equipamento para inspeção por corrente parasita (FERREIRA, 2011, p. 19)
84
Figura n.° 44 – Inspeção em feixe tubular de condensador com utilização do método de corrente parasita (FERREIRA, 2011, p. 18)
4.7 - TERMOGRAFIA
4.7.1 – Princípio
O princípio da termografia está baseado na medição da distribuição de
temperatura superficial do objeto ensaiado, quando este estiver sujeito a
tensões térmicas (normalmente calor). Medição esta que é realizada pela
detecção da radiação térmica ou infravermelha emitida por qualquer corpo,
equipamento ou objeto.
4.7.2 - Aplicações
Atualmente a termografia tem aplicações em inúmeros setores; na
indústria automobilística é utilizada no desenvolvimento e estudo do
comportamento de pneumáticos, desembaçador do pára-brisa traseiro, freios,
no sistema de refrigeração, turbo, etc.. Na siderurgia tem aplicação no
85
levantamento do perfil térmico dos fundidos, durante a solidificação, na
inspeção de revestimentos refratários dos fornos.
Na indústria aeronáutica é utilizada no ensaio de materiais compostos
para se detectar dupla laminação ou outros tipos de rupturas. Pontos quentes
assim como falhas de coesão em componentes elétricos e eletrônicos podem
ser determinados através da termografia.
A indústria química emprega a termografia para a otimização do
processo e no controle de reatores e torres de refrigeração.
As aplicações na engenharia civil incluem a avaliação do isolamento
térmico de edifícios e a possibilidade de se determinar detalhes construtivos
das construções, etc. Nas artes o método tem se mostrado de grande valia na
detecção de descascamento de pintura e de massas reconstituintes bem como
no diagnóstico geral para conservação e restauração.
4.7.3 – Técnicas de Ensaio
A termografia é uma das técnicas de inspeção chamada de: Técnicas
de Manutenção Preditiva definida por alguns como uma atividade de
monitoramento capaz de fornecer dados suficientes para uma análise de
tendências.
As técnicas termográficas geralmente consistem na aplicação de
tensões térmicas no objeto, medição da distribuição da temperatura da
superfície e apresentação da mesma, de tal forma que as anomalias que
representam as descontinuidades possam ser reconhecidas. Duas situações
distintas podem ser definidas:
Tensões térmicas causadas diretamente pelo próprio objeto
durante a sua operação: equipamento elétrico, instalações com
fluído quente ou frio, isolamento entre zonas de diferentes
temperaturas, efeito termoelástico, etc.
86
Tensões térmicas aplicadas durante o ensaio através de técnicas
especiais (geralmente aquecimento por radiação ou condução) e
certas metodologias a serem estabelecidas caso a caso, para que
se possa obter boa detecção das descontinuidades.
Em ambas as situações são necessários haver um conhecimento
prévio da distribuição da temperatura superficial (ou pelo menos que possa ser
assumida com certa segurança), como um referencial comparativo com a
distribuição real obtida durante o ensaio. O caso mais simples ocorrerá quando
a distribuição da temperatura for uniforme e as descontinuidades se
manifestarem como áreas quentes (por exemplo: componentes com maior
resistência elétrica em uma instalação), ou áreas frias (fluxo interno de ar nos
materiais).
4.7.4 – Limitações
As variações na distribuição das temperaturas podem ser muito
pequenas para serem detectadas;
Discrepâncias muito pequenas podem ser mascaradas, pelo "ruído de
fundo", e permanecer sem detecção;
As principais organizações de normalização ainda não reconhecem a
termografia como um método confiável de END para avaliação e certificação
dos produtos ensaiados.
4.7.5 – Descontinuidades e apresentação do objeto
A distribuição de temperatura pode ser medida usando-se:
Pinturas sensíveis ao calor que alteram a sua cor de acordo com a
temperatura (termografia por contato);
87
Câmeras de vídeo termográficas que permitem a coleta de imagens no
monitor (branco e preto ou coloridas) da distribuição de temperatura da
superfície focalizada pela câmera, de acordo com a sua temperatura
(termografia infravermelha). O infravermelho é uma freqüência eletromagnética
emitida naturalmente por todos os corpos. Neste caso, as anomalias na
distribuição da temperatura superficial que correspondentes a possíveis
descontinuidades, serão mostradas como "manchas coloridas".
4.7.6 – Desenvolvimentos
Os melhoramentos nos sistemas de termografia computadorizada e
softwares específicos para o processamento de dados termográficos facilitarão
a aplicação dessa técnica, na medida em que os ensaios ficam mais precisos.
Considerando-se o numeroso potencial de aplicações do método, o
desenvolvimento do ensaio termográfico em todos os níveis industriais pode
ser até previsto.
Atualmente, outras técnicas estão sendo pesquisadas e analisadas
quanto aos fenômenos térmicos em amostras de laboratórios (misturas, têxteis,
compostos), associados com os ciclos de fadiga ou tensões de impacto.
Recentemente, a termografia foi utilizada nos testes de veículos no
túnel de vento; tanto a indústria automobilística quanto a aeroespacial está
realizando pesquisas nesta área.
88
(a) (b)
Figura n.° 45 – Inspeção por Termografia: (a) Inspetor com câmera termográfica e (b) resultado do ensaio termográfico assinalando sobrecarga térmica no isolador (FERREIRA, 2011, p. 39)
(a) (b)
Figura n.° 46 – Inspeção por Termografia: (a) unidade de aquecimento em operação; (b) resultado de inspeção termográfica do equipamento (FERREIRA, 2011, p. 39)
(a) (b)
Figura n.° 47 – Inspeção por Termografia: (a) Bomba centrífuga em operação; (b) resultado de inspeção termográfica do equipamento (FERREIRA, 2011, p. 38)
89
Figura n.° 48 – Detalhe da inspeção termográfica em isoladores de torre de transmissão de energia elétrica (FERREIRA, 2011, p.38)
(a) (b)
Figura n.° 49 – Inspeção por Termografia: (a) Inspeção em junta de expansão de tubulação; (b) resultado de inspeção termográfica do em transformadores elétricos (FERREIRA, 2011, p. 37)
4.8 – LÍQUIDO PENETRANTE
4.8.1 – Princípio
O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado um dos melhores
métodos de teste para a detecção de descontinuidades abertas à superfície em
diferentes matérias isentos de porosidade, tais como: Metais Ferrosos e Não-
Ferrosos, Ligas Metálicas, Cerâmicas, Vidros, alguns tipos de Plásticos ou
materiais organo-sintéticos. Líquidos Penetrantes também são utilizados para a
detecção de vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.
90
Este método está baseado no fenômeno da capilaridade que é o poder
de penetração de um líquido em locais extremamente pequenos devido a suas
características físico-químicas como a tensão superficial. O poder de
penetração é uma característica bastante importante uma vez que a
sensibilidade do ensaio é enormemente dependente do mesmo.
Descontinuidades em materiais fundidos tais como gota fria, trincas de
tensão provocadas por processos de têmpera ou revenimento,
descontinuidades de fabricação tais como trincas, costuras, dupla laminação,
sobreposição de material ou ainda trincas provocadas pela fadiga do material
ou corrosão sob tensão, podem ser facilmente detectadas pelo método de
Líquido Penetrante.
O processo de ensaio se caracteriza pela utilização básica de três
produtos:
Líquido Removedor, para a pré-limpeza da superfície de ensaio.
Líquido Penetrante, para penetrar nas descontinuidades abertas
à superfície e formar as indicações.
Revelador, que irá evidenciar e revelar a descontinuidade.
A superfície do material recebe uma pré-limpeza com um Líquido
Removedor para que haja a eliminação de sujeiras, óleos, graxas ou resíduos
de materiais diversos que possam impedir a penetração do penetrante em
possíveis descontinuidades que se deseje detectar.
O líquido penetrante é aplicado por pincel, pistola, em aerossol ou
mesmo imersão sobre a superfície a ser ensaiada, que então age na superfície
por um certo tempo denominado de tempo de penetração (tempo necessário
para o Líquido Penetrante utilizar-se de seu poder de capilaridade para
penetrar nas descontinuidades). Faz-se então a remoção deste penetrante da
91
superfície por meio de lavagem com água ou remoção com solventes, sem que
haja a remoção do Líquido Penetrante retido nas descontinuidades.
A aplicação de um terceiro produto denominado Revelador
(substancias brancas utilizadas sob a forma líquida, dispersas em água ou em
solventes ou aplicadas sob a forma de pó puro através de pulverizadores,
pincéis ou mesmo por imersão), irá mostrar a localização das descontinuidades
superficiais por absorver para a superfície o Líquido Penetrante retido até então
dentro das descontinuidades formando o que chamamos de Indicação.
A inspeção destas descontinuidades reveladas é realizada em
ambiente com luz comum se o Líquido Penetrante for Vermelho ( portanto
visível ) e será dada pelo contraste formado entre a fina camada uniforme
branca, do revelador e o líquido penetrante, na cor vermelho intenso; ou então
em Cabine Escura sob uma luz Ultra Ultravioleta se o líquido penetrante
utilizado por o do tipo fluorescente.
4.8.2 – Aplicações
O ensaio se caracteriza pela facilidade que o método proporciona na
aplicação, em qualquer lugar, ou seja, em instalações industriais, oficinas ou
em campo, independente de disponibilidade de recursos, que outros métodos
necessitam.
As vantagens são o baixo custo, facilidade na aplicação, alta
sensibilidade e possibilidade de utilização em materiais como ferro, aço,
alumínio, ligas de titânio ou níquel, cerâmica, vidro, e etc; em processos de
fabricação como fundição, forjamento, laminação, solda e na verificação de
materiais em serviço quanto a fadiga ou corrosão sob tensão.
O ensaio se aplica normalmente a superfícies em temperatura
ambiente, entretanto, é possível utilização em superfícies com temperaturas de
até 65°C. Nestes casos os parâmetros de processo do ensaio como tempos de
92
penetração, de revelação e de secagem, devem ser adequados as condições
em que se realizarão o ensaio.
Os segmentos de maior aplicação do método são indústria aeronáutica,
automobilística, petroquímica, mecânica, naval, siderúrgica, ferroviária e
nuclear.
As aplicações poderão ser efetuadas, desde as mais simples, como a
manual, utilizadas normalmente em campo ou para ensaio de peças e
montagens industriais de grandes dimensões, ou as mais sofisticadas que
envolvem instalações automáticas, para ensaio de grandes quantidades de
peças seriadas.
4.8.3 – Vantagens
O processo de ensaios por líquidos penetrantes possui como grandes
vantagens:
A possibilidade de aplicação do ensaio em quaisquer tipos de
materiais, desde que não porosos.
A facilidade de aplicação, pela simplicidade do processo e a
excelente sensibilidade na detecção de descontinuidades
superficiais.
A facilidade de utilização do ensaio em peças de grandes
dimensões, em locais de difícil acesso, em instalações industriais,
em manutenções preventivas de complexos industriais e em toda
e quaisquer aplicações em campo.
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4.8.4 - Desvantagens
Algumas das desvantagens do processo são:
As limitações de aplicação do processo em superfícies com
extrema rugosidade ou micro porosidade.
O tempo de desenvolvimento do ciclo total do processo,
normalmente mais longo, quando comparados outras técnicas de
ensaio.
A complexidade geométrica das peças, é um fator limitador de
aplicação do ensaio; pode não haver possibilidade de acesso aos
locais a serem ensaiados.
A dificuldade de documentação e registro dos resultados do
ensaio.
(a) (b)
Figura n.° 50 – Inspeção de Líquido Penetrante: (a) Esquema demonstrativo de aplicação pela via seca; (b) resultado final da inspeção por líquido penetrante (DIAS, 2009, p. 6)
94
(a) (b)
Figura n.° 51 – Inspeção de Líquido Penetrante: (a) Inspeção por LP em solda de selagem de flange; (b) Inspeção de LP em procedimento de soldagem por cladeamento (FERREIRA, 2011, p. 17)
(a) (b) Figura n.° 52 – Inspeção de Líquido Penetrante: (a) Bloco padrão de treinamento de detecção de trincas; (b) inspeção por líquido penetrante em fiadas de tubulação interna de caldeira (FERREIRA,2011, p. 17)
Figura n.° 53 – Inspeção por LP em Bosso de hélice do sistema “ball thrust” (FAEND, 2010, p. 2)
95
Figura n.° 54 – Inspeção por LP em cordão de solda de vaso de pressão (FAEND, 2010, p. 13)
Figura n.° 55 – Inspeção por LP em atuador hidráulico - haste e junço (FAEND, 2010, p. 10)
96
4.9 – PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
4.9.1 – Princípio
O método de ensaio está baseado na geração de um campo magnético
que percorre toda a superfície da peça em ensaio; esta peça deve ser
constituída por material ferromagnético.
As linhas magnéticas do fluxo induzido no material desviam-se de sua
trajetória ao encontrar uma descontinuidade superficial ou sub superficial no
material, pulando para fora da superfície e criando uma região denominada de
campo de fuga, altamente atrativa à partículas magnéticas. No momento em
que se provoca esta magnetização da região de ensaio, aplica-se partículas
magnéticas que serão atraídas à localidade da superfície que conter uma
descontinuidade, formando assim uma indicação de defeito.
4.9.2 – Aplicações e desenvolvimento
O ensaio por partículas magnéticas é usado para detectar
descontinuidades superficiais e sub superficiais em materiais ferromagnéticos.
São detectados defeitos tais como: trincas, junta fria, inclusões, gota fria, dupla
laminação, falta de penetração, etc.
Alguns exemplos típicos de aplicações deste método são em materiais
fundidos de aço ferrítico, forjados, extrudados, soldas, peças que sofreram
tratamento térmico (porcas e parafusos ), peças que sofreram retífica ( trincas
por retífica ) e muitas outras aplicações em materiais ferrosos.
Para que as descontinuidades sejam detectadas é importante que elas
estejam de tal forma que sejam "interceptadas" ou "cruzadas" pelas linhas do
fluxo magnético induzido; conseqüentemente, a peça deverá ser magnetizada
em pelo menos duas direções defasadas de 90º.
97
4.9.3 – Técnicas de Ensaio
A magnetização de uma peça a ser ensaiada é conseguida através da
passagem direta da corrente na peça ou pela indução através de um campo
magnético externo.
O meio detector (Partículas Magnéticas) é aplicado simultaneamente
com a magnetização (Método Contínuo) ou algum tempo após a magnetização
(Método Residual).
As partículas magnéticas utilizadas como meio detector são
classificadas conforme duas características básicas de aplicação: Via Seca em
que são utilizadas a seco e Via Úmida em que são utilizadas em suspensão de
um líquido como água ou óleos minerais de fina viscosidade.
A técnica por Via Úmida é aplicada para a detecção de micro
descontinuidades superficiais, ou em superfícies bastante lisas, enquanto a
técnica por Via Seca é mais aplicada com equipamentos portáteis e semi-
portáteis em superfícies não usinadas , geralmente, quando não se requer
tanta sensibilidade.
As partículas ferromagnéticas podem ser pigmentadas com várias
cores (vermelha, cinza, amarela, preta, etc.) ou fluorescente, dependendo da
técnica de ensaio, dos requisitos de sensibilidade, e da cor de fundo das peças.
O tipo de corrente de magnetização, ou seja, CA ( corrente alternada ),
CC ( corrente continua ), ou CA retificada, é de grande importância. A CA se
destina mais para descontinuidades superficiais ao passo que os outros tipos
são mais adequados para as descontinuidades sub superficiais.
Em função da geometria e quantidade de peças, as instalações de
ensaio podem ser:
Fixas ou de bancada (Máquinas Estacionárias)
98
Equipamento móvel (Máquinas de Eletrodo) ou Portátil (Yokes).
As instalações fixas geralmente utilizam a técnica úmida de ensaio com
banhos específicos (coloridos ou fluorescentes) na inspeção de peças de
produção seriada ou de manutenção convencional, e os equipamentos
portáteis tem aplicação no campo, dentro de fabricas ou plantas químicas,
petroquímicas, ou ainda para inspeção de peças de grandes dimensões. As
máquinas portáteis utilizam a técnica seca ou úmida.
4.9.4 – Limitações
As limitações do ensaio por partículas magnéticas são:
A técnica é aplicável somente em materiais ferromagnéticos;
Baixa sensibilidade para descontinuidades esféricas;
Só pode ser automatizado com sucesso nas etapas manuais; a
interpretação dos resultados deve ser realizada por pessoal
qualificado;
Apesar da existência de especificações e padrões fotográficos,
sempre existirá o elemento subjetivo na interpretação dos
resultados;
Normalmente o ensaio é limitado a áreas com fácil acesso.
Este ensaio pode ser realizado em superfícies com temperaturas
de até 60ºC na técnica via úmida e até 300ºC na técnica via seca.
99
Figura n.° 56 – Inspeção por Partículas Magnéticas em solda de topo utilizando Yoke
(FERREIRA, 2011, p. 23)
(a) (b) Figura n.° 57 – Inspeção por Partículas Magnéticas: (a) Inspeção por PM em solda em ângulo longitudinal de equipamento por via seca; (b) Inspeção por PM – via seca aerossol fluorescente em solda de selagem
de tubo da caldeira (FERREIRA, 2011, p. 23)
Figura n.° 58 – Inspeção por Partículas Magnéticas: (a) Corpo de prova de 1 polegada – Solda Externa; (b) Região de trincas detectadas por partículas magnéticas (FAEND, 2010, p. 8)
100
Figura n.° 59 – Inspeção por Partículas Magnéticas em contra-solda de topo utilizando Yoke (FAEND, 2010, p. 6)
Figura n.° 60 – Inspeção por Partículas Magnéticas no raio de concordância do flange de acoplamento do eixo propulsor (FAEND, 2010, p. 3
101
Figura n.° 61 Inspeção por Partículas Magnéticas em corpo do eixo utilizando Yoke (FAEND, 2010, p. 1)
Figura n.° 62 – Inspeção por Partículas Magnéticas: Equipamento de inspeção por PM estacionário (FAEND, 2010, p. 2)
102
Figura n.° 63 – Inspeção por Partículas Magnéticas: Equipamento de inspeção por PM por eletrodo (FAEND, 2010, p. 8)
Figura n.° 64 – Inspeção por Partículas Magnéticas: Equipamento de inspeção por PM – Yoke, tubo de decantação de partícula, via úmida fluorescente e dispositivo de iluminação ultravioleta (FAEND, 2010, p.
7)
103
4.10 – ULTRA-SOM
4.10.1 – Princípio
O ensaio ultra-sônico baseia-se no fenômeno de reflexão de ondas
acústicas quando encontram obstáculos à sua propagação, dentro do material.
A onda será refletida retornando até a sua fonte geradora, se o obstáculo
estiver numa posição normal (perpendicular) em relação ao feixe incidente.
4.10.2 – Aplicações
O ultra-som é o método de ensaio não destrutivo mais utilizado
mundialmente para o ensaio de descontinuidades internas nos materiais.
Ultra-som são ondas acústicas com freqüências acima do limite
audível. Normalmente, as freqüências ultra-sônicas situam-se na faixa de 0,5 a
25 MHz.
O pulso ultra-sônico é transmitido para o material através de um
transdutor especial, usualmente denominado de cabeçote. Os pulsos ultra-
sônicos refletidos por uma descontinuidade, ou pela superfície oposta da peça
(ecos de fundo), são captados pelo transdutor, convertidos em sinais
eletrônicos e mostrados na tela plana de cristal líquido do aparelho.
Geralmente, as dimensões reais de uma descontinuidade interna
podem ser estimadas com uma razoável precisão através da altura dos ecos
refletidos, fornecendo meios para que a peça possa ser aceita, ou rejeitada,
baseando-se nos critérios de aceitação da norma aplicável.
As maiores aplicações deste ensaio são os ensaios em soldas,
laminados, forjados, fundidos, materiais compostos, medição de espessura, e
corrosão.
104
O ensaio ultra-sônico é, sem sombra de dúvidas, o método de ensaio
não destrutivo mais utilizado e o que apresenta o maior crescimento, para a
detecção de descontinuidades internas.
Isto se deve a:
Facilidade na execução do ensaio;
Baixo investimento.
Velocidade de realização;
Alta sensibilidade;
Ampla gama de espessuras a ser ensaiadas (acima de 10m em
aço)
Por muito tempo o ultra-som tem sido empregado nos ensaios de
aprovação, controle de processo, inspeção de aeronaves e nas indústrias
nuclear, petroquímica e siderurgia.
É utilizado na caracterização de materiais; um exemplo típico é a
avaliação da resistência do cimento baseada na velocidade de propagação do
som, ou na determinação do grau de nodularização de ferro fundido nodular
utilizado em pontas de eixo da indústria automobilística.
As aplicações mais recentes ocorrem no controle da qualidade de
materiais compostos, no ensaio de uniões coladas de madeira, plásticos,
metais e no controle de solda a ponto.
A escolha do equipamento, transdutores e os procedimentos de ensaio
requerem um cuidadoso estudo para que se obtenha o nível de sensibilidade
requerido e a correta interpretação do resultado.
105
4.10.3 – Técnicas de Ensaio
As técnicas ultra-sônicas são, basicamente, divididas em duas:
técnicas de contato e técnicas sem contato (imersão).
Na técnica de contato o transdutor é diretamente aplicado no objeto
usando-se água, óleo ou outros agentes que sirvam de meio acoplante; na
técnica sem contato o transdutor é manipulado a uma certa distância do objeto
de ensaio, dentro de um meio que pode ser água ou óleo leve; isto traz
vantagens por eliminar a influência da variação do acoplamento.
A escolha da técnica deverá ser feita levando-se em consideração a
sensibilidade, forma geométrica da peça, tipo e orientação da descontinuidade,
simplicidade de operação, velocidade necessária para a inspeção, etc..
A técnica de contato é mais aplicada a produtos de grandes dimensões
e estruturas soldadas, ao passo que a técnica de imersão é utilizada para o
ensaio de grandes lotes de peças pequenas e idênticas através de sistemas
automatizados, especialmente na indústria automobilística e aeronáutica onde
se exige alta sensibilidade no ensaio.
Em ambos os casos a avaliação da descontinuidade é baseada na
comparação entre os sinais obtidos através dos blocos de calibração com
descontinuidades artificiais com dimensões e localizações conhecidas, com
aqueles obtidos da peça ensaiada.
4.10.4 – Limitações
Materiais com alta atenuação acústica (madeira, concreto, certos
fundidos e metais não ferrosos), ou a alta temperatura, são ensaios de difícil
realização;
Peças com formato complexo;
106
A sensibilidade do ensaio é afetada pela condição superficial do objeto;
A relativa dificuldade na interpretação do sinal, a qual requer um longo
treinamento.
4.10.5 – Apresentação das descontinuidades
As descontinuidades se tornam visíveis na tela de cristal liquido sob a
forma de um ecograma produzido por um sinal eletrônico (sinal do eco x
tempo). Além deste tipo de apresentação, o qual é o mais comum, existem
outros métodos mais sofisticados tais como o que mostra toda uma secção da
peça com todas as suas relativas descontinuidades.
4.10.6 – Desenvolvimentos
As últimas palavras, como alternativa ao sistema de avaliação baseado
na amplitude do sinal, são as técnicas denominadas de "tempo de vôo" e
"difração da extremidade" que estão em franco desenvolvimento.
Resultados promissores estão sendo obtidos na análise do espectro do
sinal para o reconhecimento da descontinuidade.
Através do uso de sistemas automatizados para aquisição de dados e
sistemas de processamento, está ocorrendo pesquisa no sentido de se
substituir as tradicionais formas de apresentação vista "A", "B" e "C", por
sistemas que proporcionam mais informações sobre a localização e forma do
refletor (descontinuidade).
Novos transdutores foram desenvolvidos para a transmissão do ultra-
som sem a necessidade de acoplamento (Transdutores EMAT), utilizado com
sucesso do ensaio em superfície a quente (lingotamento contínuo); permitem
uma melhor localização e identificação das descontinuidades.
107
Transdutores multicristais (array de cristais) corretamente
multiplexados, permitem “injetar” o feixe sônico no material em vários ângulos
seqüenciais, efetuando verdadeira varredura no material.
(a) (b)
Figura n.° 65 – Inspeção por Ultra Som: (a) Bloco de calibração para cabeçote normal e duplo cristal; (b)
apresentação esquemática do eco de retorno da descontinuidade na tela do aparelho (FERREIRA, 2011, p. 33)
(a) (b)
Figura n.° 66 – Inspeção por Ultra Som: (a) Inspeção por US em junta circular soldada de topo de
equipamento; (b) Inspeção por US de medida de espessura (FAEND, 2010, p. 3)
108
(a) (b)
Figura n.° 67 – Inspeção por Ultra Som: (a) I Inspeção por US em junta circular soldada de topo de
equipamento; (b) Inspeção por US em base de sustentação de mancal (FAEND, 2010, p. 18)
(a) (b)
Figura n.° 68 – Inspeção por Ultra Som: (a) Inspeção por US em flange de acoplamento de eixo propulsor; (b) Inspeção por US revestimento de metal patente em telha de mancal de sustentação de equipamento
rotativo (FAEND, 2010, p.15)
109
(a) (b)
Figura n.° 69 – Inspeção por Ultra Som: (a) e (b) Inspeção por US em solda circunferencial de
equipamento com transdutor típico “Phased Array” (FAEND, 2010, p. 14)
(a) (b)
Figura n.° 70 – Inspeção por Ultra Som: (a) Aparelho de US e bloco de calibração W1 ; (b) Resultante das telas de calibração de aparelho de US C-Scan (FAEND, 2010, p. 10)
110
4.11 – ENSAIO RADIOGRÁFICO
4.11.1 – Princípio
O método está baseado na variação da atenuação da radiação
eletromagnética (Raios X ou Gama), causada pela presença de
descontinuidades durante a passagem da radiação pela peça, sendo a imagem
registrada em um filme radiográfico ou em um sistema de radioscopia, tipo
intensificador e integrador de imagem que mostra o resultado em um monitor
de TV.
4.11.2 – Aplicações e desenvolvimento
A radiografia foi um dos primeiros métodos de ensaio não destrutivo
introduzido na indústria para a detecção de descontinuidades internas. O seu
campo de aplicação é bastante grande, incluindo o ensaio em soldas, fundidos,
forjados, materiais compostos, plásticos, etc.
A radiografia se estendeu para além das técnicas meramente estáticas
(filme radiográfico), passando a ser realizada também em processos dinâmicos
em tempo real, passando-se a chamar de ensaio por radioscopia.
Na radioscopia utiliza-se de um Intensificador de Imagem para
converter o Raios-X que atravessou uma peça em uma imagem mostrada em
um monitor de TV. O conjunto ampola de Raios-X, Manipulador da peça e
Intensificador de Imagem, devem estar situados dentro uma cabine a prova de
radiação. A peça em ensaio colocada ou fixada por sobre o manipulador,
movimenta-se dentro de feixe de Raios-X e a imagem formada é observada de
modo dinâmico no monitor; isto proporciona uma visualização tridimensional
das descontinuidades dentro das peças.
111
Outras aplicações especiais são observar o movimento de um projétil
ainda dentro do canhão, o fluxo metálico durante o vazamento na fundição, a
queima dos combustíveis dentro dos mísseis e operações de soldagem.
O progresso tecnológico tem trazido grandes desenvolvimentos para o
método de ensaio radiográfico. Os mais importantes são:
uso de intensificadores de imagem tornou possível a visualização
da imagem radiográfica em monitores de vídeo em lugar de telas
fluorescentes, e com um considerável aumento sensibilidade,
principalmente se acoplados a potentes Integradores de Imagem ,
que digitalizam o sinal permitindo sua gravação em disquetes,
CD-ROM, passar por e-mail ou integrar em um editor de texto.
A digitalização da imagem radiográfica permitiu o processamento
da imagem no computador, proporcionando uma melhora tanto no
contraste quanto na definição. Grandes quantidades de
radiografias também podem ser armazenadas na memória
facilitando o arquivo e a consulta;
A técnica do micro-foco, que faz o uso de um tamanho focal de
alguns centésimos de milímetro, a inspeção de peças minúsculas
como por exemplo, a inspeção de circuitos integrados.
A tomografia computadorizada por Raios-X também já é utilizada
para a verificação de secções da peça examinada, permitindo
uma visualização tridimensional da descontinuidade.
112
4.11.3 – Técnicas de Ensaio
Várias e diferentes técnicas de ensaio são empregadas na radiografia.
A escolha dependerá de vários fatores que incluem: tipo de material (madeira,
aço, alumínio, plásticos, compostos, concreto, etc.) geometria e quantidade de
peças, local, sensibilidade requerida e espessura em questão.
Os aparelhos de Raios-X portáteis para média ou baixa energia são
facilmente transportáveis ao passo que as de alta energia são estacionários e
utilizados em instalações tipo cabines a prova de radiação ou “bunkers”.
Figura n.° 71 – Técnica Geral de Ensaio Radiográfico na Indústria (ANDREUCCI, 2010, p. 7)
Figura n.° 72 – Aparelho de Raios X industrial de 300 kV e Inspeção radiológica de soldas em tubos
(CONFAB) (ANDREUCCI, 2010, p. 15)
113
Figura n.° 73 – Aparelho de Raios X Direcional (ANDREUCCI, 2010, p. 18)
Figura n.° 74 – Equipamento de Raios X panorâmico (ANDREUCCI, 2010, p. 17)
Outras fontes de radiação utilizadas no ensaio radiográfico são os
isótopos radioativos que emitem raios gama. Os mais utilizados são Cobalto
60, Irídio 192 e o Selênio 75. Estes não requerem energia elétrica e são
114
indicadas para radiografar componentes industriais, soldas em tubulações, por
exemplo, durante sua montagem no campo.
Figura n.° 75 – Esquema do Equipamento para Gamagrafia Industrial (ANDREUCCI, 2010, p. 27)
Figura n.° 76 – Aparelho para Gamagrafia com fonte radioativa de Cobalto-60 (ANDREUCCI, 2010, p. 27)
Figura n.° 77 – Aparelho de Gamagrafia Industrial com capacidade de 130 Ci de Ir 192 (ANDREUCCI,
2010, p. 27)
115
Figura n.° 78 – Características das fontes seladas radioativas industriais comparadas com uma caneta da
marca “Bic” (ANDREUCCI, 2010, p. 24)
Figura n.° 79 – Aparelho de Gamagrafia em uma instalação aberta (DIAS, 2009, p. 31)
Vários parâmetros variam em função das condições de exposição,
sendo os mais importantes:
A energia da radiação da qual o poder de penetração é
dependente;
O tipo de filme, o qual afeta a qualidade da imagem;
116
Telas intensificadoras em bom contato com o filme, as quais
filtram a radiação difusa e intensificam a imagem do filme;
As distâncias foco-filme e objeto-filme, as quais afetam a
penumbra geométrica da imagem.
A escolha correta desses parâmetros é de importância
determinante na boa qualidade da radiografia e posterior análise
dos resultados.
4.11.4 - Limitações
Aços de até 500mm de espessura podem ser examinados nas técnicas
radiográficas que utilizam as altas energias dos aceleradores lineares; nos
equipamentos convencionais de Raios X esta espessura se reduz a 125mm. A
espessura máxima cai ainda mais nas técnicas de radioscopia por Raios X:
75mm para o aço e 150mm para as ligas leves quando desejamos detectar
descontinuidades pequenas.
As descontinuidades bidimensionais tais como trincas podem não ser
detectadas se elas estiverem orientadas a um determinado ângulo em relação
ao eixo do feixe de radiação;
A utilização de qualquer espécie de fonte emissora de radiação requer
o cumprimento da legislação pertinente à proteção radiológica, o que implica
em aumento de custo.
117
4.11.5 – Apresentação das descontinuidades
A apresentação das descontinuidades pode ser obtida através de
filmes radiográficos, conforme figuras abaixo:
Figura n.° 80 – Perfil transversal ao cordão de solda para a situação de presença de defeito no cordão
(Fonte: DIAS, 2009, p. 30)
Figura n.° 81 – Perfil transversal ao cordão de solda para a situação de ausência de defeito no cordão
(DIAS, 2009, p. 30)
Figura n.° 82 – Exemplos de radiografias de soldas com descontinuidades: (a) falta de penetração; (b) inclusão de escória e (c) porosidade agrupada (DIAS, 2009, p. 31)
118
Figura n.° 83 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 32)
Figura n.° 84 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 32)
Figura n.° 85 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 32)
Figura n.° 86 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 33)
Figura n.° 87 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 33)
119
Figura n.° 88 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 34)
Figura n.° 89 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 34)
Figura n.° 90 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 35)
120
Figura n.° 91 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico (DIAS, 2009, p. 35)
Figura n.° 92 – Apresentação de sensibilidade das radiografias em conformidade com o indicador de
qualidade de imagem - IQI (DIAS, 2009, p. 41)
121
4.11.6 - Radiografia Digital
O fenômeno da luminescência foto estimulável não é uma tecnologia
nova. Sua descoberta se deu há mais de um século, entretanto, por falta de
aplicações práticas, ficou por várias décadas relegadas à condição de
curiosidade científica.
O interesse no fenômeno se renovou na década de 40, quando foram
conduzidas várias experiências em busca de aplicações práticas voltadas,
principalmente, para interesses militares. Nada mais derivou desse trabalho,
possivelmente por não se dispor na época da tecnologia do computador.
A primeira aplicação, em 1947, consistiu em um híbrido no qual se
produziu a partir de uma folha de fósforo irradiada com luz infravermelha uma
imagem de luminescência foto estimulada sobre um filme fotográfico.
A radiografia digital computadorizada teve sua primeira aplicação em
1975, quando George Luckey desenvolveu a placa flexível de fósforo para
armazenamento de imagem na Eastman Kodak Company (MOREIRA, 2007).
No mesmo ano foi patenteado o primeiro sistema de fósforo de
armazenamento escaneado, dando origem à moderna radiografia
computadorizada. Ensina Moreira (2007) que, no entanto, só em 1983 foi
comercializado o primeiro sistema que empregava a tecnologia de fósforo de
armazenamento. Sua aceitação passou a crescer consistentemente, primeiro
em meio à comunidade médica do final da década de 80 e, agora, na
comunidade industrial. No ano 2000 a radiografia computadorizada foi utilizada
no Brasil em refinarias para avaliar a integridade de tubulações e em
trocadores de calor para avaliação do estado de corrosão.
Em refinarias, plantas químicas e outras operações onde o produto
transportado está passando por tubos é fundamental, o monitoramento em
serviço destes componentes para se ter um nível de confiança adequado para
o bom funcionamento das instalações.
122
Os sistemas de radiografia digital oferecem a possibilidade de
obtenção de imagens com exigências de exposição muito menos rigorosas do
que os sistemas analógicos.
As imprecisões em termos de exposição provocam, normalmente, o
aparecimento de radiografias demasiado escuras, demasiado claras ou com
pouco contraste, facilmente melhoradas com técnicas digitais de
processamento e exibição de imagem. Para Rocha (2003) as vantagens dos
sistemas digitais podem ser divididas em:
Facilidade de exibição da imagem;
Redução das doses de raios-X;
Facilidade no processamento de imagem;
Facilidade de aquisição, armazenamento e recuperação da
imagem.
Sua técnica é desenvolvida através da junção por acoplamento e
utilização de um aparelho de Raios-X conjuntamente em sincronia com um
programa de computador, onde este apresenta o resultado final full time
através de uma projeção em tempo real no monitor de vídeo.
A verdadeira revolução tecnológica ocorrida no processo da
Radiografia Digital consiste em permitir assim um melhor tratamento das
imagens, estabelecendo de sobremaneira uma grande inovação e permitindo
uma maior nitidez no julgamento das indicações e descontinuidades
apresentadas para análise em questão.
123
Figura n.° 93 – Melhoria do contraste por tratamento digital das imagens radiográficas (ANDREUCCI,
2010, p. 59)
Figura n.° 94 – Técnica de radiografia digital em uma solda de tubulação. Na figura central, a placa
digitalizadora da imagem gira ao redor por um guia fixado no tubo (ANDREUCCI, 2010, p. 59)
Figura n.° 95 – Programa específico de análise de radiografia digital (ANDREUCCI, 2010, p. 55)
124
Figura n.° 96 – Distorção da Imagem – a imagem da descontinuidade é mostrada de forma real ainda que possa ocorrer uma ligeira variação e distorção na mesma em função das técnicas e parâmetros utilizados.
(ANDREUCCI, 2010, p. 55)
4.12 – APLICABILIDADE DOS MÉTODOS DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS NOS PROJETOS DE TECNOLOGIA MILITAR DA MARINHA DO BRASIL.
A busca pela qualidade dentro da esfera da tecnologia militar naval
deveu-se, muito em parte, à adoção de procedimentos e normas que se
adequassem ao modelo construtivo e de reparos no Brasil. Desta forma, a
aquisição de conhecimentos em pátrias estrangeiras de forças Armadas de
Nações Amigas, alavancou sobremaneira o avanço industrial naval.
Todavia, cumpre salientar a capacidade de inovação nos projetos
executados que garantiu a geração de novos modelos e meios navais,
aeronavais e de fuzileiros navais.
125
Neste diapasão, a garantia de qualidade caminhou lado a lado com
este modelo industrial e, desta forma, seus infinitos métodos de inspeção foram
agregados ao processo de construção e reparo, visando criar os meios
assecuratórios de confiabilidade destes navios e submarinos, agora
inteiramente respaldados pelas Normatizações Internacionais em vigor,
premente nos critérios de rastreabilidade da Garantia Total da Qualidade dos
Projetos e Equipamentos depois do advento do fenômeno da Globalização.
Durante todo este período, que perdura até os dias de hoje, os vários
setores envolvidos na área de Controle da Qualidade desenvolvem e
desempenham seu papel de supervisão, fiscalização e coordenação das mais
diferentes tarefas.
A área de inspeção por ensaios não destrutivos tem seu aporte próprio
dada a sua importância em garantir a segurança estrutural dos vários
elementos integrantes dos equipamentos funcionais dentro das embarcações e
da própria estrutura que os suporta.
Desta forma, seguramente, que dos vários projetos que já foram
executados pela indústria militar naval, ter-se-á a necessidade efetiva dos
END, como se poderá atestar, a título exclusivo de exemplo, os projetos abaixo
relacionados:
126
4.12.1 - Submarino – Classe OBERON (Humaitá, Tonelero e Riachuelo)
Projeto de Compra ou Arrendamento de Material Militar com Tecnologia Inglesa:
Figura n.° 97 – Submarino “Riachuelo” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 2 )
a) Inspeção para Revalidação das Válvulas de controle dos equipamentos que utilizam as peças de passagem pelo Casco Resistente (Visual, DT/UT-Dimensional Testing por Ultrasonic Testing; LP; RX e GAMA)
b) Medição da Circularidade e Simetria do Casco Resistente (Visual, DT/UT-Dimensional Testing por Ultrasonic Testing;
c) Medição e Inspeções de qualidades por amostragem de alguns Sistemas de Redes do Submarino (Visual, DT/UT-Dimensional Testing por Ultrasonic Testing; LP; RX e GAMA, Corrente Parasita, Teste de Estanqueidade)
d) Inspeções de qualidade nos diversos componentes mecânicos dos Motores Principais e Auxiliares (Visual, DT/UT-Dimensional Testing por Ultrasonic Testing; LP; PM (YOKE, ELETRODO, MÁQ. ESTACIONÁRIA), US (Medição de Espessura, Varredura de Solda) RX
127
(Redes e Soldas de Casco Resistente) e GAMAGRAFIA (Ampolas de Ar Comprimidos partida dos motores, Bloco dos Motores)
e) Inspeção por Partículas Magnéticas com Aparelhagem Yoke (Corrente Continua & Alternada) pelo método de via úmida com partículas magnéticas pretas ou fluorescentes nas peças estruturais de ligações Caverna x Casco;
f) Inspeção por Partículas Magnéticas com Aparelhagem Yoke (Corrente Continua & Alternada) pelo método de via úmida com partículas magnéticas pretas ou fluorescentes nas peças de ligações Casco Resistente x Peças de Penetrações;
g) Inspeção por Partículas Magnéticas com Aparelhagem de Eletrodos (Corrente Continua) – Partículas 07 (sete) dias após soldagem para detecção de fissuras por trinca de Hidrogênio pelo método de via úmida com partículas magnéticas pretas ou fluorescentes nas peças estruturais de ligações Caverna x Casco;
h) Inspeção por Partículas Magnéticas com Aparelhagem de Eletrodos (Corrente Continua) – Partículas 07 (sete) dias após soldagem para detecção de fissuras por trinca de Hidrogênio pelo método de via úmida com partículas magnéticas pretas ou fluorescentes nas peças de ligações Casco Resistente x Peças de Penetrações;
i) Inspeção por Ultra Som através de varredura com cabeçotes angulares e duplo cristal em juntas da Solda Circunferencial de ligação de união das Seções do Casco Resistente do Submarino marcando profundidade de reparos dos defeitos detectados por Raios-X ou apresentando substituição à Inspeção com Raios-X devido acessibilidade ou posicionamento do Filme, portanto, a Inspeção deverá utilizar o procedimento e critérios de aceitação de Inspeção – Classe I, conforme procedimento de execução.
j) Inspeção por Ultra Som através de varredura com cabeçotes angulares e duplo cristal em juntas dos diversos componentes em reparos das obras estruturais de ligação de união destes elementos com o Casco Resistente do Submarino.
k) Inspeção por Raios – X nas Soldas dos elementos estruturais da fabricação da Escotilha de acesso e fechamento do Torreão, a Inspeção deverá utilizar o procedimento e critérios de aceitação de Inspeção – Classe I, conforme procedimento de execução tendo em vista que o material utilizado na fabricação trata-se de aço inoxidável de estrutura cristalina Duplex (austenitico/ferritico)
128
4.12.2 - Submarino Modelo IKL 209/1400 – Classe TUPY
Projeto de Aquisição por Compra de Transferência de Tecnologia Alemã - Fabricação, Construção de Equipamentos e Reparos:
Figura n.° 98 – Submarino “Timbira” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 3)
a) Revalidação das Válvulas de passagem pelo Casco Resistente (Visual, DT/UT- Dimensional Testing por Ultrasonic Testing; LP; RX e GAMA)
b) Medição da Circularidade e Simetria do Casco Resistente (Visual, DT/UT- Dimensional Testing por Ultrasonic Testing;
c) Medição e Inspeções de qualidades por amostragem de alguns Sistema de Redes do Submarino (Visual, DT/UT- Dimensional Testing por Ultrasonic Testing; LP; RX e GAMA)
d) Inspeções de qualidade nos diversos componentes mecânicos dos Motores Principais e Auxiliares (Visual, DT/UT-Dimensional Testing por Ultrasonic Testing; LP; PM (YOKE, ELETRODO, MÁQ. ESTACIONÁRIA), US (Medição de Espessura, Varredura de Solda) RX (Redes e Soldas de Casco Resistente) e GAMAGRAFIA (Ampolas de Ar Comprimidos partida dos motores, Bloco dos Motores)
129
4.12.3 – Demais projetos relevantes
Submarino – Classe GUPPY (Guanabara, Rio Grande do Sul, Bahia, Rio de Janeiro, Ceará, Goiás e Amazonas) – Projeto de Compra ou Arrendamento de Material Militar com Tecnologia Americana – Aplicação dos END em todas as atividades envolvidas no reparo.
Figura n.° 99 – Submarino “Guanabara” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 14)
Fragatas – Classe NITERÓI – Projeto de Aquisição por Compra de Transferência de Tecnologia Inglesa – Fabricação, Construção de Equipamentos e Reparos.
Figura n.° 100 – Fragata “Niterói” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 7)
130
Fragatas – Classe GREENHALGH – Projeto de Compra ou Arrendamento de Material Militar com Tecnologia Inglesa.
Figura n.° 101 – Fragata “Greenhalg” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 7)
Corvetas – Classe BARROSO – Projeto de Nacionalização de Equipamentos Militares Navais com o propósito de Reaparelhamento da Marinha do Brasil.
Figura n.° 102 – Corveta “Barroso” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 9)
131
Contratorpedeiros – Classe PARÁ – Projeto de Compra ou Arrendamento de Material Militar com Tecnologia Americana.
Figura n.° 103 – Contratorpedeiro “Pará” (MARINHA DO BRASIL, 2011, p. 12)
Navios Patrulhas Oceânicos – NaPaOc – Classe GRAJAÚ – Projeto de Aquisição por Compra de Transferência de Tecnologia Alemã - Fabricação, Construção de Equipamentos e Reparos:
Figura n.° 104 – Navio Patrulha “Guajará” (EMGEPRON, 2011, p. 4)
132
Navios Patrulhas Oceânicos – NaPaOc – Classe MACAÉ – Projeto de Aquisição por Compra de Transferência de Tecnologia Alemã - Fabricação, Construção de Equipamentos e Reparos:
Figura n.° 105 – Navio Patrulha Oceânico “Macaé” (EMGEPRON, 2011, p. 5)
Navio Aeródromo – (Porta Avião) NAe SÃO PAULO – Classe “FOCH” – Projeto de Compra ou Arrendamento de Material Militar com Tecnologia Francesa:
Figura n.° 106 – Navio Aeródromo “São Paulo” (EMGEPRON, 2011, p. 8
133
CONCLUSÃO
As execuções dos projetos de Tecnologia Militar envolvem, mormente,
um grande aparato tecnológico de primeira linha, além de pessoal qualificado e
capacitado para o exercício destas atividades específicas. Devido à carência
efetiva de um Parque Industrial desenvolvido neste segmento, principalmente,
no que diz respeito em áreas de fabricação e de construção de Equipamentos
e Materiais para apoiar a logística envolvida na concepção ou construção dos
nossos projetos de Tecnologia Militar de nossas Forças Armadas, dificuldades
surgem para que haja a consolidação plena da indústria militar naval.
Deste modo, vimos o Governo Federal obrigado a estabelecer uma
nova postura de atuação quanto a sua maior participação no desenvolvimento
nacional, através de uma vasta linha de crédito e subsídios a Centros de
Pesquisas no que diz respeito a patrocinar estudos que venham envolver
futuras plataformas de atuação em planos de implementação de Pesquisas e
Desenvolvimento – P & D, relacionadas ao reaparelhamento das nossas
Forças Armadas.
Desta forma, então, o Ministério da Defesa em parceria direta com o
Ministério de Ciência e Tecnologia, sempre que possível, vem incentivando
uma gradativa retomada da confiança dos nossos empresários, na criação por
parte das nossas Indústrias nacionais, em um melhoramento na postura de
participação deste segmento de mercado de bens e serviços que envolvem a
área de Tecnologia Militar, bem como, o Governo, através de seus segmentos,
estão sempre buscando a participação efetiva de acompanhamento destes
projetos que envolvam melhoramento dos projetos de Tecnologia Militar do
País.
Dispensando desde seu inicio um deslocamento de um enorme
investimento de tempo e mão-de-obra especializada, e um montante
astronômico de verbas e divisas, que ao final serão convertidos em produtos de
134
tecnologia única que serão revertidos em frutos de aplicabilidade direta em
diversos aparatos militares das nossas Forças Armadas, em franca conversão
de resultados em prol da Segurança Nacional.
Sendo assim, a diversidade de nacionalidades compreendidas nos
Materiais e Equipamentos utilizados na área de construção, reparo e
desenvolvimentos de projetos de Tecnologia Militar do Brasil e, aliado ao fato
da rígida obediência aos requisitos de qualidade envolvidos na construção de
cada equipamento, estabelecida, auxilia na expedição de novos planos e
especificações, oriundas do seu projeto de fabricação fomentado pelo criador
do equipamento ou da tecnologia apresentada.
Deste modo, os Ensaios de Qualidades, aqui representados pelos
Ensaios Não Destrutivos, onde, estes constituem uma das principais
ferramentas do controle da qualidade de pessoal, materiais e produtos,
contribuindo para efetivar e garantir a qualidade final dos produtos ou projetos
dentro das Normas e Especificações fornecidas pelos projetistas das máquinas
ou equipamentos, ou seja, em Conformidade com os padrões e tolerâncias
estabelecidos, contribuindo na análise final da Garantia Total da Qualidade na
questão imprescindível de reduzir custos e aumentar a confiabilidade do cliente
(qualquer Cidadão perante a Indústria Militar Naval, pois, trata-se de uma
questão de Soberania Nacional), através da uma grande implementação em
face de um rígido processo de rastreabilidade e execução destas inspeções de
qualidade durante todos os processos.
Além disso, a contribuição maior exarada em sua execução para
concretização da qualidade final destes bens e serviços, não está somente na
redução de custo financeiro envolvido no projeto, mas, também, aplicado
soberanamente nos fatores de preservação da vida e do meio ambiente em
geral, sendo fator mais relevante nesta situação patente a implementação de
novos desafios, gerando ao final uma maior gama de conhecimentos científicos
e tecnológicos, trazendo assim para o país uma nova perspectiva de criação e
estabelecendo como ganho finalístico novas patentes de criação, gerando
135
divisas à nível internacional de um seleto segmento de mercado, dispensando
avalistas deste na restrita competitividade para seus negócios junto as
empresas que os utilizam.
Sendo assim, os END‟s incluem métodos que informam os defeitos de
um determinado produto, das características tecnológicas de um material, ou
ainda, da monitoração da degradação em serviço de componentes,
equipamentos e estruturas.
Para que se obtenham os resultados satisfatórios e válidos, devem ser
considerados como elementos fundamentais para os resultados destes
ensaios, pessoal treinado, qualificado e certificado, equipamentos calibrados e
procedimentos de execução de ensaios qualificados com base em normas e
critérios de aceitação previamente definidos e estabelecidos junto aos
projetistas e fabricantes dos equipamentos utilizados nesta empreitada.
Respeitadas as normatizações e procedimentos, qualidade, satisfação
e confiança passam a formar o tripé de sustentação da garantia operacional
dos meios navais, reduzindo-se custos e aumentando os períodos de
funcionamento dos equipamentos.
Muitas são as ferramentas para a obtenção de resultados voltados para
um programa específico da qualidade total dentro da indústria voltada para a
segurança nacional. Os END são parte deste agrupamento de recursos que
geram as vias assecuratórias de certeza e garantia de operação. Substitui-se a
noção corretiva de manutenção pela noção preditiva, que orienta às análises
de laudos e a busca de solução aos problemas antes que os mesmos possam
acarretar maiores danos e/ou prejuízos.
136
ANEXOS
Índice de anexos
Anexo n.º 1 Listagem de Quadros Demonstrativos.
Anexo n.º 2 Listagem de Abreviaturas e Siglas.
Anexo n.º 3 Listagem das Figuras e Ilustrações.
Anexo n.º 4 Listagem de Navios construídos no Arsenal
de Marinha do Rio de Janeiro, em ordem de
fabricação assinalada em anos
decrescentes no período compreendido
entre 1767 a 2009.
137
ANEXO 1
LISTA DE QUADROS DEMONSTRATIVOS
Quadro n.º 1 Definições de Qualidade segundo diversos autores 43
138
ANEXO 2
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABENDE Associação Brasileira de Ensaios não Destrutivos
ABENDI Associação Brasileira de ensaios não Destrutivos e Inspeção
ABM Associação Brasileira de Metalurgia e Metais
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AMC Arsenal de Marinha da Corte
AMRJ Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro
ARA Armada Argentina
ARM Arsenal Real da Marinha
ASNT American Society for Nondestructive Testing (Sociedade Americana para Ensaios não Destrutivos)
ASTM American Society of Testing and Materials (Sociedade Americana de Ensaios e Materiais)
AWS American War Standards (Sistema de Padronização Americano para a Guerra)
BS British Standard (Sistema de Padronização Inglês)
CA Corrente Alternada
CC Corrente Contínua
CENPES Centro de Pesquisas da PETROBRAS
COGESN Coordenadoria-Geral do Programa de Desenvolvimento de Submarino Nuclear
CWQC Company Wide Quality Control (Controle de Qualidade Total em toda a Empresa)
DT/UT Dimensional Testing for Ultrasonic Testing (Ensaio Dimensional através de Ensaio por Ultra-som)
END Ensaios Não Destrutivos
139
ESPI Eletronic Speckle Pattern Interferometry (Dispositivo Eletrônico Padrão de Interferometria)
FBTS Fundação Brasileira da Tecnologia da Soldagem
HP Horse Power (Potência d0 Sistema Inglês de Unidades)
ICN Itaguaí Construções Navais
INMETRO Instituto Nacional de Metrologia
IQI Indicador de Qualidade de Imagem ISO International Organization for Standardization
(Organização Internacional de Padronização) JUSE Japanese Union of Scientist and Engineers
(União Japonesa de Cientistas e Engenheiros) LP Líquido Penetrante
MASP Metodologia de Análise e Solução de Problemas
MODFRAG Modernização de Fragatas
NaPaOc Navio Patrulha Oceânico
NDT Nondestructive Testing (Ensaios não destrutivos)
OFF-SHORE Embarcação que pode navegar em mar aberto
PETROBRAS Petróleo Brasileiro S.A.
PM Partícula Magnética
PMG Período de Manutenção Geral
SINAVAL Sindicato Nacional das Indústrias de Construção Naval e Off-shore
SL/SEQUI Setor de Certificação, Qualificação e Inspeção de Serviços de logística de Engenharia
SNQC/END Sistema Nacional de Qualificação e Certificação de Pessoal em Ensaios não Destrutivos
TQC Total Quality Control (Controle de Qualidade Total)
TQM Total Quality Management (Gestão da Qualidade Total)
UBQ União Brasileira de Qualidade
US Ultra-som
140
ANEXO 3
LISTAGEM DAS FIGURAS & ILUSTRAÇÕES
Figura n.º 01 – Desenho Esquemático – Navio Viking 12
Figura n.º 02 – Estaleiro da Ponta da Areia 13
Figura n.º 03 – Treinamento da Armada Imperial em 1870 15
Figura n.º 04 – Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro na Ilha das Cobras
21
Figura n.º 05 – Submarino Timbira 23
Figura n.º 06 – Operação de Docagem do NAe “São Paulo” 24
Figura n.º 07 – Estaleiro ICN – Montagem Digital 25
Figura n.º 08 – Estaleiro ICN – Montagem Digital 26
Figura n.º 09 – Desenho Esquemático do Submarino “Scorpene” 26
Figura n.º 10 – Explosão em Hartford, Connecticut - Ilustração 28
Figura n.º 11 – Acidente com o trem nos EUA - Foto 28
Figura n.º 12 – Ferreiro Medieval 29
Figura n.º 13 – Wilhelm Conrad Roentgen 30
Figura n.º 14 – Radiografia de Roengtgen 30
Figura n.º 15 – Aparelhagem de Ultrasom 32
141
Figura n.º 16 – Aparelhagem de Correntes Parasitas 32
Figura n.º 17 – Professor Paulo Gomes de Paula Leite 34
Figura n.º 18 – Capa do Livro “Curso de Ensaios 35
Figura n.°19 – Inter-relação das Eras da Qualidade 51
Figura n.°20 – Inspeção Visual em leito de tubulação 61
Figura n.° 21 – Ensaio visual: (a) Utilização de endoscópio óptico; (b) Inspeção de cordão de solda com utilização de calibre de solda
61
Figura n.°22 – Aparelhagem para inspeção visual: (a) Dispositivo remoto de inspeção interna; (b) Terminal de recepção de fonte de vídeo
62
Figura n.° 23 – Inspeção de vibração em mancal 65
Figura n.° 24 – Inspeção de vibração em carcaça de proteção de induzido elétrico
65
Figura n.° 25 – Análise de vibração de turbo-gerador 66
Figura n.° 26 – Inspeção de vibração em corpo de turbina a gás 66
Figura n.° 27 – Inspeção de vibração em turbo-ventilador 66
Figura n.° 28 – Monitoração de cilindros contendo gás sob pressão 70
Figura n.° 29 – Demonstrativo da inspeção em programa específico 70
Figura n.° 30 – Demonstrativo da análise da inspeção em programa específico
71
Figura n.° 31 – Demonstrativo das curvas acústicas da inspeção em programa específico
71
Figura n.° 32 – Diagrama esquemático do ensaio de emissão acústica
72
142
Figura n.° 33 – Apresentação de campos distintos de trabalho e aplicação do ensaio de emissão acústica
72
Figura n.° 34 – Diagrama esquemático do sistema de inspeção de estanqueidade
75
Figura n.° 35 – Ensaio de estanqueidade com surgimento de vazamento - bolhas
75
Figura n.° 36 – Seqüência de realização do procedimento de inspeção
76
Figura n.° 37 – Verificação de limites durante ensaio de estanqueidade
76
Figura n.° 38 – Conjunto para aplicação de procedimento de teste de estanqueidade
77
Figura n.° 39 – Equipamento para inspeção de estanqueidade por detecção de vazamento de gás hélio
78
Figura n.° 40 – Detecção de vazamento com equipamento Helitest 79
Figura n.° 41 – Aplicação do procedimento de inspeção em corpo de prova
82
Figura n.° 42 – Aplicação de inspeção por corrente parasita em tubulação de trocador de calor com utilização de sonda
83
Figura n.° 43 – Equipamento para inspeção por corrente parasita 83
Figura n.° 44 – Inspeção em feixe tubular de condensador com utilização do método de corrente parasita
84
Figura n.° 45 – Inspeção por Termografia: (a) Inspetor com câmera termográfica e (b) resultado do ensaio termográfico assinalando sobrecarga térmica no isolador
88
Figura n.° 46 – Inspeção por Termografia: (a) unidade de aquecimento em operação; (b) resultado de inspeção termográfica do equipamento
88
143
Figura n.° 47 – Inspeção por Termografia: (a) Bomba centrífuga em operação; (b) resultado de inspeção termográfica do equipamento
88
Figura n.° 48 – Detalhe da inspeção termográfica em isoladores de torre de transmissão de energia elétrica
89
Figura n.° 49 – Inspeção por Termografia: (a) Inspeção em junta de expansão de tubulação; (b) resultado de inspeção termográfica do em transformadores elétricos
89
Figura n.° 50 – Inspeção de Líquido Penetrante: (a) Esquema demonstrativo de aplicação pela via seca; (b) resultado de inspeção por líquido penetrante
93
Figura n.° 51 – Inspeção de Líquido Penetrante: (a) Inspeção por LP em solda de selagem de flange; (b) Inspeção de LP em procedimento de soldagem por cladeamento
94
Figura n.° 52 – Inspeção de Líquido Penetrante: (a) Bloco padrão de treinamento de detecção de trincas lineares; (b) inspeção por líquido penetrante em fiadas de tubulação interna de caldeira
94
Figura n.° 53 – Inspeção por LP em Bosso de hélice do sistema “ball thrust”
94
Figura n.° 54 – Inspeção por LP em cordão de solda de vaso de pressão
95
Figura n.° 55 – Inspeção por LP em atuador hidráulico - haste e junço
95
Figura n.° 56 – Inspeção por Partículas Magnéticas em solda de topo utilizando Yoke
99
Figura n.° 57 – Inspeção por Partículas Magnéticas: (a) Inspeção por PM em solda em ângulo longitudinal de equipamento por via seca; (b) Inspeção por PM – via seca aerossol fluorescente em solda de selagem de tubo da caldeira
99 Figura n.° 58 – Inspeção por Partículas Magnéticas: (a) Corpo de
prova de 1 polegada – Solda Externa; (b) Região de trincas detectadas por partículas magnéticas
99
144
Figura n.° 59 – Inspeção por Partículas Magnéticas em contra-solda de topo utilizando Yoke
100
Figura n.° 60 – Inspeção por Partículas Magnéticas no raio de concordância do flange de acoplamento do eixo propulsor
100
Figura n.° 61 – Inspeção por Partículas Magnéticas em corpo do eixo utilizando Yoke
101
Figura n.° 62 – Inspeção por Partículas Magnéticas: Equipamento de inspeção por PM estacionário
101
Figura n.° 63 – Inspeção por Partículas Magnéticas: Equipamento de inspeção por PM por eletrodo
102
Figura n.° 64 – Inspeção por Partículas Magnéticas: Equipamento de inspeção por PM – Yoke, tubo de decantação de partícula, via úmida fluorescente e dispositivo de iluminação ultravioleta
102
Figura n.° 65 – Inspeção por Ultra Som: (a) Bloco de calibração para cabeçote normal e duplo cristal; (b) apresentação esquemática do eco de retorno da descontinuidade na tela do aparelho
107
Figura n.° 66 – Inspeção por Ultra Som: (a) Inspeção por US em junta circular soldada de topo de equipamento; (b) Inspeção por US de medida de espessura
107
Figura n.° 67 – Inspeção por Ultra Som: (a) Inspeção por US em junta circular soldada de topo de equipamento; (b) Inspeção por US em base de sustentação de mancal
108
Figura n.° 68 – Inspeção por Ultra Som: (a) Inspeção por US em flange de acoplamento de eixo propulsor; (b) Inspeção por US revestimento de metal patente em telha de mancal de sustentação de equipamento rotativo
108
Figura n.° 69 – Inspeção por Ultra Som: (a) e (b) Inspeção por US em solda circunferencial de equipamento com transdutor típico “Phased Array”
109
145
Figura n.° 70 – Inspeção por Ultra Som: (a) Aparelho de US e bloco de calibração W1; (b) Resultante das telas de calibração de aparelho de US C-Scan
109
Figura n.° 71 – Técnica Geral de Ensaio Radiográfico na Indústria 112
Figura n.° 72 – Aparelho de Raios X industrial de 300 kV e Inspeção radiológica de soldas em tubos (CONFAB)
112
Figura n.° 73 – Aparelho de Raios X Direcional 113
Figura n.° 74 – Equipamento de Raios X panorâmico 113
Figura n.° 75 – Esquema do Equipamento para Gamagrafia Industrial
114
Figura n.° 76 – Aparelho para Gamagrafia usando fonte radioativa de Cobalto-60
114
Figura n.° 77 – Aparelho de Gamagrafia Industrial com capacidade de 130 Ci de Ir 192
114
Figura n.° 78 – Características das fontes seladas radioativas industriais comparadas com uma caneta da marca “Bic”
115
Figura n.° 79 – Aparelho de Gamagrafia em uma instalação aberta 115
Figura n.° 80 – Perfil transversal ao cordão de solda para a situação de presença de defeito no cordão
117
Figura n.° 81 – Perfil transversal ao cordão de solda para a situação de ausência de defeito no cordão
117
Figura n.° 82 – Exemplos de radiografias de soldas com descontinuidades: (a) falta de penetração; (b) inclusão de escória e (c) porosidade agrupada
117
Figura n.° 83 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
118
146
Figura n.° 84 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
118
Figura n.° 85 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
118
Figura n.° 86 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
118
Figura n.° 87 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
118
Figura n.° 88 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
119
Figura n.° 89 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
119
Figura n.° 90 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
119
Figura n.° 91 – Apresentação de descontinuidade em filme radiográfico
120
Figura n.° 92 – Apresentação de sensibilidade das radiografias em conformidade com o indicador de qualidade de imagem - IQI
120
Figura n.° 93 – Melhoria do contraste por tratamento digital das imagens radiográficas
123
Figura n.° 94 – Técnica de radiografia digital em uma solda de tubulação. Na figura central, a placa digitalizadora da imagem gira ao redor por um guia fixado no tubo
123
Figura n.° 95 – Programa específico de análise de radiografia digital
123
Figura n.° 96 – Distorção da Imagem – a imagem da descontinuidade é mostrada de forma real ainda que possa ocorrer uma ligeira variação e distorção na mesma em função das técnicas e parâmetros utilizados
124
147
Figura n.° 97 – Submarino “Riachuelo” 126
Figura n.° 98 – Submarino “Timbira” 128
Figura n.° 99 – Submarino “Guanabara” 129
Figura n.° 100 – Fragata “Niterói” 129
Figura n.° 101 – Fragata “Greenhalg” 130
Figura n.° 102 – Corveta “Barroso” 130
Figura n.° 103 – Contratorpedeiro “Pará” 131
Figura n.° 104 – Navio Patrulha “Guajará” 131
Figura n.° 105 – Navio Patrulha Oceânico “Macaé” 132
Figura n.° 106 – Navio Aeródromo “São Paulo” 132
148
ANEXO 4
Esta é uma lista de Navios construídos no Arsenal de Marinha do Rio
de Janeiro, em ordem de fabricação assinalada em anos decrescentes no
período compreendido entre 1767 á 2009 (Fonte: MARINHA DO BRASIL, 2011,
p. 1 – 5)
Nome Designação Finalizado em
Corveta Barroso V-34 2008 Submarino Tikuna S-34 2005 Submarino Tapajó S-33 1999
Submarino Timbira S-32 1996 Navio Patrulha Guaíba P-41 1994 Navio Patrulha Grajaú P-40 1993
Submarino Tamoio S-31 1993 Dique Flutuante Almirante Schieck 1989 Batelão com propulsão para abastecimento 1988
Corveta Cv Jaceguai (V-31) V-31 1987 Chata de Transporte de óleo diesel 1987 Corveta Cv Frontin (V-33) V-33 1986
Navio Escola Brasil U-27 1986 Chata de Transporte De Jp-5 1986 Navio Patrulha Fluvial Itaipu 1985
Navio de Assistência Hospital Carlos Chagas U-19 1984 Navio de Assistência Hospital Oswaldo Cruz U-18 1984 Navio Patrulha Itaipu P-2 1984
Chata Munição Cmiasmap 1983 Epp-10 1982 Navio Balizador Comandante Varella H-18 1982
Chata Ctm-14 1981 Batelão Sargento Freitas 1981 Barca Urca 1981
Barca Boa Viagem 1981 Fragata União F-45 1980 Fragata Independência F-44 1979
149
Edcg Camboriú L-12 1979 Edcg Tambaú L-11 1978 Edcg Guarapari L-10 1978
Navio Patrulha Fluvial Raposo Tavares P-21 1972 Navio Patrulha Fluvial Pedro Teixeira P-20 1972 Navio Patrulha Costeiro Poti P-15 1971
Navio Patrulha Costeiro Penedo P-14 1971 Navio Patrulha Costeiro Prati P-13 1971 Navio Patrulha Costeiro Pampeiro P-12 1971 Navio Patrulha Costeiro Pirajá P-11 1971
Navio Patrulha Costeiro Piratini P-10 1970 Chata Operário Ubirajara Dos Santos 1967 Chata Aprendiz Luiz Leal 1967
Barco de Pesca Luiz Freire 1966 Barco de Pesca João XXIII 1966 Barca Jurujuba 1964
Batelão João F. dos Santos 1964 Chata Paiaguas 1962 Barca Boa Viagem 1962
Barca Santa Rosa 1962 Barca Vital Brasil 1962 Chata Nhecolandia 1962
Chata Nabileque 1962 Chata Tanque Nº2 1961 Chata Tanque Nº3 1961
Chata Tanque Nº4 1961 Balsa Roça Grande 1961 Balsa Jacarandá 1961
Nhi. Orion H-32 1958 Nhi. Taurus H-33 1958 Nhi. Argus H-31 1957
Barca D‟óleo Anita Garibaldi 1957 Barca Itapura 1950 Barca D´Água Paulo Afonso 1950
Barca D‟óleo Gastão Moutinho 1950 Contratorpedeiro Araguari A-6 1946 Contratorpedeiro Ajuricaba A-5 1946
150
Contratorpedeiro Apa A-4 1945 Contratorpedeiro Acre A-3 1945 Contratorpedeiro Amazonas A-1 1943
Contratorpedeiro Araguaia A-2 1943 Cs. Rio Pardo 1943 Batelão Hércules 1943
Rebocador Mestre Lisboa 1942 Contratorpedeiro Greenhalgh M3 1941 Alvo de Batalha Nº3 1941 Contratorpedeiro Mariz e Barros M-2 1940
Rebocador Antônio João 1940 Contratorpedeiro Marcílio Dias M-1 1940 Monitor Paraguassu 1939
Nm. Camocim C-3 1939 Nm. Camaquã C-6 1939 Nm. Caravelas C-5 1939
Nm. Cabedelo C-4 1939 Nm. Cananeia C-2 1938 Nm. Carioca C-1 1938
Monitor U-17 1937 Canhoneira Cananéa 1890 Cruzador Tamandaré 1890
Canhoneira Cabedelo 1888 Canhoneira Carioca 1886 Canhoneira Camocim 1886
Canhoneira Marajó 1885 Aprendiz Marinheiro 1884 Canhoneira Iniciadora 1883
Cruzador Almirante Barroso 1882 Cruzador Primeiro de Março 1881 Galeota Imperial 1878
Corveta Parnaíba 1878 Cruzador Guanabara 1877 Encouraçado Sete de Setembro 1874
Corveta Trajano 1873 Rebocador Braconnot 1872 Rebocador Lamego 1869
151
Monitor Ceará 1868 Monitor Santa Catarina 1868 Monitor Piauí 1868
Monitor Alagoas 1867 Monitor Rio Grande 1867 Monitor Pará 1867
Corveta V. de Oliveira 1867 Bombardeiro Forte Coimbra 1866 Bombardeiro Pedro Afonso 1866 Encouraçado Rio de Janeiro 1866
Encouraçado Barroso 1865 Encouraçado Tamandaré 1865 Aviso Taquari 1865
Corveta Niterói 1862 Cuter Paraíba 1861 Galeota Cometa 1854
Ipiranga 1854 Corveta Tonelero 1854 Corveta Maranhão 1852
Corveta Imperial Marinheiro 1851 Corveta Baiana 1849 Barca Tetis 1843
Galeota 1842 Corveta Euterpe 1842 Barco Argus 1840
Brigue Caliope 1839 Lugre Ismênia 1836 Corveta D. Amélia (renomeada para Cv “Sete de Abril”) 1830
Corveta Campista 1827 Nau São Sebastião 1767
152
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http://www.faend.com.br/galeria.asp?acao=aparelhos.html > acesso em 09 fev
2012.
___________. Galeria de fotos – líquido penetrante, 2010. Disponível em
http://www.faend.com.br/galeria.asp?acao=liquido.html > acesso em 09 fev
2012.
___________. Galeria de fotos – partículas magnéticas, 2010. Disponível em
http://www.faend.com.br/galeria.asp?acao=particulas.html > acesso em 09 fev
2012.
___________. Galeria de fotos – tratamento térmico, 2010. Disponível em
http://www.faend.com.br/galeria.asp?acao=tratamento.html > acesso em 09 fev
2012.
___________. Galeria de fotos – ultra-som, 2010. Disponível em
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JACOBINO, Ana Marly. Fotografia inserida na história moderna, 2010.
Disponível em http://agendaculturalpiracicabana.blogspot.com/fotografia-
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PAULA, Julio Cesar Silva; GUIZELIN, Gilberto da Silva; NETO, José Miguel
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Acesso em 28 jan 2012.
158
PBrasil, Worldpress. Primeiro Scorpene da Marinha do Brasil terá quilha batida
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http://portaldaradiologia.com/HistoriadoENDnoBrasil/2010?page_id=531#none.
> Acesso em 15 fev 2012.
159
ÍNDICE
FOLHA DE ROSTO 02
AGRADECIMENTO 03
DEDICATÓRIA 04
RESUMO 05
METODOLOGIA 06
SUMÁRIO 07
INTRODUÇÃO 08
CAPÍTULO I
DA NARRATIVA HISTÓRICA DA CONSTRUÇÃO NAVAL NO BRASIL
10
1.1 – História da Construção Naval 10
1.2 – A construção Naval no Brasil 12
1.3 – A transitoriedade da madeira para o aço 15
1.4 – A Marinha Brasileira e a Construção Naval 17
1.5 – O Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro 20
1.6 – Os novos desafios da Marinha do Brasil 24
160
CAPÍTULO II
DA NARRATIVA HISTÓRICA DOS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS NO
BRASIL
27
2.1 – Conceitos Iniciais 27
2.2 – Introdução dos Ensaios não destrutivos (END) na indústria 29
2.3 – A história dos END no Brasil 34
2.4 – Surgimento da ABENDI 38
CAPÍTULO III
HISTÓRICO DO DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA DE GARANTIA
DE QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO NAVAL DO BRASIL
40
3.1 – Conceitos Iniciais 40
3.2 – O que é qualidade? 41
3.2.1 – Definições de Qualidade 42
3.3 – A história do Controle da Qualidade 43
3.3.1 – As Eras da Qualidade segundo Garvin 44
3.3.1.1 – 1.ª Era: da Inspeção 44
3.3.1.2 – 2.ª Era: do Controle Estatístico da Qualidade 45
3.3.1.3 – 3.ª Era: da Garantia da Qualidade 45
3.3.1.4 – 4.ª Era: da Gestão da Qualidade Total – Gestão estratégica da
qualidade (Total Quality Management)
50
3.4 – A Evolução da Qualidade no Japão 51
3.5 – A Evolução da Qualidade no Brasil 52
3.6 – Gestão da Qualidade na área tecnológica militar no Brasil
53
161
CAPÍTULO IV
OS MÉTODOS DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS UTILIZADOS NA
CONSTRUÇÃO NAVAL DA MARINHA DO BRASIL EM
DESENVOLVIMENTO DOS PROJETOS DE ENGENHARIA DE
TECNOLOGIA MILITAR
55
4.1 – Aspectos Iniciais 55
4.2 – Ensaio Visual 57
4.2.1 – Princípio 57
4.2.2 – Aplicações 57
4.2.3 – Técnicas de Ensaio 58
4.2.3.1 – Técnicas tradicionais 58
4.2.3.2 – Técnicas avançadas 59
4.2.4 – Limitações 59
4.2.5 – Apresentação de descontinuidades 60
4.2.6 – Desenvolvimentos 60
4.3 – Análise de Vibrações 62
4.3.1 – Princípio 62
4.3.2 – Aplicações 62
4.3.3 – Técnicas de Ensaio 63
4.3.4 – Limitações 64
4.3.5 – Apresentação das anomalias ou dos objetos 64
4.3.6 – Desenvolvimentos 64
4.4 – Emissão Acústica 67
4.4.1 – Princípio 67
4.4.2 – Aplicações 67
162
4.4.3 – Técnicas de Ensaio 68
4.4.4 – Vantagens e Limitações 68
4.4.5 – Desenvolvimentos 69
4.5 – Estanqueidade 73
4.5.1 – Método da variação de pressão 77
4.5.2 – Método do gás de rastreamento - Hélio 77
4.6 – Correntes Parasitas 79
4.6.1 – Princípio 79
4.6.2 – Aplicações 80
4.6.3 – Técnicas de Ensaio 81
4.6.4 – Limitações 81
4.7 – Termografia 84
4.7.1 – Princípio 84
4.7.2 – Aplicações 84
4.7.3 – Técnicas de Ensaio 85
4.7.4 – Limitações 86
4.7.5 – Descontinuidades e apresentação do objeto 86
4.7.6 – Desenvolvimentos 87
4.8 – Líquido Penetrante 89
4.8.1 – Princípio 89
4.8.2 – Aplicações 91
4.8.3 – Vantagens 92
4.8.4 – Desvantagens 93
163
4.9 – Partículas Magnéticas 96
4.9.1 – Princípio 96
4.9.2 – Aplicações e desenvolvimento 96
4.9.3 – Técnicas de Ensaio 97
4.9.4 – Limitações 98
4.10 – Ultra-som 103
4.10.1 – Princípio 103
4.10.2 – Aplicações 103
4.10.3 – Técnicas de Ensaio 105
4.10.4 – Limitações 105
4.10.5 – Apresentação de descontinuidades 106
4.10.6 – Desenvolvimentos 106
4.11 – Ensaios Radiográficos 110
4.11.1 – Princípio 110
4.11.2 – Aplicações e desenvolvimento 110
4.11.3 – Técnicas de Ensaio 112
4.11.4 – Limitações 116
4.11.5 – Apresentação de descontinuidades 117
4.11.6 – Radiografia Digital 121
4.12 – Aplicabilidade dos métodos de ensaios não destrutivos nos
projetos de tecnologia militar da Marinha do Brasil
124
4.12.1 – Submarino – Classe OBERON (Humaitá, Tonelero e Riachuelo) 126
4.12.2 – Submarino Modelo IKL 209/1400 – Classe TUPY 128
4.12.3 – Demais projetos relevantes 129
164
CONCLUSÃO 133
ANEXOS 136
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 152
WEBGRAFIA 156
INDICE 159
FOLHA DE AVALIAÇÃO 165
165
FOLHA DE AVALIAÇÃO
Nome da Instituição: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES – AVM –
FACULDADES INTEGRADAS
Título da Monografia: OS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS COMO
FERRAMENTA INDISPENSÁVEL NA GARANTIA TOTAL DA QUALIDADE
NOS PROJETOS DE ENGENHARIA DE TECNOLOGIA MILITAR DA
MARINHA DO BRASIL.
Autor: CIRLEI DE SOUZA LOURENÇO
Data da entrega: 21/03/2012
Avaliado por: NELSOM MAGALHÃES Conceito: