Esta norma estabelece os requisitos mínimos para o ensaio por partículas magnéticas, usado para a detecção de descontinuidades superficiais e subsuperficiais (próximas da superfície), em materiais ferromagnéticos.

O ensaio por partículas magnéticas é usado para detectar trincas, dobras, inclusões e outras descontinuidades.

Pode ser aplicado em materiais, barras, materiais acabados e semi-acabados, soldas e peças em serviço.

Não é aplicado para materiais não ferromagnéticos e ligas tais como aços inoxidáveis austeníticos.

Ambient light: é o nível de luz visível medida na superfície da peça, com a luz negra ligada. (nível de luz branca dentro da cabine escura)

Gauss: é a unidade do fluxo ou indução (1 G= 10 ^-4 Tesla (T); no ar, 1 G é equivalente a 1 oersted (Oe), o qual equivale a 79,58 A/m)

Head shot: são os cabeçotes, os contatos, utilizados para a magnetização circular, com passagem de corrente diretamente através da peça ou do condutor central.

Magnetização: processo pelo qual os domínios magnéticos elementares de um material são alinhados predominantemente em uma direção.

Retentividade: é a habilidade de um material reter magnetismo, após a força magnetizante ter sido removida.

O ensaio consiste em magnetizar a peça ou área a ser ensaiada, aplicando as partículas magnéticas enquanto a área está sendo magnetizada e a subsequente interpretação e avaliação dos acúmulos de partículas. A máxima detectabilidade ocorre quando a descontinuidade está posicionada perpendicularmente ao fluxo magnético. Para a detecção de descontinuidades em todas as direções, pelo menos dois campos magnéticos perpendiculares num plano paralelo a superfície a ser ensaiada devem ser usados exceto quando especificado pelo contratante.

O critério de aceitação e rejeição aplicado à peça ou grupo de peças, deve ser incorporado ao procedimento escrito como por exemplo a norma MIL-STD-1907, desenhos, manuais, boletins de serviço ou qualquer outro documento que estabeleça o tamanho e concentração aceitáveis das descontinuidades. Os critérios de aceitação devem ser aprovados pelo contratante do ensaio.

Nossa Nota: em casos do ensaio realizado por empresas de manutenção, deve-se seguir os critérios de aceitação e rejeição especificados no Manual do fabricante, em boletins ou outro documento específico.

Esta norma determina que o pessoal envolvido no ensaio seja qualificado por uma das seguintes normas de qualificação:

- SNT-TC-1A

- NAS 410. Esta é a norma adotada para qualificação na área aeronáutica. (clique AQUI para acessar a NAS 410).

O ensaio deve ser realizado conforme um procedimento escrito, aplicado a peças ou grupo de peças. O procedimento deve fornecer uma condição para que seja detectada a menor descontinuidade rejeitável (defeito) especificada no critério de aceitação.

O procedimento escrito pode ser geral se puder ser aplicado à todas as peças a serem ensaiadas.

Todo procedimento escrito deverá ser aprovado por um profissional qualificado e certificado em Nível III no ensaio por partículas magnéticas. Os procedimentos devem ser submetidos ao contratante quando for solicitado.

Um procedimento escrito deve conter pelo menos os seguintes itens:

- Identificação do procedimento: número e data em que foi escrito;

- Identificação das peças em que o procedimento é aplicável, incluindo o tipo de material e liga utilizada na fabricação da peça;

- Seqüência do ensaio

- Identificação dos padrões utilizados para a verificação da performance do equipamento;

- Áreas da peça que serão ensaiadas (incluindo um Croqui ou fotografias);

- Preparação da peça antes do ensaio;

- Direções de posicionamento no equipamento;

- O tipo de corrente e o tipo de equipamento a ser utilizado;

- Método utilizado para magnetizar (contatos, yoke, cabo, grampo, bobina e etc..);

- Direções de magnetização e a seqüência em que serão aplicadas as desmagnetizações entre as magnetizações;

- O nível de corrente ou o número de amperes/espiras e a duração destas aplicações; tipo das partículas magnéticas (se secas ou úmidas, visíveis ou fluorescentes) e o equipamento e método de aplicação. Se utilizar partículas úmidas, indicar os limites de concentração;

- Tipo de registros e método de marcação das peças após o ensaio (inspeção);

- Critérios de aceitação a ser utilizado na avaliação das indicações e,

- Desmagnetização após a inspeção e limpeza final.

Quando o ensaio por partículas magnéticas for especificado, deverá ser realizado após as operações que possam causar descontinuidades ou defeitos superficiais ou próximos da superfície. Essas operações incluem mas não são limitadas apenas aos processos de forjamento, tratamento térmico, conformação a quente, esmerilhamento, usinagem, eletrodeposição, desempenamento, reparo e etc..

Peça que receberão camadas depositadas, devem ser inspecionadas antes destas aplicações.

Peças tratadas termicamente ou que recebam cargas de 180 ksi ou maior, devem ser inspecionadas após estas operações.

Nota: Quando o ensaio é requerido em peças em serviço, deve-se seguir os requisitos dos procedimentos, boletins ou manuais, para verificar quando e como o ensaio deve ser executado. Lembrar que qualquer sobrecarga ou esforço excessivos numa peça em uso, são motivos que caracterizam a necessidade do ensaio.

Registro do Ensaio

Os resultados de todos os ensaios (inspeções) devem ser registrados. Todos os resultados registrados devem ser identificados, arquivados e devem estar disponíveis para futura consulta, principalmente pelo contratante.

Os registros devem permitir a rastreabilidade para peças ou lote de peças e devem identificar o contratante, os procedimentos utilizados, o tamanho do lote ou a identificação da peça ensaiada e o número de peças aprovadas.

* Nota: Aqui é importante salientar a importância de alguns meios que facilitam e organizam a identificação das peças ensaiadas. É necessário o uso de etiquetas, embalagens distintas para peças aprovadas e rejeitadas, fichas de acompanhamento ou qualquer outro meio que identifique o item inspecionado e qual o resultado obtido.

Neste item é importante salientar a importância das fotografias, desenhos, lacres, etiquetas adesivas e etc..

Luz visível (luz branca): usada quando utiliza-se as partículas não fluorescentes. A intensidade da luz visível na superfície em ensaio deve ser de no mínimo 1000 lux (100 foot candles).

Luz visível ambiente: a menos que de outra maneira especificada, a inspeção das peças no ensaio com partículas fluorescentes deverá ser feita em uma área escura com um máximo de luz ambiente(luz branca) de 20 lux, medidos na superfície da peça em ensaio.

Fontes especiais internas de luz visível: quando o ensaio é feito em superfícies internas de uma peça, usando fontes especiais de iluminação, a imagem produzida deverá ter resolução suficiente para avaliar as descontinuidades.

Luz negra: toda luz negra deverá ser verificada nos intervalos especificados na tabela 1 e após a substituição de lâmpadas ou filtros. Um período maior para as verificações poderá ser usado se um plano justificando esta extensão de período for preparado e aprovado pelo contratante. A intensidade mínima aceitável é de 1.000 m w/cm², na peça a ser examinada.

A luz negra, refletores e filtros devem ser verificados diariamente quanto a limpeza e integridade. Danos ou sujeiras nos refletores ou filtros, requerem reparos ou substituição.

Inspeção de superfícies internas

Quando as lâmpadas são fisicamente largas em relação ao acesso para partes internas da peça, impossibilitando a iluminação direta da superfície em ensaio, deve-se utilizar uma iluminação especial. Partes internas tais como furos, passagens e etc. menores que 12,5 mm de diâmetro nominal não devem requerer o ensaio por partículas magnéticas a menos que especificado pelo contratante, procedimentos, manuais ou outros documentos aplicáveis.

Requisitos para as partículas secas: devem atender aos requisitos da AMS 3040 e mostrar as indicações listadas na tabela 2 utilizando o anel de eficiência (ketos Ring), utilizando os seguintes procedimentos:

- Introduzir no orifício central do anel de eficiência, um condutor com diâmetro entre 25 e 31 mm e comprimento de 40 cm. Magnetizar o anel circularmente, utilizando a corrente especificada na tabela 2. Aplicar a suspensão pelo método contínuo na superfície do padrão enquanto a corrente esta sendo aplicada. Examinar o anel dentro de um minuto após a aplicação da corrente, sob luz visível com intensidade não menor que 1.000 lux. O número de furos detectados, deverá ser no mínimo o especificado na tabela 2

Requisitos para partículas para via úmida: devem atender aos requisitos da AMS 3041, 3042, 3043, 3044, 3045 ou 3046. Aplicando estas especificações, as partículas devem mostrar as indicações conforme a tabela 2, utilizando o seguinte procedimento:

- Introduzir no orifício central do anel de eficiência, um condutor com diâmetro entre 25 e 31 mm e comprimento de 40 cm. Magnetizar o anel circularmente, utilizando a corrente especificada na tabela 2. Através de maneira adequada, aplicar as partículas na superfície do padrão enquanto a corrente esta sendo aplicada. Examinar o anel dentro de um minuto após a aplicação da corrente. Se examinando banhos não fluorescentes (partículas visíveis), deve-se utilizar luz visível com intensidade mínima de 1.000 lux. Para banhos com partículas fluorescentes, utilizar luz negra com intensidade mínima de 1.000 m w/cm² . O número de furos detectados, deverá ser no mínimo o especificado na tabela 2

Veículos para suspensão

Os veículos devem ser óleos leves, destilados de petróleo, conforme a AMS 2641 ou DoO-F-87935 ou a água, condicionada com os aditivos necessários.

O ponto de fulgor e viscosidade devem estar de acordo com os requisitos da AMS 2641 ou DoD-F-87935.

A fluorescência de fundo do veículo de suspensão deve ser menor que o limite especificado no DoD-F-87935.

Quando for utilizada água (Tipo II) como veículo de suspensão, deve-se utilizar partículas cujo concentrado possua propriedades umectantes, de dispersão de partículas, de proteção contra corrosão um anti-espumante e outras características tais como viscosidade e fluorescência de acordo com AMS 2641 ou DoD-F-87935. O pH da suspensão deve estar entre 6 e 10.

Concentração das partículas

O volume de partículas magnéticas fluorescentes decantadas deverá estar entre 0,1 e 0,4 ml, para uma amostra de 100ml de suspensão.

Em casos específicos e devidamente testados e aprovados pelo contratante, onde seja necessária a utilização das partículas visíveis, sua concentração deverá estar entre 1,2 e 2,4 ml.

"As partículas fluorescentes e visíveis não podem ser utilizadas juntas"

 Preparação das peças para ensaio

Desmagnetização antes do ensaio: a peça deverá ser desmagnetizada antes do início do ensaio se uma operação anterior tiver produzido um campo magnético residual que possa interferir com o ensaio.

Limpeza da superfície a ser ensaiada: toda superfície deve estar limpa, seca e livre de camadas que possam mascarar as descontinuidades. Devem ser removidas da superfície da peça em ensaio, tudo o que for motivo de contaminação ou interfira na eficiência e sensibilidade do ensaio, tais como: umidade, camadas de poeira, todo tipo de lubrificação, crostas de óxido, resíduos de usinagem e etc..

O ensaio não deverá ser executado em peças com coberturas que possam vir a interferir na detecção de descontinuidades superficiais em um substrato ferromagnético. Normalmente, essas coberturas incluem tinta ou cromeação em espessuras superiores a 0,08 mm, ou coberturas ferromagnéticas, tais como níquel em espessuras superiores a 0,03 mm. Se coberturas com espessuras superiores aos limites apresentados acima forem utilizadas, deverá ser demonstrado que os menores defeitos permissíveis podem ser detectados. Quando as coberturas forem não condutoras, deverão ser removidas no local em que será feito contato elétrico.

Quando uma peça a ser ensaiada possuir furos, pequenas aberturas, passagens para galerias ou componentes metálicos ou não que possam reter ou serem contaminados com os produtos e resíduos provenientes do ensaio, devem ter estas regiões devidamente mascaradas ou obstruídas com material não abrasivo e que possa ser removido sem exigir trabalho mecânico. O material da máscara não deverá contaminar o banho.

Tipos de correntes de magnetização

Os tipos de corrente de magnetização utilizados neste ensaio são: corrente alternada (trifásica ou monofásica) retificada completamente (corrente contínua), usada para a detecção de descontinuidades abaixo da superfície. Corrente alternada retificada em meia onda é adequada para o ensaio com partículas secas porque cria um campo unidirecional pulsado, que fornece um aumento na mobilidade das partículas e corrente alternada, usada apenas para a detecção de descontinuidades abertas a superfície. Os equipamentos utilizados na magnetização e desmagnetização não devem causar danos na peça em ensaio e devem ter dispositivos que permitam uma operação segura.

As descontinuidades são dificilmente detectadas se estiverem em um angulo menor que 45⁰ em relação a direção de magnetização.

Para assegurar a detecção de descontinuidades em qualquer direção, cada peça deve ser magnetizada em pelo menos duas direções perpendiculares. Dependendo da geometria da peça, ela poderá requerer magnetização circular em duas ou mais direções ou magnetização circular e longitudinal ou magnetização longitudinal em duas ou mais direções.

Exceções devido à geometria ou outros fatores, requerem aprovação específica do contratante.

Imãs permanentes: não podem ser usados no ensaio por partículas magnéticas, a menos que devidamente especificado e autorizado pelo contratante. Quando são permitidos, devem ser verificados com o teste de peso morto (ver adiante).

Yokes: quando utilizando yokes, um adequado campo magnético deverá ser estabelecido (ver adiante)

Este tipo de magnetização pode ser usado para cumprir os requisitos para a magnetização em duas direções, ser for demonstrado que é satisfatoriamente eficiente em todas as áreas críticas. Defeitos artificiais podem ser usados para indicar e estabelecer a direção do campo magnético.

Este tipo de magnetização é possível, pela passagem de corrente diretamente através da peça em ensaio. O contato elétrico é feito com a peça, utilizando os cabeçotes, garras, grampos, placas, malhas, prods ou outros meios.

Cuidados devem ser tomados para assegurar que a corrente elétrica não está fluindo enquanto os contatos estão posicionados ou removidos e que um excessivo aquecimento não irá ocorrer na área de contato.

A menos que de outro modo especificado pelo contratante, prods não devem ser utilizados em componentes aeroespaciais.

Este tipo de magnetização é feito com bobinas, yokes, condutor central e etc..

Este método consiste em introduzir uma peça no interior de uma bobina carregada eletricamente. No interior desta bobina existe um condutor ferromagnético, que estará no interior da peça. O objetivo é criar uma fluxo de corrente na peça e consequentemente obter um campo magnético adequado. Oferece vantagens para peças em forma de anel ou com orifício central e com a relação L/D menor que 3, e especialmente para evitar a possibilidade de queima em regiões da peça onde seriam feitos os contatos para a passagem direta de corrente.

Tensão do campo magnético

O campo magnético aplicado deve ter força suficiente para produzir indicações satisfatórias, porém não pode ser forte demais, pois poderá causar o mascaramento das indicações relevantes, pelo acúmulo excessivo de partículas.

Os fatores que determinam a requerida tensão do campo magnético incluem o tamanho, forma e a permeabilidade do material da peça, a técnica de magnetização, o método de aplicação das partículas e o tipo e localização das descontinuidades.

A tensão adequada do campo magnético pode ser determinado por uma ou a combinação de três fatores:

1- Ensaiando peça contendo defeitos naturais conhecidos ou defeitos artificiais do tipo, tamanho e localização, especificados no critério de aceitação.

2- Utilizando um gausímetro.

3- Utilizando as fórmulas dadas para a magnetização com bobinas (ver adiante).

Quando a magnetização é feita pela passagem de corrente diretamente na peça (entre cabeças), a corrente deve ser de 300 a 800 A/in der diâmetro da peça ( 12 a 32 A/mm).

O diâmetro da peça deve ser a maior distância entre dois pontos no diâmetro externo da peça.

Normalmente a corrente deve ser de 20 A/mm (500 A/in) ou inferior. Correntes maiores, até 800 A/in, são usadas para inspecionar inclusões em liga de baixa permeabilidade, tais como aços endurecidos por precipitação. Para localizar inclusões em aços endurecidos por precipitação, correntes até 1.000 A/in podem ser usadas.

* Aqui vale lembrar que altas correntes podem danificar as regiões de contato com a peça ou causar um aquecimento excessivo.

É a magnetização onde a corrente passa através de um condutor que é posicionado no interior e atravessando a peça em ensaio. Neste caso, a corrente alternada pode ser usada somente quando o objetivo for inspecionar a superfície interna da peça, para detectar descontinuidades superficiais.

Se somente a superfície interna da peça for inspecionada, o diâmetro deve ser a maior distância entre dois pontos (180^o), no diâmetro interno. Se a inspeção for na superfície externa da peça, proceder como na magnetização circular direta.

- Para se magnetizar uma peça onde o eixo do condutor se situa paralelo e próximo ao eixo da peça, a corrente deverá ser de 12A a 32A por mm do diâmetro da peça. Normalmente as correntes serão 20A/mm ou mais baixas, sendo que valores mais altos serão usados para  detectar inclusões ou inspecionar ligas de baixa permeabilidade magnética, tais como aços endurecidos por precipitação. Para se localizar inclusões em tais aços, correntes de até 40A/mm podem ser utilizadas.

- Quando a peça estiver colocada encostada no condutor, e seus eixos não forem coincidentes, a regra mostrada em (4.3.3.1. da Norma) pode ser utilizada, mas o diâmetro considerado deverá ser a soma do diâmetro do condutor central com duas vezes a espessura da parede. A distância ao longo da circunferência da peça (interior ou exterior), que é efetivamente magnetizada, deve ser tomada como quatro vezes o diâmetro do condutor central. A circunferência toda deverá ser inspecionada, pela rotação da peça no condutor, permitindo uma sobreposição de campo magnético de aproximadamente 10%. Vide figura abaixo:

- Para peças não cilíndricas, o diâmetro (D) será a maior diagonal da seção transversal.

As peças a serem ensaiadas devem ter uma relação comprimento/diâmetro:(L/D) entre 2 e 15.

- Para peças posicionadas na parede interna da bobina

- Para peças posicionadas no centro da bobina

- Para  peças que apresentarem furos

No método contínuo seco, as partículas são aplicadas enquanto a força de magnetização está presente. No método contínuo úmido, a força magnetizante deve ser aplicada simultaneamente ou imediatamente após desviar o jato da suspensão.

* Nunca aplicar o jato de suspensão após a força magnetizante ter sido removida, isso acarretará a remoção das indicações.

Neste método as partículas são aplicadas imediatamente após a força magnetizante ter sido removida.

Não é tão sensível quanto o método contínuo, mas poderá ser útil por exemplo para a detecção de trincas de fadiga, decorrentes da utilização da peça (descontinuidade em serviço). Estas peças devem ser de materiais de alta retentividade. É útil também para o ensaio de peças ou áreas onde o método contínuo não pode ser usado devido a geometria ou outro fator. O método residual deve ser usado apenas quando houver uma aprovação específica do órgão contratante ou quando estiver documentado (manuais, boletins e etc.), que ele é capaz de detectar defeitos naturais ou artificiais em peças padrão.

As peças ou blocos padrão devem ser do mesmo material, processo de fabricação e geometria similar a da peça a ser ensaiada.

Quando utiliza-se polímeros, pastas ou tintas como veículo para as partículas, são necessários períodos prolongados ou repetidos de magnetização devido a baixa mobilidade das partículas nestes meios de alta viscosidade.

Quando utiliza-se partículas secas, o fluxo da corrente de magnetização deve ser iniciado antes da aplicação das partículas e terminado após a aplicação e a remoção do excesso.

A duração da corrente de magnetização deve ser de pelo menos 1/2 segundo e precauções devem ser tomadas para prevenir algum dano na peça, pelo aquecimento excessivo.

Partículas secas devem ser aplicadas de maneira que se forme uma camada uniforme na superfície, enquanto a peça está sendo magnetizada.

O excesso deve ser removido com um leve sopro de ar, que remova apenas o excesso, que não tenha força para retirar as partículas que formam as indicação nos campos de fuga.

O método seco não deve ser usado para inspecionar componentes aeroespaciais sem aprovação específica do contratante.

Partículas fluorescentes e visíveis em suspensão em um líquido, devem ser aplicadas por spray suave, por jato (fluxo) de pouca pressão, sobre a superfície em ensaio.

A seqüência e tempo de magnetização e aplicação das partículas são requeridos para obter a apropriada formação e retenção das indicações.

O tempo de duração de cada aplicação de corrente de magnetização deve ser pelo menos de 1/2 segundo com um mínimo de duas aplicações de corrente (shot). O segundo shot deve ser sem a aplicação da suspensão.

* Nossas recomendações:

1 - Aplicar inicialmente o banho sem a corrente de magnetização

2 - Aplicar o banho durante a aplicação da corrente e retira-lo antes que a aplicação da corrente seja interrompida.

3 - Cuidar para que não haja o superaquecimento da peça

4 - Cuidar para que o fluxo da suspensão não remova as indicações em formação ou já formada, pois um jato forte do banho, é capaz de remover as indicações formadas em fracos campos de fuga.

5 - Geralmente dois shots não são suficientes, por esse motivo deve-se ter um padrão para verificar quantos shots serão necessários.

Esses tipos de materiais utilizados como veículos para as partículas, são aplicados por pincelamento, derramamento, spray e etc., durante a magnetização

Este método é utilizado em aplicações especiais tais como ensaios sobre cabeças ou em peças submersas.

Deverá ser usado somente com aprovação específica do contratante ou previsto em manuais do fabricante da aeronave.

Estes materiais contendo partículas magnéticas deverão estar em contato direto com a peça, durante o tempo total de magnetização.

A peça deve ser magnetizada antes do material iniciar o processo de cura, para que seja permitida a mobilidade das partículas das partículas.

Este processo requer prolongados e repetidos períodos de magnetização.

É utilizado em aplicações especiais tais como, furos ou cavidades onde o método úmido não é possível.

Deverá ser usada somente com a aprovação do contratante ou especificações de manuais ou boletins.

* Nossa Nota: Em casos onde o ensaio é feito de acordo com os procedimentos dos manuais do fabricante e se for constatada a necessidade de uma adaptação da técnica ou a adoção de um método especial de aplicação de partículas, deve-se desenvolver uma técnica e apresenta-la ao fabricante da aeronave, esperando que esta técnica seja testada e aprovada..

Todas as indicações devem ser identificadas como sendo relevantes ou não relevantes.

As indicações relevantes devem ser comparadas e classificadas pelo critério de aceitação e rejeição e as peças devem ser aprovadas ou rejeitadas conforme os resultados.

Registro das indicações

Quando requerido por um procedimento escrito, a localização de todas as descontinuidades deverá ser marcada na peça, e registros permanentes da localização, direção e freqüência das indicações pode ser feita por um ou mais dos seguintes meios.

- Descrição escrita: registrando a localização, dimensões, direção e número de indicações.

- Fita transparente: para as indicações de partículas secas, a fita deve permitir a aderência das indicações.

- Cobrindo a indicação com produtos possam fixa-la na superfície, podendo ser removida e fixada em relatórios ou deixados na própria peça.

- Fotografia: fotografias convencionais (ver alguns parâmetros no material publicado na seção de ensaios por partículas magnéticas) ou digitais e vídeos.

A menos que de outro modo especificado, todas as peças devem ser limpas, desmagnetizadas e protegidas contra corrosão após o ensaio.

Quando utilizando corrente alternada, a peça deve ser submetida a um campo maior e aproximadamente na mesma direção do campo utilizado durante o ensaio. A corrente alternada deverá decrescer a zero.

Quando utilizando corrente bobina desmagnetizadora, posicionar a peça aproximadamente a 30 cm em frente da bobina, atravessa-la lentamente pelo interior da bobina retira-la do outro lado a uma distância de pelo menos 1 (um) metro do final da bobina.

Repetir o processo tantas vezes quanto seja necessário.

Rotacionar e movimentar as peças de geometria complexa enquanto ela é passada através do campo da bobina.

Quando utilizado corrente contínua, o campo inicial deve ser tão alto e na mesma direção, em relação ao campo utilizado durante o ensaio.

O campo deve ser revertido e diminuído em magnitude. Este processo deverá ser repetido até um valor de magnetismo residual (remanente) aceitável.

Quando possível, as peças que forem magnetizadas circularmente devem ser magnetizadas longitudinalmente antes de iniciar a desmagnetização. Após a desmagnetização, a peça não poderá apresentar um campo residual acima de 3 G em nenhuma região da peça.

- A limpeza deverá ser feita com um solvente ou outros meios adequados.

- As peças ensaiadas e limpas devem ser examinadas para se assegurar se o processo de limpeza removeu (partículas magnéticas), de furos e passagens.

- Remover todos os plugs, máscaras.

- As peças devem ser protegidas para evitar corrosão ou danos durante o processo de limpeza e após a finalização.