Esta nota de aplicação explora como medir com precisão a espessura de parede remanescente de tubos metálicos, tanques, vigas, cascos de navios e outras estruturas através de pinturas e revestimentos similares.
Os desafios da medição da espessura de metal através de pinturas ou revestimentos
Em muitas situações de manutenção industrial e petroquímica é preciso medir a espessura remanescente de metal que está sujeita à corrosão através de uma ou mais camadas de tinta ou revestimentos não metálicos semelhantes. Com os medidores de espessura ultrassônicos convencionais, a presença de pintura ou revestimentos similares causará erros de medição, em geral aumentando a espessura aparente do metal em mais de duas vezes em relação à espessura da pintura, devido à velocidade do no som na pintura ser muito mais baixa. Estão disponíveis duas soluções para esse problema: as medições eco a eco e THRU-COAT™. |
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Equipamento usado para a medição eco a eco e THRU-COAT
A funcionalidade eco a eco e THRU-COAT está disponível em dois dos nossos medidores de corrosão: os medidores 39DL PLUS™ e 45MG. A medição eco a eco geralmente é realizada com um dos transdutores de elemento duplo a seguir: D790, D791, D797 ou D798. A medição THRU-COAT exige um ou dois transdutores especializados de elemento duplo, o D7906-SM ou o D7908.
Há muito tempo, os transdutores de elemento duplo são o padrão da indústria para aplicações de inspeção de corrosão devido à sua resposta superior a superfícies rugosas e condições corrosivas. Eles normalmente são recomendados para aplicações comuns de medição de corrosão. Transdutores de elemento único com linha de atraso podem ser indicados para certas aplicações com metais com pintura macia onde se exige medições extremamente precisas.
Teoria de funcionamento para medição de espessura de metal através de pintura
A velocidade da onda de som no aço geralmente é de cerca de 5900 m/s (0,2320 pol./µs), enquanto a velocidade do som em pinturas e revestimentos similares normalmente é inferior a 2500 m/s (0,1000 pol./µs). Um medidor ultrassônico convencional, que mede a espessura total do metal pintado, medirá de forma equivocada a camada de tinta na velocidade do aço, ou seja, a pintura aparentará ser pelo menos 2,35 vezes mais grossa (a razão das duas velocidades do som) do que realmente é. Em situações que envolvem revestimentos espessos e tolerâncias rigorosas, o erro introduzido pela camada de tinta pode ser uma parte significativa da medição total. A solução para este problema é medir ou calcular a espessura de forma que o componente da pintura seja removido da medição.
A medição eco a eco da espessura usa unicamente a técnica bem estabelecida de cronometragem do intervalo entre os dois ecos sucessivos da parede traseira que representam a trajetória de ida e volta sucessivas da onda sonora na amostra. Em situações que envolvem metal pintado, esses múltiplos ecos na parede traseira ocorrem apenas dentro do metal, não no revestimento, portanto o intervalo entre qualquer par deles (eco da parede traseira 1 e 2, 2 e 3 etc.) representa a espessura do metal somente, com o cancelamento da espessura do revestimento.
A medição THRU-COAT usa um software patenteado para identificar o intervalo de tempo representado pela trajetória de ida e volta no revestimento. Esse intervalo de tempo é usado para calcular e exibir a espessura do revestimento. Ao subtrair esse intervalo da medição total, o medidor também pode calcular e exibir a espessura do substrato de metal.
Comparação das técnicas de medição eco a eco e THRU-COAT
Cada uma dessas técnicas possui vantagens e limitações que devem ser consideradas ao selecionar a melhor para uma aplicação específica:
Vantagens da medição eco a eco:
- Funciona com uma grande variedade de transdutores comuns
- Com frequência, funciona através de revestimentos de superfícies rugosas
- Pode ser realizada em altas temperaturas de até 500 °C ou 930 °F com os transdutores apropriados
Limitações da técnica eco a eco:
- Exige vários ecos de parede traseira, que talvez não ocorram em metais com corrosão severa
- O intervalo da espessura pode ser mais limitado que o da medição THRU-COAT
Vantagens da medição THRU-COAT:
- Funciona em uma ampla faixa de espessuras de metal, normalmente de 1 mm (0,040 pol.) a mais de 50 mm (2 pol.) em aço
- Precisa de apenas um eco de parede traseira
- Pode medir a espessura mínima remanescente de metal com mais precisão em situações de corrosão
Limitações da medição THRU-COAT:
- O revestimento não pode ser metálico e precisa ter ao menos 0,125 mm (0,005 pol.) de espessura
- O revestimento da superfície deve ser relativamente uniforme
- Requer o uso de um dos dois transdutores especializados
- A temperatura máxima da superfície é de aproximadamente 50 °C ou 125 °F
Procedimento para medições eco a eco e THRU-COAT
Os procedimentos para ativação e execução das medições eco a eco e THRU-COAT com os medidores 39DL PLUS e 45MG e os transdutores apropriados estão descritos em detalhes nos seus respectivos manuais de operação. Consulte os manuais dos medidores para obter essas informações e detalhes sobre o procedimento recomendado para a calibração da velocidade e otimização de ganho e branco, quando necessário.
Faixa de medição do modo THRU-COAT
O recurso THRU-COAT usando os transdutores D7906-SM ou D7908 somente pode medir revestimentos não metálicos, como tinta ou epóxi com 0,12 mm (0,005 pol.) de espessura ou mais. Se você estiver medindo aço revestido e o valor do revestimento não for exibido, a espessura do revestimento é menor que a capacidade de leitura de espessura mínima do recurso THRU-COAT ou não pode ser determinada pelo recurso. Em muitos casos, a espessura do revestimento ainda será subtraída da medição e a espessura do aço será exibida. Você também pode tentar realizar a medição usando a função eco a eco, ou talvez seja necessário remover o revestimento.
A espessura de metal mensurável no modo THRU-COAT normalmente varia de aproximadamente 1 mm (0,040 pol.) a mais de 50 mm (2 pol.), dependendo das propriedades acústicas do metal e da condição da superfície interior.
Faixa de medição do modo eco a eco
No modo eco a eco, a faixa de espessura depende da seleção do transdutor e do tipo de medidor sendo usado, bem como das propriedades acústicas do metal sendo medido e da condição da superfície. Por definição, a medição eco a eco requer a presença de pelo menos dois ecos da parede traseira, portanto, não funcionará em determinadas situações extremas que envolvam materiais com corrosão severa, muito rugosos, altamente dispersivos ou altamente atenuantes que não forneçam um segundo eco múltiplo da parede traseira. Nesses casos, se possível, deve-se usar a medição THRU-COAT.
Com os medidores 39DL PLUS e 45MG, as faixas de espessura de eco a eco típicas são as seguintes:
| Tipo de transdutor | Faixa de espessura* |
| D798 | 0,06 pol. a 0,3 pol. (1,5 mm a 7,50 mm) |
| D790/D791 | 0,1 pol. a 2 pol. (2 mm a 50 mm) |
| D797 | 0,5 pol. a 5 pol. (12,5 mm a 125 mm) |
| M201 | 0,05 pol. a 0,5 pol. (1,25 mm a 12,5 mm) |
*As faixas de espessura dependem do material, das condições da superfície e da temperatura.
