Medição da espessura de revestimentos e produtos de vidro

Esta nota de aplicação explica como medir a espessura da parede de produtos de vidro comercial, como garrafas, recipientes, tubulações, chapas e placas, vidro para aplicação científica e lâmpadas, além de medir a espessura de revestimentos de vidro em tanques revestidos com vidro. Conheça os medidores de espessura de vidro e os procedimentos recomendados para medir materiais de vidro. 

Contextualização da medição da espessura de vidros

O vidro é um material de engenharia econômico e altamente versátil que pode ser fundido, moldado ou soprado em uma grande variedade de formas. Ele é altamente condutor de ondas sonoras de alta frequência, tornando-o um excelente material para a medição de espessura ultrassônica. O vidro também é não magnético, tornando-o mensurável com medidores de espessura de efeito Hall (também conhecidos como medidores magnéticos).

A geometria da maioria dos produtos de vidro comum dificulta ou torna impossível a medição mecânica de espessura com paquímetros ou micrômetros. No entanto, praticamente todos os produtos de vidro comum podem ser facilmente medidos com medidores de espessura ultrassônicos ou magnéticos. Os testes com esses medidores de espessura de vidro não danificam o vidro, e as medições de espessura são instantâneas, precisas e confiáveis.

Equipamento usado para medir a espessura do vidro

Os medidores de espessura de vidro incluem o equipamento de medição de espessura ultrassônico e magnético. Apresentamos a seguir uma visão geral dessas ferramentas de medição de espessura de vidro:

1. Medidores magnéticos

O medidor de espessura de efeito Hall Magna-Mike 8600™ é um instrumento excelente para a medição de vidro em aplicações que envolvem garrafas, recipientes e tubulações com uma extremidade aberta que permita a inserção de uma bola-alvo e com espessuras que não ultrapassem cerca de 25 mm (1 pol.).

O medidor Magna-Mike 8600 usa os efeitos do campo magnético para medir a distância entre a ponta da sonda que é pressionada contra a superfície externa de uma peça de teste e uma pequena bola-alvo de aço que se move pelos pontos internos correspondentes. O medidor Magna-Mike 8600, com frequência, é a melhor escolha para a medição de quinas e raios estreitos e não requer calibração para cada material específico.

Quando o medidor Magna-Mike 8600 é usado em aplicações de vidro, não é preciso realizar nenhuma configuração ou operação especial. O instrumento é usado de forma simples como descrito no manual de operação. A sonda 86PR-1 padrão geralmente é recomendada para aplicações de vidro. O sistema de sonda e bola-alvo normalmente não arranham vidro industrial.

2. Medidores ultrassônicos

Os medidores de espessura ultrassônicos de precisão, como os medidores 39DL PLUS™ e 45MG com o software Single Element, podem ser usados para medir produtos de vidro típicos com uma faixa de espessura de cerca de 0,125 mm (0,005 pol.) a 500 mm (20 pol.). Como em qualquer aplicação de medição de espessura, o medidor ultrassônico mede o tempo da trajetória de ida e volta de um pulso de som de alta frequência na parede da peça de teste e, em seguida, usa o tempo da trajetória do pulso medido e a velocidade do som de um material calibrado para calcular a espessura da parede. 

Os medidores ultrassônicos podem ser usados para medir todos os produtos de vidro comum. Eles são especialmente úteis em situações em que a espessura do vidro ultrapassa a faixa do medidor de espessura de efeito Hall Magna-Mike 8600, em que a geometria da peça impede a inserção de uma bola-alvo (como no caso de lâmpadas fechadas), e quando são necessários níveis muito altos de precisão (aproximando-se de +/- 0,002 mm ou 0,0001 pol.).

Os medidores de espessura de precisão, como os medidores 39DL PLUS e 45MG com o software Single Element, são pré-programados com configurações padrão do transdutor que podem ser usadas para a maioria das configurações de vidro comum. Eles requerem somente a calibração da velocidade e do zero, conforme descrito nos manuais de operação dos instrumentos. Em alguns poucos casos especializados que envolvem geometrias complexas ou outras condições difíceis, pode ser necessária uma configuração personalizada do transdutor. Um exemplo são situações em que uma abordagem de imersão focada é recomendada devido a existência de raios agudos. Nessas aplicações, a Evident fornecerá assistência para a configuração.

7 aplicações de medição de espessura de vidro comum

Os medidores de espessura de vidro são usados para medir uma grande variedade de produtos de vidro. A lista a seguir apresenta as aplicações de medição de vidro mais comuns e o equipamento recomendado para cada uma.

1. Garrafas e recipientes

O medidor de espessura de efeito Hall Magna-Mike 8600 é comumente usado para a medição de garrafas e recipientes de vidro. No entanto, os medidores ultrassônicos usados com transdutores de contato de diâmetro pequeno, como o M116 (20 MHz), também funcionam bem. A medição é rápida, simples e completamente não destrutiva.

2. Tubulação de vidro

A maioria das seções curtas de tubulações de vidro pode ser facilmente medida com o medidor de espessura de efeito Hall Magna-Mike 8600. A tubulação também pode ser medida por ultrassom usando um transdutor de contato de diâmetro pequeno, como o M116 (20 MHz). No caso de tubulações com diâmetro muito pequeno (menor que cerca de 6,25 mm ou 0,25 pol.), geralmente recomenda-se transdutores de imersão focada, como o M316-SU F-.75 (20 MHz), para otimizar o acoplamento do som. Esses transdutores geralmente são usados com um borbulhador B-103 para manter a orientação da tubulação em relação ao feixe de som.

3. Chapas e placas

Enquanto as chapas e placas mais finas (menores que 10 mm ou 0,400 pol.) podem ser medidas facilmente com o medidor de espessura de efeito Hall Magna-Mike 8600, as placas de vidro mais grossas são medidas com medidores por ultrassom. Esse teste ultrassônico pode ser realizado usando o medidor 39DL PLUS ou o medidor 45MG com o software Single Element e transdutores de contato, como o M109 (5 MHz) e o M106 (2,25 MHz). 

4. Vidro para aplicação científica

Quando o formato da peça permite a inserção de uma bola-alvo, o vidro para aplicação científica pode ser facilmente medido com o medidor de espessura de efeito Hall Magna-Mike 8600. As lâmpadas fechadas e formatos complexos que não permitem o uso de uma bola-alvo podem ser medidos normalmente com os medidores de espessura de precisão por ultrassom. Em tubos com diâmetros muito pequenos (menores que cerca de 6,25 mm ou 0,25 pol.) ou pequenas esferas (menores que 25 mm ou 1 pol.), os transdutores de imersão focada, como o M316-SU F-.75 (20 MHz), geralmente são recomendados para otimizar o acoplamento do som. Esses transdutores geralmente são usados com um borbulhador para manter a orientação da peça em relação feixe acústico.

5. Lâmpadas e luminárias

As paredes finas das lâmpadas de vidro fechadas e luminárias podem ser medidas com medidores de espessura de precisão e um transdutor de linha de atraso M208 (20 MHz). Alguns raios agudos podem exigir o uso de transdutores de imersão focada com um borbulhador apropriado. O mesmo medidor de espessura e transdutor também podem ser usados para medir a espessura de revestimentos protetores de plástico que às vezes são aplicados em lâmpadas de vidro.

6. Revestimentos de vidro

Os revestimentos de vidro, como os revestimentos protetores de alguns tanques químicos, também podem ser medidos por ultrassom. Essa medição é obtida mais facilmente se o teste puder ser realizado do lado do vidro. Muitas vezes, os revestimentos de vidro podem ser medidos através de uma parede de aço se o acesso ao interior não for possível. Em muitos casos, o medidor 39DL PLUS com o software opcional Multilayer Measurement pode medir a espessura do revestimento e do tanque simultaneamente. A escolha do transdutor e a configuração do instrumento dependem dos materiais específicos e das faixas de espessura envolvidas; entre em contato com a Evident para obter mais detalhes.

7. Pesquisa de materiais

As propriedades físicas do vidro, como o módulo de elasticidade, a tensão residual, a dureza e a densidade, muitas vezes podem estar correlacionadas com propriedades acústicas, como a velocidade do som da onda longitudinal e da onda de cisalhamento. A Evident oferece uma variedade de instrumentos ultrassônicos que podem ser usados para aplicações de pesquisa de materiais, incluindo medidores de espessura com leitura de velocidade, detectores de defeitos e pulsadores/receptores, assim como uma linha completa de transdutores de contato, de linha de atraso e de imersão.