Ensaio por Réplicas Metalográficas

 

As propriedades das ligas metálicas e suas transformações estão intimamente ligadas ao seu “estado” metalúrgico ou microestrutural. O exame metalográfico, ferramenta consagrada na metalurgia há mais de dois séculos, permite estimar com alto grau de confiabilidade o comportamento dos metais.

 

O estudo da microestrutura fornece informações quanto a:

  • Qualidade de fabricação;
  • Predição do comportamento físico;
  • Susceptibilidade a corrosão;
  • Transformações provocadas por aquecimento;
  • Avaliação de deformações permanentes;
  • Características de descontinuidades e suas causas;
  • Danos provocados por solicitações prolongadas e/ ou cíclicas;
  • Natureza de causa de falhas.

 

Convencionalmente a metalografia é uma técnica destrutiva face à necessidade da observação microscópica de uma amostra do material examinado. Isto por muito tempo tornou o exame metalográfico uma técnica limitada a materiais e amostras dos mesmos que persistissem sua análise em laboratório.

 

Técnica Não Destrutiva:

Esta limitação atingia fundamentalmente equipamentos e instalações industriais, que para serem examinados sofriam extrações de corpos de prova, com as seguintes dificuldades, como escolha adequada do local, procedimento de extração e reparo, etc. Resultando na maioria das vezes num exame de difícil justificativa, a que não raramente provoca a desistência.

Os estudos de causa de falhas de grandes equipamentos detectaram a partir da década de 40 que a maioria das avarias respondia a processos prolongados com conseqüências perfeitamente evitáveis se examinados periodicamente.

Esta constatação provocou esforços com diversas orientações no campo não destrutivo, permitindo a consolidação das técnicas conhecidas hoje como radiografia, ultra-som, partículas magnéticas, etc.

Quase todos destinados à descoberta de descontinuidades, mas não as suas causas ou a identificação dos mecanismos que as provocaram. Felizmente uma das correntes no desenvolvimento das técnicas não destrutivas preservou todas as vantagens do exame metalográfico criando o método de réplicas.

 

Procedimento:

O procedimento de metalografia por réplicas consiste inicialmente na escolha dos locais a serem examinados no equipamento, e a definição do objetivo principal quanto ao tipo de avaliação (qualificações do equipamento novo, exame preditivo, diagnostico de falha, etc.).

A seguir os locais escolhidos sofrem uma preparação metalográfica superficial com lixamento, polimento, seguido de ataque com reagente adequado para revelar a microestrutura do material. A microestrutura assim revelada é copiada mediante uma réplica de acetato. A réplica de acetato uma vez extraída estará pronta para ser examinada em microscopia óptica, mediante simples preparação prévia, ou se preferir para melhorar o contraste, pode-se metalizar a réplica com alumínio.

Obs.: Para análises criteriosas em microscópio eletrônico de varredura “MEV, “deve-se metalizar as réplicas em ouro, cobre, ou carbono.

 

Aplicações:

As aplicações mais freqüentes para metalografia por réplica são:

 

  • Avaliação dos danos cumulativos provocados por fluência (Creep) em caldeiras, tubulações de vapor, reatores e outros equipamentos onde elevadas temperaturas e tensões atuam concomitantemente.
  • Determinação de modificações microestruturais indesejáveis em equipamentos de aço inoxidável austeníticos como sensitização (precipitação de carbonetos de cromo em contorno de grão) e aparecimento de fase sigma.
  • Carbonetação em tubos e elementos metálicos submetidos a altas temperaturas sob ação de atmosferas redutoras.
  • Natureza das causas de descontinuidades detectadas por ensaios não destrutivos.
  • Avaliação de regiões extensas de equipamentos avariados para detectar as causas sem a destruição das evidências.
  • Controles metalúrgicos durante a fabricação de transformações provocadas por soldagem como determinação de quantidade de ferrita delta, transformações martensiticas, sensitização junto aos cordões de soldas, etc.
  • Determinação das características metalúrgicas de equipamentos e peças em funcionamento que não possuam especificação ou histórico conhecido.
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