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 O que é Magnatest®?

O técnico em Eletromecânica, Marcos Dias Neves, apresenta artigo sobre o Magnatest, equipamento eletrônico utilizado no controle de qualidade

O Magnatest® é um equipamento eletrônico utilizado no controle de qualidade, garantindo que não haja mistura de matéria prima e também no domínio da dureza do material submetido ao tratamento térmico.

O uso desse equipamento na indústria de parafusos é cada vez mais solicitado devido às exigências atuais de qualidade e segurança. Na verdade, ele sempre foi utilizado, mas algumas empresas esqueceram-no e na rotatividade de funcionários os ensinamentos foram perdidos.

O nome Magnatest® é uma marca registrada do Institut Dr. Förster, da Alemanha, e ficou conhecido como um produto de referência, ocasionando uma confusão entre o produto e marca, tal como ocorre hoje com a palha de aço e a marca Bombril ou com a lâmina de barbear Gillete. Para que não haja este tipo de conflito, falaremos doravante de Equipamento para Separação de Materiais por Correntes Parasitas.

Na edição 17 da Revista do Parafuso (Artigo “Ensaios não destrutivos: uma visão geral”, Ago./Set.2009, p.18-23) falamos um pouco de Ensaios Não Destrutivos (END), dando uma visão deles e suas vertentes: partículas magnéticas, líquidos penetrantes, ultrassonografia, raio-x e correntes parasitas. Nesta edição, falaremos apenas sobre Correntes Parasitas e, em especial, o Uso do Aparelho para Separação de Materiais por Correntes Parasitas.

Qual é o princípio de funcionamento de um aparelho para separação de materiais por correntes parasitas?

Todo equipamento que funciona pelo princípio de correntes parasitas se baseia no fenômeno das perdas de correntes de Foucault, descobertas por Jean Bernard Leon Foucault, também chamadas em outras línguas de: Eddy Current (em inglês) e Wirbelströme (em alemão). Este fenômeno causa uma perda de corrente de um circuito elétrico, por isso chamado de parasitas, pois este “rouba” parte da corrente elétrica do circuito.

Um condutor elétrico, quando estiver conduzindo corrente elétrica, gera em torno deste um campo eletromagnético, como se fossem aneis invisíveis de linhas de campo magnético e no sentido da “regra da mão direita”.

Na figura A, o sentido da corrente elétrica está para baixo, conforme indica o dedo polegar, e as linhas de campo eletromagnético estão no sentido de rotação dos demais dedos.

Na figura B, quando se inverte o sentido da corrente, também fica invertido o sentido das linhas de campo eletromagnético.

Invertendo-se a corrente elétrica várias vezes por segundo, ou alternando seu sentido em função do tempo, temos um campo eletromagnético alternado capaz de gerar correntes parasitas.

O que ocorre se colocarmos um pedaço de metal que intersecciona as linhas de campo magnético alternado?

Se colocarmos um pedaço de metal cortando as linhas de campo magnético alternado, induzirá dentro do material, pelo princípio da indução eletromagnética, também correntes elétricas. Estas correntes geradas acabam entrando em curto-circuito dentro do material, causando aquecimento e o consumo da corrente elétrica do condutor principal.

Essas correntes, vantajosas em alguns casos, são nocivas em muitos outros, porque podem acarretar grande dissipação de energia e, sobretudo, porque elevam a temperatura das peças metálicas (dentro das quais se originam) ocasionando, por vezes, a destruiçãode partes de aparelhos. Daí, também, o princípio das máquinas de têmpera por indução.

Na figura C mostramos uma máquina de têmpera por indução, na qual as correntes parasitas são geradas na peça, aquecendo-a (resultado desejável).

Na figura D mostramos chapas laminadas de ferro-silício usadas em transformadores. Neste caso, as correntes parasitas são indesejáveis, pois “roubam” correntes elétricas. Por isso o núcleo é laminado, sendo as chapas isoladas eletricamente entre si para bloquear as correntes induzidas dentro do material.

No exemplo das figuras A e B somente mostramos um condutor singelo, mas para gerar campo magnético suficiente é necessário um campo de maior intensidade. Por isso, vamos multiplicar as linhas de campo com o número de condutores ou, poderemos também,fazer com que o mesmo condutor passe várias vezes pelo local. Vamos fazer uma bobina de fios ou um solenóide.

Na figura E representamos uma bobina de fios onde o campo eletromagnético de uma espiral é somado com o da próxima, gerando um campo único.

Como salientado anteriormente, para gerar correntes parasitas é necessário que a corrente elétrica aplicada seja alternada para também originar campo magnético alternado, ou seja, que este campo seja positivo-negativo alternando-se no tempo.

Na figura F vemos uma onda elétrica senoidal com apenas um período (T). A freqüência em que o período se repete num intervalo de um segundo chamamos de Hertz ou Ciclo. Guarde bem o conceito de Hertz (Hz), pois será muito útil para o ensaio. Lembre-se, também, que 1.000Hz é igual à 1Khz (kilo hertz) e que 1.000.000Hz é igual à 1Mhz (megahertz).

Como utilizar as correntes parasitas para inspeção demateriais?

Os ensaios por correntes parasitas possibilitam - além de detectar trincas ou fissuras em materiais – determinar certas características físicas tais como: condutividade elétrica do material, espessura da camada de tintas ou anodização, assim como a diferenciação de metais quanto à composição química, dureza, microestrutura, tratamento térmico etc. Este último item é o que nos interessa, por ora.

Como dito nos ensinamentos teóricos acima, as correntes parasitas “roubam” ou perturbam a corrente elétrica de um circuito. Esta perturbação varia de acordocom o material imerso no campo eletromagnético e pode ser medida comparando a corrente elétrica perturbada por uma peça em relação à outra.

Materiais com ligas diferentes causarão perturbações diferentes, assim como a dureza, a estrutura metalúrgica, entre outras. Qualquer característica física do material causará perturbação diferente. Esta característicadas correntes parasitas é que nos interessa.

Na figura E mostramos apenas uma bobina, mas no ensaio por correntes parasitas podem ser utilizadas várias formas de bobinas, tais como: bobinas simples, duplas, reflexivas, tanto nas configurações absoluta como diferencial.

A figura G é uma bobina com enrolamento duplo. O enrolamento primário (bobina A) é onde se aplica a corrente elétrica e o enrolamento secundário(bobina B) é onde se colhe a corrente elétrica proveniente da indução eletromagnética, também chamadas de bobinas de excitação e bobinas de medição respectivamente. O material a ser inspecionado deve ser colocado dentro das bobinas, imerso no campo eletromagnético ou no seu núcleo.

A parte final deste artigo será publicada em nossa próxima edição.

Marcos Dias Neves

Técnico em Eletromecânica pela ETE - Jorge Street, SPé diretor da Wirbelstrom - Ensaios Não Destrutivos

wirbelstromend@yahoo.com.br

+55 11 2897-5241