Medição de espessura pela técnica emat em caldeiras sem preparação de superfície com robô de inspeção
EMAT (Electromagnetic Acoustic Transducer) representa uma das mais avançadas tecnologias de ultrassom industrial, especialmente útil em caldeiras, vasos de pressão e tubulações onde não é possível fazer preparação de superfície.
Quando combinada com robôs de inspeção automatizados, ela permite medições de espessura rápidas, precisas e totalmente sem contato, mesmo em condições severas.
Princípio de Funcionamento do EMAT
O EMAT (Transdutor Eletromagnético Acústico) é um tipo de transdutor ultrassônico sem acoplante e sem contato direto com o metal.
O funcionamento combina dois fenômenos físicos:
- Indução eletromagnética – uma bobina gera um campo magnético alternado sobre a superfície metálica;
- Forças de Lorentz e magnetostrição – interações entre o campo magnético e as correntes parasitas induzem vibrações ultrassônicas diretamente no metal.
O som é gerado dentro do material, sem necessidade de acoplante líquido (como gel ou água), o que elimina um dos maiores obstáculos da medição convencional.
O mesmo transdutor EMAT também atua como receptor, captando as ondas ultrassônicas refletidas para medir a espessura da parede.
Aplicação em Caldeiras
Em paredes d’água de caldeiras, tampos e coletores, há:
- Altas temperaturas e pressão;
- Superfícies irregulares, oxidadas ou revestidas;
- Acesso restrito e risco elevado ao operador.
A técnica EMAT é ideal para esse cenário porque:
- Funciona sem remover tinta, ferrugem ou incrustação leve;
- Dispensa acoplante, operando a seco;
- Pode ser acoplada a robôs magnéticos ou rastreadores automatizados, permitindo varredura remota e contínua.
Assim, o sistema mede espessura metálica residual em tempo real, mesmo em regiões de difícil acesso.
Características Técnicas e Precisão
| Parâmetro | Valor típico |
|---|---|
| Modo de geração de onda | Longitudinal, cisalhante (shear) ou guiada (Lamb wave) |
| Necessidade de acoplante | Nenhum (inspeção 100% a seco) |
| Distância operacional | Até 1–3 mm da superfície |
| Parâmetro | Valor típico |
|---|---|
| Faixa de espessura | 2 a 100 mm |
| Precisão de medição | ±0,05 mm |
| Tolerância de superfície | Rugosidade, oxidação, pintura, incrustação leve |
| Temperatura máxima | Até 150 °C (dependendo do cabeçote) |
| Velocidade de varredura robótica | Até 100 mm/s |
Integração com Robôs de Inspeção
Os robôs EMAT são normalmente magnéticos e operam com controle remoto, movimentando-se sobre:
- Paredes verticais das caldeiras,
- Superfícies curvas de coletores,
- Tubos e tampos de vasos de pressão.
Esses robôs incluem:
- Módulos EMAT integrados com ajuste automático de pressão e posição;
- Sistemas de mapeamento C-Scan, gerando mapas coloridos de espessura.
Vantagens Técnicas do EMAT em Caldeiras
| Categoria | Vantagem |
|---|---|
| Sem preparação de superfície | Mede através de tinta, ferrugem e depósitos leves; |
| Sem acoplante | Ideal para ambientes quentes ou úmidos, sem risco de falha de acoplamento; |
| Alta precisão | Fornece medições estáveis e reprodutíveis, mesmo em superfícies rugosas; |
| Alta velocidade | Robôs podem cobrir grandes áreas rapidamente, com registro digital contínuo; |
| Categoria | Vantagem |
|---|---|
| Segurança operacional | Inspeção remota elimina necessidade de entrada de operador em espaço confinado; |
| Compatibilidade com automação | Fácil integração com sistemas de Phased Array, MFL ou visualização 3D. |
Registro Gráfico e Análise de Dados
O sistema EMAT fornece um mapa digital (C-Scan de espessura) com:
- Escala de cores representando a espessura medida;
- Dados associados a coordenadas X-Y do robô;
- Identificação automática de zonas de corrosão localizada, perda de espessura e erosão.
Os dados são armazenados em formato digital e podem ser comparados com inspeções anteriores, permitindo análise de tendência e previsão de falhas (RBI).
Comparativo com Ultrassom Convencional (UT)
| Critério | EMAT | Ultrassom Convencional |
|---|---|---|
| Contato físico | Sem contato direto | Requer acoplante e contato firme |
| Preparação de superfície | Nenhuma | Necessária (limpeza, lixamento) |
| Acoplante líquido | Não usa | Necessário |
| Velocidade de medição | Alta (robótica) | Média (manual) |
| Temperatura operacional | Até 150 °C | Limitado a ~60 °C |
| Sensibilidade à corrosão e rugosidade | Baixa influência | Alta influência |
| Custo de operação | Moderado (automação) | Alto (mão de obra e preparo) |
A medição de espessura por EMAT com robô de inspeção é uma tecnologia de ponta que traz grandes vantagens em caldeiras.
- Mede sem preparo de superfície;
- Dispensa acoplante;
- Fornece dados precisos e contínuos;
- Reduz o tempo de parada e aumenta a segurança operacional.
EMAT é a evolução natural do ultrassom industrial, unindo robótica, precisão e inspeção sem contato, essencial para monitoramento preditivo e integridade mecânica de caldeiras.