A empresa IMS (Heilingenhaus, Alemanha), desenvolveu um sistema eletromagnético para detecção de inclusões em chapas metálicas, o qual atua continuamente durante o processo de fabricação, sem contato com o material e de forma não destrutiva.

 

As inclusões são partículas não metálicas que entram na massa fundida durante o processo de produção dos aços, permanecendo nos produtos siderúrgicos e comprometendo a qualidade dos laminados, tendo em vista que o grau de pureza do aço é definido pela quantidade, tamanho e distribuição espacial dessas partículas.

 

Como nem sempre as inclusões aparecerem como defeitos na superfície do material a ser medido, elas não podem ser detectadas com os sistemas de medição ópticos convencionais.

 

Como funciona

O sistema, denominado IDS (de Inclusion Detection System, ou sistema de detecção de inclusões), se baseia na aplicação de um campo magnético de forma constante, durante o desbobinamento das chapas. Se houver áreas localizadas no material com baixa permeabilidade, causada por inclusões não metálicas, rachaduras ou entalhes na superfície, a resistência magnética aumenta neste determinado ponto.

 

Para isso são usados eletroímãs que magnetizam o material. Os campos dispersos são detectados por meio de quatro medidores da interação entre campos eletrostáticos (gradiômetros) instalados em pares na estrutura do equipamento.

 

Uma parte do fluxo magnético é empurrada para a superfície do material. A diferença entre a permeabilidade relativa do material e o ar circundante resulta então em uma refração expressiva das ondas eletromagnéticas, o que permite a detecção das inclusões.

 

De acordo com informações da IMS, o uso de gradiômetros permite a maior amplificação em relação aos sensores absolutos (magnetômetros), de modo que os campos externos não interfiram no sinal dos sensores. Como resultado, podem ser detectadas até as menores heterogeneidades no campo magnético local.

 

A magnetização é feita em ângulos retos em relação à direção da laminação dos aços. Essa escolha é baseada em medições de laboratório, com erros induzidos artificialmente.

Cada módulo de sensores contém 48 gradiômetros no centro do ímã, de modo que a distância entre os sensores na direção de laminação seja de 1 mm, o que assegura uma resolução suficiente para a detecção dos menores defeitos. Uma varredura ao longo do comprimento é realizada com uma resolução longitudinal constante de 0,1 mm.

 

Os sinais dos sensores são convertidos de analógicos para digitais a uma taxa de amostragem de até 187,5 kHz e resolução de 15 bits.

Após extensos testes de laboratório e uma fase piloto concluída com sucesso, o sistema de medição já está disponível no mercado com 28 módulos de sensores, o que permite medir materiais com largura máxiuma de 1.344 mm. A posição dos módulos de sensores pode ser ajustada para diferentes espessuras de material com a ajuda de servomotores.

 

Como dispositivo de segurança adicional, o sistema de medição possui um detector óptico de dobras. Trata-se de uma barreira de luz laser que é instalada à frente do ponto de medição. No caso de vincos no material a ser medido, as linhas do sensor são desviadas.

O objetivo do desenvolvimento do sistema de detecção por vazamento do fluxo de ondas eletromagnéticas é oferecer a possibilidade de execução de um teste completo durante as operações de produção em andamento, o que pode reduzir o índice de falhas e de retrabalho nas operações de fabricação mecânica.

 

Fotos: IMS

 

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