termografia mono

5/23/2018 Termografia Mono

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ANLISE TERMOGRFICA DE DEFEITOSDE CORROSO EM AOS REVESTIDOS

POR MATERIAIS COMPSITOS

Marcella Grosso

Projeto de Graduao apresentadoao Curso de EngenhariaMetalrgica da Escola Politcnica,Universidade Federal do Rio deJaneiro, como parte dos requisitosnecessrios a obteno do ttulo deEngenheiro Metalrgico.

Orientadores: Joo MarcosAlcoforado Rebello

Isabel Cristina Pereira Margarit-Mattos

Rio de Janeiro

NOVEMBRO/2011


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ANLISE TERMOGRFICA DE DEFEITOS DE CORROSO EM AOS REVESTIDOSPOR MATERIAIS COMPSITOS.

Marcella Grosso

PROJETO DE GRADUAO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA METALRGICA DA ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS

PARA A OBTENO DO GRAU DE ENGENHEIRO METALRGICO.

Examinada por:

________________________________________________

Prof. Joo Marcos Alcoforado Rebello, D.Sc.

PEMM-COPPE/UFRJ (Orientador)

________________________________________________

Prof a. Isabel Cristina Pereira Margarit-Mattos, D.Sc.

PEMM-COPPE/UFRJ (Co-orientadora)

________________________________________________

Prof a. Gabriela Ribeiro Pereira, D.Sc.

PEMM-COPPE/UFRJ

RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

NOVEMBRO/2011


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3

Grosso, Marcella

Anlise Termogrfica de Defeitos de Corroso em AosRevestidos por Materiais Compsitos / Marcella Grosso. Rio de

Janeiro: UFRJ/ Escola Politcnica, 2011.

IX, 88 p.: il.; 29,7 cm.

Orientador: Joo Marcos Alcoforado Rebello

Co-Orientadora: Isabel Cristina Pereira Margarit-Mattos

Projeto de Graduao UFRJ/Escola Politcnica/ Curso deEngenharia Metalrgica, 2011.

Referncias Bibliogrficas: p. 85-87.1. Termografia 2.Revestimentos Anticorrosivos. 3. Ensaios

No-Destrutivos. 4.Segmentao.

I. Rebello, Joo Marcos Alcoforado et al. II. UniversidadeFederal do Rio de Janeiro, Escola Politcnica, Curso deEngenharia Metalrgica. III. Anlise Termogrfica de Defeitos deCorroso em Aos Revestidos por Materiais Compsitos.


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4

Resumo do Projeto de Graduao apresentado Escola Politcnica/ UFRJ como parte dosrequisitos necessrios para a obteno do grau de Engenheiro Metalrgico.

ANLISE TERMOGRFICA DE DEFEITOS DE CORROSO EM AOS REVESTIDOSPOR MATERIAIS COMPSITOS

Marcella Grosso

Novembro/2011

Orientador: Joo Marcos Alcoforado Rebello

Co-Orientadora: Isabel Cristina Pereira Margarit-Mattos

Curso: Engenharia Metalrgica

O presente trabalho visa avaliar a capacidade da tcnica de termografia ativa de deteco de

defeitos de corroso localizados no substrato de ao abaixo do revestimento anticorrosivo

utilizados na indstria de petrleo. Alm da deteco deste tipo de defeito simulado, a tcnica

tambm apresentou a deteco de outro tipo de defeito abaixo do revestimento, possivelmente

devido a uma falha de aderncia. Foi criada uma metodologia denominada de contraste trmico

como uma alternativa para atenuao dos rudos presentes nas imagens e maior delimitao dos

contornos dos defeitos. Esta metodologia apresentou uma grande melhoria nas imagenstermogrficas o que possibilitou a realizao da segmentao e o posterior dimensionamento dos

defeitos simulados simulando corroso localizada. Comparando os valores de dimensionamento

obtidos pela segmentao com os valores reais, a mdia de erro foi pequena para os defeitos mais

crticos, validando a metodologia utilizada.

Palavras-chave: Termografia, Revestimentos Anticorrosivos, Ensaios No-Destrutivos.


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5


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6

Agradecimentos

Agradeo primeiramente a Deus, por ter me dado foras para que eu pudesse chegar at aqui,

concluindo mais uma etapa em minha vida.

Aos meus pais, Luigi e Sheila, que me ensinaram o valor de um sonho e me deram apoio e

estrutura para busc-lo.

Ao meu irmo Raffaele pelo carinho e o incentivo nas horas difceis.

Aos meus avs, Regina, Adlson, Raffaele e Nicoletta pelo apoio e amor incondicional, que me

fizeram acreditar que nada impossvel e que tenho como exemplos de pessoas a serem

seguidas pelo resto da vida.

Ao meu namorado Brunno, pelo amor, carinho e apoio nas horas difceis, e famlia, pela

confiana depositada em mim.

Ao professor Joo Marcos Alcoforado Rebello, pela oportunidade inicial cedida no LaboEnd e

pela orientao, apoio e ateno sempre o durante todo o trabalho.

Ao engenheiro Marcos Paulo Vieira de Souza, pela dedicao e pacincia ao me orientar

desde o meu ingresso no antigo LaboEnd (atual LNDC).

A equipe de END do LNDC, em especialmente ao Pablo Uchoa, Rodrigo Sacramento, Rmulo

Moreira, Jssica Pisano e Maria Cristina pelos incentivos, apoio e companheirismo.

A equipe de Revestimentos do LNDC, em especialmente a professora Isabel Cristina, ao

Walter Andrade, Bruno Pacheco, Fellipe Arajo, Edilia de Andrade pela ajuda na fabricao

dos corpos de prova e presteza no esclarecimento das dvidas.

Aos docentes da Escola Politcnica, UFRJ, pelo conhecimento transmitido que contriburam de

maneira decisiva para a minha formao.

Aos meus amigos, pelo companheirismo e apoio ao longo de minha vida, me mostrando o

verdadeiro valor de uma amizade e de que alguma forma me tornaram a pessoa que sou hoje.

Agradeo tambm ao CENPES pelo apoio financeiro e, em especial, ao engenheiro Srgio

Damasceno Soares por disponibilizar o material para que eu pudesse utilizar no presente

trabalho.

Por fim, todas as pessoas de que certa forma contriburam para que eu chegasse at aqui.


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Contedo ............................................................................................................................. 10

1.1. ........................ .......................... ......................... ............................ ...... 10

1.2. Termografia ............................................................................................................................... 11

1.2.1. Temperatura........................................................................................................................... 12

1.2.2. Transferncia de calor ............................................................................................................ 12

1.2.2.1. Conveco ......................................................................................................................... 12

1.2.2.2. ......................... ...................... ............................ .................... ........................... . 13

1.2.2.2.1. Condutividade trmica........................................................................................................ 13

1.2.2.2.2. .................... ............................ ...................... ............................ ......... 15

1.2.3. Radiao Infravermelha ......................................................................................................... 16

1.2.4. Emissividade.......................................................................................................................... 18

1.2.5. ......................... ............................ ................... .......................... 21

1.2.5.1. () ........................ ............................ ................... ............ 21

1.2.5.2. Termografia Ativa.............................................................................................................. 21

1.2.6. ......................... .............................. .................... ...... 23

1.2.6.1. A ........................... ....................... ........... 23

1.2.6.2. ....................................................................................................................... 24

1.2.6.3. A ........................................................ 24

1.2.6.4. Termografia Ativa de Fase Pulsada.......................... ........................ .......................... ......... 25

1.2.6.5. Vibrothermography ou Thermal Mechanical Vibration....................................................... 26

1.3. ......................... ........................... ....................... ........................... . 28

1.3.1. ........................... ............ 28

1.3.2. A ......................... ......................... ........................... .......................... ......... 30

1.3.3. () ........................................................................................................ 30

1.3.3.1. ..................... ............................ ....................... ........................ ...... 30


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8

1.3.3.1.1. ...................... ............................ ................... .......................... 31

1.3.3.1.1.1. ( ) (7) .......................... .................... ................. 31

1.3.3.1.1.2. .......................... .......................... ......................... ............................ ......... 32

1.3.3.1.1.2.1. ............................... ............................ ................... ............................ ...... 33

1.4. A ...................... ........................... ....................... ........................... . 34

1.4.1. ........................... .................... ............................ ................... ............................... ... 34

1.4.1.1. .......................... ....................... ............................ ......................... ...... 35

1.4.1.2. .................................... ........................... .................... .................... 37

1.4.2. ............. 38

1.4.2.1. ...................... ............................ ...................... ......................... ...... 40

1.4.2.2. A ........................ ............................ ................... .......................... 41

1.4.2.2.1. ........................ ............................ ....................... ........................... ......... 41

1.4.2.2.2. A ..................... ........................... ........................ .......................... ......... 41

1.4.2.3. A ...................... ............................ ................... .......................... 41

1.4.2.3.1. / ........................... ................... . 41

1.4.2.3.2. ............................ ....................... ...................... 42

1.4.2.3.3. ....................... .............................. .................... ...... 44

1.4.3. ........................ ............................ ..................... .......................... ...... 44

1.4.3.1. ..................... ........................... ....................... ........................... . 44

1.4.3.2. ......................... ............................... ................. 45

1.4.3.3. ........................... ................. 46

1.4.3.3.1. ................................................................................................................................... 46

1.4.3.3.2. ..................................................................................................................................... 48

1.4.3.3.2.1. ........................... .................... ................. 48

1.4.3.3.2.2. ......................................................................................... 49


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1.4.3.3.2.3. ..................................................................... 49

..................................................................................................................... 50

2.1. ............................................................................................................................. 50

2.1.1. ..................................................................................................................................... 52

2.1.2. ............................................................................................................................. 52

2.1.3. ............................................................................................. 53

2.2. ...................... ............................ ....................... ........................ ............... 55

.................................................................................. 56

2.3. ......................... ...................... ........................... .................... .................... 57

2.3.1. ..................................... ............................ ................... ............ 57

2.4. ....................... .......................... ......................... ............................ ...... 58

2.4.1. .......................... .......................... ......................... ............................ ......... 58

2.4.2. .......................... ...................... ............................... ................... ....................... 58

2.4.3. ............................ ........................... ........................ .......................... ......... 60

................................................................................................................. 60

3.1. .............................................................................................................. 60

3.2. A ........................... ............... 66

3.3. ........................... ....................... ........................... .................... .................... 71

3.4. ........................... ...................... ............................ .................... ........................... . 75

3.5. ........................... ....................... ........................... .................... .................... 79

...................................................................................................................................... 82

5. ...................................................................................................................... 84

................................................................................................................ 84

7. ................................................................................................................................. 85

............................................................................................................................................ 87


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10

1.

1.1.

Ensaios no destrutivos um ramo da cincia dos materiais interessado no estudo de todos os

aspectos de uniformidade, qualidade e de desempenho em uso dos materiais e estruturas. Pela

definio, esses ensaios so considerados no destrutivos pela sua capacidade de inspecionar os

materiais e estruturas sem danific-los e at mesmo sem interferir na sua vida em servio.

O principal objetivo da cincia dos ensaios no destrutivos incorporar todas as tecnologias

capazes de detectar e medir as importantes propriedades do objeto inspecionado, incluindo as

descontinuidades presentes nele, uma vez que detectada a presena de descontinuidades no

material se torna possvel o conhecimento do grau de risco relacionado com o desempenho dele

em servio. Tal fato explica a importncia dos ensaios no destrutivos como uma ferramenta de

controle de qualidade e tambm como ferramenta para aumentar a confiabilidade e produtividade

nos processos de fabricao e manuteno dos materiais e estruturas.

Os ensaios no destrutivos so constitudos de vrios mtodos, cada qual com as suas tcnicas,

procedimentos e equipamentos. Segundo a ASNT (American Society for NondestructiveTesting) os mtodos de ensaios no destrutivos podem ser classificados em seis grandes

categorias:

Visual;

Radiao penetrante (radiografia);

Vibrao (ultra-som, emisso acstica);

Eletromagntica;

Trmica (termografia); Eletroqumica (potenciais eletroqumicos);

Para o presente trabalho, a tcnica a ser utilizada ser a termografia.


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1.2. Termografia

A termografia uma tcnica no destrutiva que tem por objetivo analisar o perfil de

temperaturas na superfcie do corpo tornando possvel detectar regies na superfcie do corpo

que apresentem uma diferena de temperatura em relao ao restante do corpo, indicando assim

a possibilidade da presena de defeitos nesta superfcie ou abaixo dela. Posteriormente, pode-se

correlacionar esta diferena de temperaturas a um mal funcionamento do equipamento

inspecionado e tambm a presena de defeitos [1].

Embora os mtodos de inspees no destrutivas atualmente estejam bem estabelecidos, h

um grande interesse da indstria de materiais no desenvolvimento de tcnicas de medio

avanadas que permitiro inspees rpidas, sem contato fsico e in situ em grandes estruturas.

Diante de tal interesse, a termografia tem ganhado uma grande importncia nesta rea cientifica

frente outras tcnicas no destrutivas, como o ultrassom, radiografia, corrente parasita, por

apresentar as seguintes vantagens entre outras: uma tcnica sem contato, de fcil inspeo e

armazenamento de dados e possui uma alta velocidade de inspeo. Ao longo dos ltimos anos, a

tcnica de termografia infravermelha tem se tornado uma poderosa ferramenta para deteco de

defeitos superficiais e sub-superficiais em vrios tipos de materiais, como metais, compsitos e

polmeros, cuja inspeo pelos mtodos convencionais apresentam reconhecida dificuldade

[1,2,3,4,5].

Alm das vantagens citadas anteriormente, esta tcnica apresenta um grande campo de

aplicaes em diversos setores como: setor eltrico, para manuteno preditiva de sistemas

geradores e transmissores de energia eltrica; setor eletrnico, no acompanhamento do

desempenho de placas e de circuitos eletrnicos; setor automobilstico, para desenvolvimento e

estudo de pneumticos, no sistema de refrigerao; setor siderrgico, para levantamento do perfil

trmico dos fundidos e inspeo de revestimentos refratrios dos fornos; setor qumico, para

controle dos reatores e torres de refrigerao, deteco de corroso, e no setor civil, para

avaliao do isolamento trmico de edifcios e vazamentos e aeroespacial [1,5,6].

O principio do ensaio termogrfico consiste na deteco da radiao trmica (infravermelha)

emitida pelo corpo atravs do sensor de infravermelho contido na cmera termogrfica e a

converso dessa radiao em sinal eltrico, formando uma imagem, na qual os dados resultantes

do ensaio so expressos em termos de nveis de cinza ou em cores (RGB) nas imagens


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termogrficas digitais. Esta imagem termogrfica, comumente denominada de termograma,

representa a distribuio de temperaturas na superfcie do corpo e na presena de alguma

descontinuidade, como o fluxo de calor ser alterado, haver diferenas na temperatura na

superfcie do corpo apresentado no termograma, sendo este o principal mecanismo de deteco

de defeitos na termografia [1,7].

Como a emisso de radiao dos corpos ocorre em funo da movimentao, a nvel atmico,

dos seus constituintes, a intensidade dessa emisso proporcional a temperatura do corpo e

tambm a uma propriedade denominada de emissividade, que sero discutidas posteriormente

[1].

1.2.1.Temperatura

A temperatura definida como sendo uma medida da intensidade da movimentao atmica,

molecular ou inica de uma substancia, ou seja, uma medida da energia cintica media dos seus

constituintes. Ela expressa em graus Centgrados, Kelvin ou Fahreint [1].

J o calor uma energia em transito da temperatura mais alta para a temperatura mais baixa

dentro de um sistema quando h um gradiente de temperaturas em seu interior. A medida decalor mais utilizada o Joule, que equivale a 0.24 calorias [1].

Uma vez que essas duas grandezas so estatsticas, ou seja, so medidas atravs de alteraes

fsicas e qumicas no corpo sob estudo, associada a alguma resposta dele, elas so fortemente

influenciadas por fatores externos [1].

1.2.2.Transferncia de calor

Existem trs formas de transferncia de calor: conveco, conduo e radiao [1]. Para o ensaio

termogrfico, somente a conduo e a radiao so consideradas importantes para o estudo.

1.2.2.1.Conveco

Conveco o tipo de transferncia de calor que envolve a movimentao de massa de um gs

ou de molculas de um liquido ao longo de longas distancias. Esse tipo de transferncia de calor


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s ocorre entre dois slidos se entre eles h a presena de um fluido ou gs [1].

1.2.2.2.

Conduo o tipo de transferncia de calor no qual a energia trmica se propaga entre dois

corpos slidos em contato quando h uma diferena de temperatura entre eles ou quando essa

diferena ocorre entre as partes de um slido. Essa transferncia de calor se d entre camadas

sucessivas de um material atravs da difuso de energia cintica entre os tomos, sendo essa

energia maior nas regies com maiores temperaturas e menor nas mais frias, assim o fluxo de

calor na conduo se direciona da regio de mais alta temperatura para a regio de mais baixa

temperatura a fim de igualar a temperatura nas duas regies. Duas propriedades do material que

so importantes para esse tipo de transferncia de calor so a condutividade trmica, que fornece

uma indicao da taxa segundo a qual a energia transferida pelo processo de difuso, e a sua

difusividade trmica, propriedade que mede a capacidade do material de conduzir energia

trmica em relao a sua capacidade de armazen-la [1]. Estas duas propriedades sero melhor

descritas no prximo item.

1.2.2.2.1.Condutividade trmica

A condutividade trmica uma propriedade fsica que quantifica a capacidade do material em

conduzir calor. Materiais com alta condutividade trmica conduzem calor com um taxa elevada,

sendo assim aplicados como dissipadores de calor ao passo que materiais de baixa condutividade

trmica, so utilizados como isolantes trmicos [1].

Matematicamente, esta propriedade pode ser calculada atravs da seguinte expresso:

(1)

Onde:

k = condutividade trmica;

Q = quantidade de calor transferido;

L = espessura;


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t = tempo decorrido;

A = rea de superfcie;

T = variao de temperatura.

Os valores de condutividade trmica dos materiais mais utilizados so apresentados na tabela 1.

Tabela 1- Valores de condutividade trmica de alguns materiais [1].

MaterialThermal

Conductivity

W/m, oK

ThermalConductivity

(cal/sec)/(cm

2

,oC/cm)

Air at 0 C 0.024 0.000057Aluminum 205.0 0.50

Brass 109.0 -Concrete 0.8 0.002Copper 385.0 0.99

Glass, ordinary 0.8 0.0025Gold 310 -Ice 1.6 0.005

Iron - 0.163Lead 34.7 0.083

Polyethylene HD 0.5 -Polystyreneexpanded

0.03 -

Silver 406.0 1.01Styrofoam 0.01 -

Steel 50.2 -Water at 20 C - 0.0014

Wood 0.12-0.04 0.0001

A taxa de transferncia de calor pode ser classificada em funo do tempo como estacionria, no

caso onde a taxa no varia com o tempo ou no estacionaria, quando esta taxa varia de acordo

com o tempo at que o equilbrio trmico no material seja atingido, ou seja, a taxa seja constante

[1].


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1.2.2.2.2.

A difusividade trmica uma propriedade trmica intrnseca do material de grande importncia,

principalmente quando o fluxo de calor ocorre no estado transiente, ou seja, no estacionrio,

pois ela quem determina as temperaturas seguras de operao, controle de processos e garantia

de qualidade. Ela expressa a velocidade (taxa) com que o calor atravessa a espessura do material

e pode ser determinada atravs da equao 2 [1,8,9], conforme abaixo:

Cp

k

=

(2)

Onde:

k condutividade trmica;

- densidade;

Cp calor especfico.

Uma maneira muito utilizada para determinao dos valores de difusividade trmica dos

materiais a tcnica de termografia utilizando o flash como excitador trmico, conforme a

norma ASTM E1461-07. Este procedimento baseado no aquecimento por um pulso rpido de

calor na superfcie frontal do material e o monitoramento da temperatura ao longo do tempo na

sua superfcie oposta, determinando assim o tempo necessrio (t1/2) para que a temperatura na

superfcie oposta do material seja metade do valor mximo de temperatura (T1/2). Conhecendo

a espessura do material (L), determina-se a difusividade trmica () do material atravs da

equao 3, conforme abaixo:

Onde:

L = espessura do material;

t1/2 = tempo necessrio para que a temperatura na superfcie oposta seja metade da temperatura

mxima atingida.


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A maioria dos metais possui uma alta difusividade trmica, ou seja, uma alta taxa de difuso de

calor atravs da sua espessura enquanto que materiais compsitos e polmeros apresentam uma

baixa difusividade trmica, ou seja, necessitam de uma maior quantidade de energia absorvida

para que a taxa seja a mesma do que a de materiais metlicos.

1.2.3.Radiao Infravermelha

Radiao infravermelha a forma de transferncia de calor atravs de ondas eletromagnticas, as

quais possuem o comprimento de onda dentro da regio do infravermelho no espectro

eletromagntico [1].

Todos os corpos emitem naturalmente radiao eletromagntica em funo da temperatura

absoluta de acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, ou seja, eles sempre trocam calor com o

ambiente. Este fenmeno ocorre devido a um aumento ou decrscimo na energia dos tomos e na

carga eltrica, uma vez que quando um material aquecido, h um aumento na energia das

partculas atmicas, levando a um aumento na temperatura e da energia emitida por cada

partcula. Contudo, a agitao trmica dessas partculas produz uma forma de radiao de

energia eletromagntica conhecida como infravermelha, pois as ondas resultantes deste

mecanismo apresentam caractersticas, como freqncia e comprimento de onda, que

compreendem a regio do infravermelho no espectro eletromagntico. Esse comprimento de

onda da radiao eletromagntica compreende a regio do espectro entre a luz visvel e as micro-

ondas. A figura 1 apresenta as regies do espectro de radiao eletromagntico.


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Figura 1 - Espectro eletromagntico de radiao [8].

Tanto a intensidade da radiao emitida pelo corpo quanto o seu espectro dependente da

temperatura do corpo e de sua emissividade (propriedade a ser discutida no item seguinte). A Lei

de Stefan-Boltzmann apresentada na equao 4 [1,8]:

W= eBT4 (4)

Onde:

W= intensidade da taxa de emisso de energia radiante por unidade de rea (Wm -2);

e= emissividade;

B constante de Stefan-Boltzmann = 5,7 x 10-8W m-2K-4;

T temperatura absoluta (K).

O comprimento de onda de intensidade de radiao mximo em uma certa temperatura T

expresso atravs da Lei de Wien, conforme equao 5:

T

b=max (5)

Onde:


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max= comprimento de onda de intensidade de radiao mximo (m);

b= constante de Wien = 2,897 m/K.

T = temperatura absoluta (K).

Analisando tanto a Lei de Stefan-Boltzmann quanto a Lei de Wien, pode-se observar a

dependncia da intensidade da radiao com a temperatura, na qual para baixas temperaturas, a

radiao emitida pelo material caracterizada por ser de baixa intensidade e constituda de

comprimentos de ondas longos enquanto que a altas temperaturas, a intensidade de radiao

alta e de baixos comprimentos de onda. Isso se explica pelo fato de que quando uma superfcie

aquecida, ocorre um aumento na energia nos tomos e conseqentemente induz a um aumento natemperatura e da energia emitida por ele, o que confere um aumento na intensidade de radiao

emitida pelo corpo quando ele aquecido [1].

Outra varivel importante que apresentada na Lei de Stefan-Boltzmann a emissividade, que

ser tratada no prximo item.

1.2.4.Emissividade

Uma propriedade de extrema importncia dos materiais para avaliar a sua aplicabilidade em

termografia a emissividade. A emissividade a propriedade que representa a razo entre a

quantidade de energia total irradiada e/ou absorvida pelo corpo de prova a uma temperatura e a

de um corpo negro na mesma temperatura. O corpo negro uma fonte hipottica de radiao que

emite a energia mxima de radiao teoricamente possvel a uma certa temperatura e tem seu

valor de emissividade igual a 1 (um). Os demais so denominados de corpos cinza e apresentam

valores de emissividade entre 0 (zero) e 1 (um) [1,10]. A tabela 2 apresenta os valores de

emissividade para alguns metais e no metais.


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Tabela 2 Valores de emissividade para alguns materiais [1].

Material Faixa de Emissividade

Alumnio, Ouro, Prata, Bronze e Estanha

(Condio altamente polido)0,002 0,04

Alumnio, Cobre, Estanho, Zinco

(Condio levemente oxidado)0,2 0,4

Ao, Ferro, Cobre e Alumnio

(Condio altamente oxidado)0,6 0,85

Pinturas Brancas, Porcelanas e Plsticos 0,8 0,95

Pinturas Vermelhas, Marrons, Verdes e

outras cores, vidros e plsticos translcidos,

compsitos com fibra de vidro, leo

0,85 0,95

Compositos com fibra de carbono, 0,9 0,97

Concreto 0,92

Pele Humana 0,98

A termografia apresenta um grande sucesso na inspeo de materiais com alta emissividade

(entre 0,7 a 0,9). Este sucesso se deve a alta intensidade de radiao emitida por um material que

possui uma alta emissividade conforme visto na lei de Stefan-Boltzmann (equao 4) e tambmpelo fato de materiais com baixa emissividade apresentarem uma alta taxa de reflexo, refletindo

assim radiao oriunda de outras fontes, o que confere rudos na imagem termogrfica e reduz a

intensidade dos dados de interesse (do corpo inspecionado) [1,10]. Este efeito apresentado na

figura 2.


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Figura 2 Efeito da emissividade na intensidade de radiao emitida [8].

Contudo, a emissividade fortemente depende da condio e da composio da superfcie do

material, conforme observado na tabela 2. A condio de polido impe um aumento da

emissividade do material em comparao ao material rugoso e a natureza do material, como o

caso dos metlicos, apresenta uma emissividade menor do que os no metlicos. A presena de

resduos de corroso na superfcie do metal como tambm poeiras metlicas na superfcie de

compsitos conferem uma alta emissividade na superfcie destes materiais [1,10].

Um problema comum de ocorrer quando o material apresenta variaes de emissividade na sua

superfcie, uma vez que quando a emissividade se reduz numa regio isto leva a uma falsa

indicao de reduo temperatura nesta regio do material e vice versa. A soluo para esse

problema tornar a superfcie do material com uma emissividade mais uniforme possvel e isto

conseguido pelo revestimento uniforme dessa superfcie com materiais de alta emissividade

(entre 0,7 a 0,9).Esta soluo muito utilizada para superfcies metlicas e em menor escala para

superfcies no metlicas. Aps a inspeo termogrfica deste material, o revestimento aplicado

pode ser retirado da superfcie do material [1,2].


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21

1.2.5.

Como j citado anteriormente atravs da Lei de Stefan-Bolzmann, o nvel de radiao

infravermelha emitida por um corpo se eleva com o seu aumento da temperatura e para induzir

esse aumento no nvel de radiao necessria uma excitao trmica dele.

Baseado no modo de excitao trmica, que pode ser estacionaria ou transiente, a termografia

dividida em duas modalidades: termografia passiva (convencional) e termografia ativa [1].

1.2.5.1. ()Esta modalidade tambm conhecida como termografia convencional e consiste na modalidade

mais simples de ensaio termogrfico, uma vez que o prprio corpo inspecionado emite radiao

infravermelha, ou seja, ele apresenta uma fonte interna de excitao trmica. O modo de

excitao trmica nesta modalidade constante [1]. Este tipo de modalidade de inspeo o tipo

utilizado para avaliao de revestimentos internos de fornos, uma vez que a inspeo realizada

na superfcie externa do forno e com isso consegue-se avaliar o estado e eficincia do material

utilizado como revestimento dele [1].

1.2.5.2.Termografia Ativa

Esta tcnica se tornou nos ltimos anos uma poderosa ferramenta de medio para deteco de

defeitos superficiais e sub-superficiais em diferentes tipos de materiais como metais, compsitos

e polmeros devido a sua alta velocidade de inspeo e possibilidade de avaliao a distancia [2].

Em contraste com a modalidade de termografia passiva, a termografia ativa requer uma fonte de

excitao (excitador trmico) para induzir uma diferena de temperatura (contraste trmico)

entre a regio defeituosa e a regio sem defeito [2]. H dois modos de posicionamento do

excitador trmico em relao ao corpo de prova inspecionado e a cmera termogrfica: quando o

excitador trmico esta posicionado no mesmo lado da cmera denominado modo de reflexo e

quando o excitador trmico posicionado na face oposta a cmera termogrfica denominado de

modo de transmisso [1,2]. A figura 3 apresenta um esquema dos dois modos de posicionamento

do excitador trmico em relao ao corpo de prova.


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(a) (b)

Figura 3 Esquema representativo do posicionamento do excitador trmico em relao ao corpo

de prova (a) modo de reflexo e (b) modo de transmisso [8].

Para o presente estudo, foi utilizada a tcnica de termografia ativa e o modo de reflexo nos

ensaios termogrficos.

1.2.5.2.1.

Os excitadores trmicos utilizados na termografia ativa so uma fonte de calor necessria para

gerar aquecimento e conseqentemente um perfil de temperaturas (onda trmica) ao longo da

espessura do objeto sob exame em um tempo adequado para formao de uma imagem

termogrfica com um nvel de contraste moderado, possibilitando assim a deteco de defeitos

na anlise da imagem. Os principais excitadores trmicos utilizados na termografia ativa so:lmpadas de alta potncia, flashes fotogrficos, sopradores trmicos, entre outros, como feixes

ultrassnicos [1,8,11,12,13].


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23

1.2.6.

1.2.6.1.

Esta modalidade consiste na utilizao de um curto pulso de energia, na ordem de alguns

milisegundos para materiais com alta condutividade trmica, como o caso dos metais, e na

ordem de alguns segundos para materiais de baixa condutividade, como polmeros e compsitos,

para o aquecimento da superfcie do material e posteriormente monitorado o decaimento de

temperatura no material. Este pulso inicial trmico ao incidir no material, provoca um rpido

aumento de temperatura em sua superfcie, devido a propagao da onda trmica, que atravs da

difuso, penetra abaixo da superfcie do material. Diante disto, a presena de uma

descontinuidade no material, acarreta numa modificao tanto na taxa de difuso quanto no

caminho do fluxo de calor e com isso, ao analisar a distribuio de temperaturas no termograma,

a regio que contenha a descontinuidade aparecer na imagem como reas de diferentes

temperaturas em relao ao restante do material sem a presena de descontinuidade. a partir

deste mecanismo que a termografia se torna uma ferramenta poderosa para detectar tanto

defeitos superficiais quanto sub-superficiais, principalmente em metais, compsitos, polmeros e

madeiras [1,2,6,14,15,16].

O pulso trmico pode ser gerado atravs de diversas fontes sendo as principais o laser, flash

fotogrfico de alta potncia, lmpadas com acionamento mecnico e sopradores de ar quente.

Essa modalidade pode ser aplicada tanto no modo de reflexo (quando o excitador trmico se

encontra no mesmo lado da cmera termogrfica) quanto no modo de transmisso (quando o

excitador trmico se encontra no lado oposto ao da cmera termogrfica). Contudo, quando se

deseja detectar descontinuidades prximas da superfcie a ser excitada termicamente indicado o

uso do modo de reflexo e para deteco de descontinuidades prximas do lado oposto ao deexcitao trmica, indica-se o modo de transmisso. O modo de transmisso apresenta duas

desvantagens em comparao ao de reflexo: nem sempre pode ser utilizado, pois a superfcie

oposta nem sempre acessvel e tambm no possvel o conhecimento da profundidade do

defeito, uma vez que a distancia percorrida pelo pulso independe da profundidade do defeito

[1,2].


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24

Contudo, esta tcnica afetada pela variao do coeficiente de emissividade e por um

aquecimento no uniforme da superfcie, o que confere uma dificuldade na visualizao do

defeito, ou seja, se torna uma limitao da tcnica.

A termografia ativa pulsada uma tcnica consolidada de ensaio no destrutivo muito utilizada

na rea aeroespacial, devido a sua capacidade de deteco de defeitos em juntas adesivas e em

materiais compsitos, alm dos defeitos em revestimentos de superfcie [1,2,6,11,14].

No presente estudo, adotou-se a modalidade de termografia ativa pulsada e o modo de excitao

trmica de reflexo.

1.2.6.2.

Esta modalidade apresenta o mesmo principio da modalidade de Termografia Ativa Pulsada,

porm na modalidade de step heatingo material inspecionado submetido a um longo tempo de

excitao trmica, sendo o tempo deste pulso de energia entre 1 a 30 minutos [1].

O step heating indicado para aplicao em materiais de baixa condutividade trmica, como

telhas cermicas e materiais fibrosos; estruturas do tipo sanduche; falhas profundas; inspeo de

espessuras de revestimentos; entre outras aplicaes [1].

1.2.6.3.

A termografiaLock-inesta baseada no aquecimento peridico do corpo inspecionado atravs de

lmpadas de modulao com onda senoidal e a formao de termogramas durante este

aquecimento. Nesta modalidade necessrio que o termgrafo esteja sincronizado com a

amplitude de freqncia de modulao, uma vez que a essncia desta modalidade o trabalho

com ondas trmicas monofrequenciais e assim s ser analisado sinais de resposta com a mesma

freqncia utilizada para modulao, ou seja, as imagens formadas nos termogramas tero

somente a mesma freqncia utilizada para excitao, da o nome de Lock-in. Uma vez obtido o

sinal na freqncia desejada, aplica-se a Transformada de Fourier para avaliar o comportamento

da amplitude e fase deste sinal de resposta. A escolha da freqncia de excitao, ou seja, a

freqncia de modulao baseada no comprimento de difuso (penetrao da onda trmica) e

este comprimento dado em funo de outras propriedades do material, como condutividade


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trmica, calor especifico e densidade, entre outros. Porm, quando se desconhece estas

propriedades do material ou ento defeitos de diferentes profundidades devem ser detectados,

necessria a realizao desta modalidade com sinais de diferentes freqncias e para cada

freqncia avaliar a formao do termograma, o que confere uma limitao a modalidade

[1,2,14,15]. A figura 4 apresenta um esquema representativo do processamento de termografia

Lock-in.

Figura 4 Esquema representativo da modalidade de termografiaLock-in [17].

Esta modalidade indicada para deteco de reas descolamento de revestimentos,

delaminaes, danos causados por impactos, incluses de impurezas em materiais compsitos,

defeitos de perda de espessura nos aos entre outros [2].

1.2.6.4.Termografia Ativa de Fase Pulsada

Esta modalidade combina as vantagens das tcnicas de Termografia Pulsada e de Termografia

Lock-in. A termografia de fase pulsada permite a gerao de imagens a partir dos ngulos de fase

do espectro de freqncias de uma excitao trmica temporal. A evoluo da temperatura

segundo o tempo de cada pixel de um termograma levado para o domnio da freqncia atravs

da transformada de Fourier (da mesma maneira que utilizada na Termografia Lock-in), onde

mapas com os valores dos ngulos de fases de freqncias escolhidas podem ser obtidos. Alm

das imagens de fase, a termografia de fase pulsada permite a obteno das imagens de amplitude


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(mdulos da transformada de Fourier), que correspondem a mapas de cores formados a partir dos

mdulos da transformada de Fourier para cada pixel dos termogramas [1,2,6]. A figura 5

apresenta um esquema representativo do procedimento utilizado nesta modalidade.

Figura 5 Esquema representativo da modalidade de termografia ativa de fase pulsada [18].

Uma das grandes vantagens desta modalidade de termografia ativa a possibilidade de anlise de

todo o espectro de freqncias a partir de uma nica excitao trmica de forma rpida e com

grande capacidade de automao para todo o processo. O aspecto negativo da metodologia e

predio de profundidade de defeitos, pois apesar da relao entre o ngulo de fase e o caminho

mdio percorrido pela onde trmica que daria indicaes sobre a profundidade, estes clculos

ainda so obtidos por processos matemticos complexos e, em muitas vezes, requer que dados

como difusividade trmica, condutividade trmica e outros sejam estimados inferindo incerteza e

subjetividade aos dados [1,2].

1.2.6.5. Vibrothermography ou Thermal Mechanical Vibration

Nesta modalidade, a excitao trmica do material realizada atravs da aplicao de vibraes

mecnicas, entre 20 e 50 Hz, que so convertidas diretamente em energia trmica. Quando h

uma descontinuidade presente no material, h uma liberao de calor nela devido a frico e

como cada descontinuidade possui uma ressonncia mecnica especifica, diferentemente do resto

do material, o aumento ou decrscimo da frequncia de excitao mecnica causar um gradiente

trmico local, possibilitando assim a deteco de descontinuidades presentes no material [1].

A tabela 3 apresenta as principais vantagens e desvantagens de cada uma das modalidades acimacitadas.


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Tabela 3 Vantagens e desvantagens de cada uma das modalidades de Termografia [1].

Modalidade Vantagem Desvantagem

Termografia PassivaSem contato fsico e interao com o

material

Aplicvel somente em materiais quepossuem uma fonte de excitao

trmica interna

Termografia AtivaPulsada

Sem contato fsico com o material

Rpido pulso para excitao trmica domaterial

Necessita de uma fonte externa paraexcitao do material

Limitao da rea superficial parainspeo (at 0,25 m2)

Termografia AtivaStep Heating


Necessita de uma fonte externa para

excitao do material

Risco do superaquecimento domaterial

Termografia AtivaLock-in


Capacidade para inspeo de grandesreas superficiais

Anlise atravs das imagens de fase e deamplitude

Necessita de uma fonte moduladapara excitao trmica do material

Necessita de 1 ou mais ciclos demodulao para observao

Limitao quanto a espessura da

camada abaixo da superfcie

Conhecimento prvio do defeitopara determinao da frequncia de

modulao a ser utilizada

Termografia Ativa deFase Pulsada

As vantagens da Termografia AtivaPulsada com aLock-in

Predio da profundidade do defeitoatravs de clculos matemticos

complexos e necessidade deconhecimento de muitaspropriedades do material

VibrothermographyAtiva

Deteco de defeitos fechados

Dificuldade para gerao dasvibraes mecnicas

Alguns contrastes trmicos saparecem em frequncias

especificas

Contato fsico com o material paragerao das vibraes mecnicas


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1.3.

As imagens so um suporte fsico visual que contm uma determinada informao. O termo

processar uma imagem consiste na aplicao de uma serie de transformaes com o objetivo de

extrair mais facilmente a informao nela contida. Esta informao pode ser tanto de carter

fsico, ou seja, associada a uma medida de um fenmeno fsico quanto de carter cognitivo, ou

seja, uma medida associada ao conhecimento [19,20].

O termo imagem monocromtica ou simplesmente imagem se refere a uma funo bidimensional

da luz f(x,y), onde x e y so as coordenadas espaciais e o valor de f em cada ponto x e y

proporcional ao brilho (nveis de cinza ou tons de cores) da imagem naquele ponto. Uma imagem

digital considerada uma matriz cujos ndices de linhas e de colunas representam um ponto

(elemento) na imagem e o valor deste ponto (elemento) identifica a intensidade de cinza naquele

ponto (elemento) ou os valores referentes ao trs canais na imagem colorida. Os pontos

(elementos) dessa matriz so chamados depixels [21]. A anlise quantitativa e a interpretao de

imagens representam atualmente uma ferramenta de extrema importncia em diversas reas

cientificas como na cincia dos materiais, na medicina, biofsica, na fsica entre outras.

Inicialmente o termo imagem era associado somente ao domnio da luz visvel, porm

atualmente o termo imagem se refere a uma grande quantidade de dados representados sob a

forma bidimensional, como por exemplo, as imagens infravermelhas, imagens acsticas,

magnticas entre outras [19,20,21].

Outro aspecto atualmente relacionados a imagem a classificao dos mtodos de sua

explorao em duas tcnicas: anlise e melhoria (enhancement) que sero abordados no item

1.3.2 [19].

1.3.1.

Um sistema de processamento de imagens consiste nas seguintes operaes que se podem efetuar

sobre uma imagem: aquisio, armazenamento, processamento, comunicao (transmisso) e

exibio [21].


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29

A operao de aquisio consiste na converso de uma imagem em uma representao numrica

adequada para o processamento digital subseqente. Esta etapa necessita de dois elementos

principais, sendo o primeiro um dispositivo fsico sensvel a uma faixa (banda) de energia

eletromagntica (como raios X, ultravioleta, visvel ou raios infravermelhos) que produza um

sinal eltrico de sada proporcional a um nvel de energia percebida e o segundo dispositivo,

denominado de digitalizador, responsvel pela converso do sinal eltrico em informao

digital. Para o presente trabalho o dispositivo fsico utilizado foi uma cmera termogrfica, que

atravs do sensor, a radiao infravermelha coletada convertida em sinal eltrico e o

digitalizador foi o software da prpria cmera utilizada [19,20,21].

Uma vez realizada a aquisio de imagens, a prxima operao o armazenamento, sendo este

dividido em trs categorias: armazenamento por curto tempo, armazenamento on-line para

acesso rpido e armazenamento em arquivo. Para o presente trabalho, as imagens obtidas dos

ensaios foram armazenadas em arquivos, para uma posterior utilizao dele, atravs do software

Flir Research que acompanha a cmera termogrfica [21].

A operao de processamento de imagens digitais envolve procedimentos que so geralmente

expressos em forma algortmica e que podem ser implementada no software. Para o presente

trabalho, o processamento das imagens obtidas dos ensaios foi realizado no software ImagePro.

A comunicao (transmisso) das imagens no simples devido a grande quantidade de dados

contido em cada imagem que precisariam ser transferidos. Com isso, esta operao de

transmisso das imagens limitada e uma opo para amenizar esta dificuldade a utilizao de

tcnicas de compresso e posterior descompresso nas imagens [20,21].

Por fim, a ltima operao a de exibio das imagens. Os principais dispositivos de exibio

so os monitores de TV, monocromticos e coloridos. Quando a exibio da imagem em papel,existe diversas formas de reproduo, contudo a melhor opo a reproduo fotogrfica. A

exibio das imagens deste trabalho foram num monitor LCD, de modo que todo o

processamento realizado nas imagens foi baseado no contraste da imagem fornecida pelo

monitor [20,21].


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30

1.3.2.

Anlise consiste na etapa de tratamento onde existe uma descrio da informao contida na

imagem e nesta etapa que vrias medidas quantitativas (parmetros) so utilizadas para

descrever diferentes informaes dentro de uma imagem [19,20,21]. Algumas aplicaes desta

tcnica so: determinao do numero de clulas contidas numa amostra de tecido biolgico,

determinao da distribuio de uma populao especifica de um conjunto de clulas entre outras

[19].

1.3.3. ()

O Enhancement um termo genrico que est associado a melhoria da qualidade da imagem

com o objetivo de posteriormente ser julgado por um observador humano. Na maior parte dos

trabalhos, utiliza-se os nveis de cinza da imagem, transformando-os para aumentar o contraste

ou para evidenciar uma regio de interesse [8,21]. Alguns exemplos desta tcnica de melhoria da

imagem a subtrao da imagem por uma imagem de referencia, utilizao de filtros espaciais, a

utilizao de cores-falsas entre outros exemplos [8,21].

1.3.3.1.

A cerca deste trabalho, foi utilizado o tratamento de imagens como uma ferramenta

complementar para melhoria das imagens termogrficas para uma posterior anlise de deteco e

dimensionamento mais confiveis dos defeitos. Diante de tal fato, ser descrito neste trabalho

somente os principais recursos de tratamento de imagem sem um grande aprofundamento do

principio e detalhes, para no fugir do escopo do trabalho.

A grande importncia do tratamento de imagens via processamento computacional se deve a

duas finalidades de sua aplicao, como o melhoramento da aparncia visual e a preparao de

imagens para medidas de caractersticas especificas [8,19,21]. Na maioria das situaes, o

tratamento de imagens se faz necessrio devido a presena de rudos na imagem, rudos estes que

interferem nas informaes contidas nas imagens. Diante de tal situao, o tratamento de

imagens utilizado com a finalidade de minimizao do efeito dos rudos nas imagens atravs da

extrao somente das informaes de interesse na imagem [8].


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Os modos de tratamento da imagem podem ser classificados em [8]:

Modificao da ordem ou distribuio de intensidade de brilho; Aplicao de filtros espaciais;

Manipulao das freqncias da imagem.

1.3.3.1.1.

Algumas formas de melhorar a intensidade de brilho de uma imagem so utilizadas com o

objetivo de realar as informaes de interesse. A etapa inicial para a realizao desta melhoria

consiste na gerao de um histograma da imagem analisada que relacione o nmero de pixelscom os seus valores de nvel de cinza. De posse desta distribuio, faz-se uma manipulao

direta das variveis brilho e contraste presentes nos programas de tratamento da imagem [8,21].

Para o presente trabalho, a imagem convertida de RGB para tons de cinza no sofreu nenhuma

modificao nas suas variveis brilho e contraste, mas sim de uma tcnica de subtrao de

imagens para melhoria do contraste trmico, conforme ser abordada no prximo item.

1.3.3.1.1.1. ( ) (7)Conforme j citado anteriormente, sendo a imagem uma matriz, a diferena entre duas imagens

f(x,y)e h(x,y) expressa como [8]:

g(x,y)= f(x,y)-h(x,y) (6)

Assim, a imagem resultante dessa diferena, g(x,y), constituda de uma matriz na qual o valor

de cada pixel, ou seja, o valor de x e y de cada ponto (elemento) da matriz possui o valor da

diferena deste mesmo ponto entref(x,y)e h(x,y) [8].

Esta subtrao de imagens tem aplicaes importantes para processamento de imagens de um

modo geral, mas especialmente para o tratamento de segmentao de imagens, o qual ser

utilizado neste trabalho. Essa subtrao realizada com o objetivo de destacar somente os

objetos de interesse da imagem, como a subtrao de uma imagem original do seu fundo e

tambm para diminuio dos rudos presentes na imagem [6,7,8].


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Com essa subtrao das imagens procura-se obter o contraste trmico, atravs da variao no

nvel de cinza obtido no material devido a realizao do ensaio de Termografia Ativa. A imagem

resultante deste procedimento foi utilizada para segmentao, procedimento este que ser

abordado a seguir.

1.3.3.1.1.2.

Geralmente a segmentao consiste na primeira etapa de processamento da imagem sob o ponto

de vista da informao nela contida. Este procedimento foi criado durante os anos 80 e

atualmente se apresenta como uma linha de pesquisa de extrema importncia em processamento

de imagens, uma vez que a segmentao a etapa inicial para o processamento das informaes

contidas na imagem [8,21].

A segmentao subdivide uma imagem em suas partes ou objetos constituintes, sendo o nvel

desta subdiviso dependente da resoluo do problema, ou seja, o limite da segmentao

quando os objetos de interesse na imagem tiverem sido isolados do restante da imagem. Com

isso, a segmentao reduz as tonalidades presentes na imagem, simplificando o seu contedo e

desta maneira aumenta a evidncia de detalhes da imagem, o que torna mais fcil a analise de

ocorrncias particulares bem como a possibilidade de analise automtica. Para imagens em tons

de cinza, como o caso do presente trabalho, a segmentao transforma os nveis de cinza da

imagem em apenas dois nveis, no qual os objetos de interesse aparecero sob a forma de branco

e o os demais pontos da imagem aparecero como preto (plano de fundo) [8,19,20,21].

Ao trabalhar com imagens monocromticas, os algoritmos de segmentao so baseados em uma

das seguintes propriedades bsicas de valores de cinza: descontinuidade e similaridade. Na

primeira propriedade, a imagem particionada de acordo com as mudanas bruscas nos nveis de

cinza e seu campo de interesse se destina a deteco de pontos isolados e deteco de linhas e

bordas na imagem. A segunda propriedade, similaridade, esta baseada em limiarizao,

crescimento de regies, difuso e fuso de regies [21]. Para o presente trabalho, a segmentao

foi realizada baseada na limiarizao, que ser descrita no prximo item.


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1.3.3.1.1.2.1. O primeiro passo para a limiarizao o estudo do histograma de nveis de cinza da imagem.

Sabendo que a imagem uma matriz de informaes que pode ser representada por uma funo

f(x,y), como j citado anteriormente, e para o caso da imagem ser composta por objetos

iluminados sobre um fundo escuro, os pixels do objeto e os pixels do fundo da imagem so

agrupados em dois grupos dominantes, o histograma se apresentara da seguinte maneira,

conforme figura 6, representando a quantidade de pixels para cada valor de intensidade de cinza.

Figura 6 Histograma de nveis de cinza referente a um limiar nico (T) [21].

Uma maneira de extrair os objetos do fundo da imagem atravs da seleo de um limiar T, ou

seja, uma intensidade de nvel de cinza, de modo que a imagem seja separada em dois grupos.

Ento, cada ponto (x,y) da imagem tal que f(x,y) > T ser considerado ponto do objeto, no

presente trabalho ser considerado defeito, caso contrrio, o ponto ser considerado ponto de

fundo, sendo este ponto no presente trabalho considerado como rea no defeituosa do corpo de

prova. Contudo, se o histograma da imagem se apresentar com o formato do histograma dafigura 7, haver a predominncia de trs grupos no histograma, conferindo ento as seguintes

classes de objeto: f(x,y)< T1, correspondendo ao fundo da imagem; T1< f(x,y)< T2, classe de

um objeto; e f(x,y)> T2, classe do segundo objeto presente na imagem. Com isso, esse tipo de

limiarizao denominado de limiarizao multinveis, sendo esta caracterizada pela menor

confiabilidade do que a limiarizao descrita anteriormente, no qual se baseia num limiar nico,

ao invs de dois limiares. Isso se deve a dificuldade da escolha de mltiplos limiares para o


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isolamento dos objetos de interesse da imagem, sendo esta dificuldade crescente com o aumento

do numero de grupos presentes no histograma.

Figura 7 Histograma dos nveis de cinza referente a limiares mltiplos (T 1, T2) [21].

Realizada a limiarizao, a imagem limiarizada g(x,y)se apresentar como uma imagem binria

definida como:

1 sef(x,y)> T

g(x,y)=

0 sef(x,y)T

Assim , os pixels de valor igual a 1 correspondero aos objetos da imagem enquanto que pixels

com valores iguais a 0 correspondero ao fundo da imagem.

1.4.

1.4.1.

De um modo geral, a corroso um processo resultante da ao de um meio sobre um

determinado material em certas condies operacionais, sendo estas condies relacionadas

temperatura, presso, esforos mecnicos e outras condies operacionais, levando a


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deteriorao do material. Com isso, pode-se dizer que a corroso nada mais que a

transformao ou deteriorao de um material devido a uma reao qumica ou eletroqumica

com o meio [22].

Apesar de ocorrer em grande intensidade nos materiais metlicos, a corroso tambm pode

ocorrer em materiais no metlicos, como plsticos, concretos e cermicos. Outro aspecto

importante a ser citado o fato da corroso ser um processo espontneo, ou seja, como acontece

sob uma reduo de energia (G< 0), no necessitando de nenhuma interao humana para sua

ocorrncia Analisando do ponto de vista dos materiais metlicos, comum definir a corroso

como um processo inverso metalrgico, ou de metalurgia extrativa, uma vez que no processo de

corroso o metal, quando exposto a um meio contendo O2, CO2, H2S, S , entre outros, produzir

compostos metlicos da mesma natureza do minrio do qual o metal foi extrado, ou seja,

formara compostos, xidos por exemplo, que possuem uma energia menor do que a do metal,

tornando a presena do xido mais estvel do que a do metal. Este processo de corroso em

metais ilustrado na figura 8 [22].

Figura 8 Processo de corroso em metais [22].

1.4.1.1.

A corroso um problema que atinge os mais variados setores, como por exemplo, as indstrias

qumica, naval, petrolfera, civil, automobilstica, odontologia, medicina entre outras [22,23].


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Os custos referentes as perdas devido a corroso podem ser classificados como custos diretos ou

custos indiretos. Os custos diretos so aqueles associados s perdas de materiais, produtos e

equipamentos resultantes do processo de corroso e tambm referente a inspeo de

equipamentos e manuteno dos processos de proteo. J os custos indiretos, so aqueles

associados a acidentes, vazamentos e paradas no programadas durante a utilizao do material

[23].

Analisando a corroso sob o ponto de vista econmico, os prejuzos causados por este processo

so extremamente altos e geralmente so relacionadas ao Produto Interno Bruto (PIB), de modo

a permitir uma comparao dos impactos da corroso sobre a economia de cada pas. Os

primeiros estudos relacionados ao custo da corroso foram [22,23]:

1950 H.H Uhlig Estados Unidos: 2,1% do PIB;

1970 T.P. Hoar Reino Unido: 3,5% do PIB (aproximadamente 1 bilho e 356 milhes

de libras esterlinas);

1974 Japo: 1,2% do PIB

1975 Battelle/NBS Estados Unidos: 4,5% do PIB (aproximadamente 70 bilhes de

dlares).

O estudo mais recente dos Estados Unidos data do ano de 2001, realizada pela FHWA, no qual

os custos referentes a corroso foram estimados em 3,1% do PIB (aproximadamente 276 bilhes

de dlares em custos diretos e 552 bilhes de dlares em custos indiretos). No Brasil, no h

nenhuma estatstica referente aos custos de corroso [22,23]. A figura de 9 apresenta os gastos

por setor nos EUA referente ao ano de 2001.


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Figura 9 Custos de corroso por setor nos EUA no ano de 2001 [23].

Diante de tais dados, torna-se claro a necessidade de um investimento crescente para

monitorao e controle da corroso, uma vez que os custos deste fenmeno aumentam com o

avano tecnolgico dos pases.

1.4.1.2.

Segundo Vermon [24], a taxa de corroso dos materiais metlicos pode ser diminuda

atravs da adoo dos seguintes mtodos prticos, cada qual com suas tcnicas:

Mtodos baseados na modificao do processo;

Mtodos baseados na modificao do meio corrosivo;

Mtodos baseados na modificao do metal;

Mtodos baseados nos revestimentos protetores.

As principais tcnicas anticorrosivas utilizadas so:

Proteo Catdica e andica;

Revestimentos Anticorrosivos;

Inibidores;

Seleo de materiais adequados ao uso.


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38

A figura 10 apresenta os custos referentes utilizao destas tcnicas no ano de 2001 nos

Estados Unidos [23].

Figura 10 Custos referentes as tcnicas e mtodos para preveno da corroso [23].

Analisando a figura 10 acima, torna-se claro que a tcnica anticorrosiva mais utilizada a

de revestimentos anticorrosivos, o que demonstra a sua maior eficincia ao combate na corroso

frente s demais tcnicas, aumentando assim a vida til do material a ser protegido.

Para o presente estudo, o mtodo de proteo corroso utilizado foi o de revestimentos

anticorrosivos aplicados em aos.

1.4.2.

As etapas de limpeza e preparao da superfcie na qual ser aplicada o revestimento so

determinantes para a eficincia e desempenho do revestimento em uso.

O principal objetivo da limpeza e preparao da superfcie a remoo dos contaminantes

presentes nela e promover uma boa aderncia ao revestimento. As falhas mais comuns

encontradas em revestimentos so empolamento da pintura, corroso do substrato e perda da

aderncia e no caso mais grave, aparecimento de porosidades e crateras. Portanto, como pode ser


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39

observado, a etapa de limpeza e preparao da superfcie de extrema importncia para

preveno destes tipos de falhas e conseqentemente do aumento da durabilidade dos

revestimentos [22].

Os principais tipos de impurezas ou sujidades encontrados na superfcie so [22]:

Oleosas = compreendem os leos minerais, graxos, leo-graxa, protetores oleosos entre

outros. Afetam diretamente a aderncia dos revestimentos

Semisslidas = compreendem as parafinas, graxas, ceras, sabes e protetivos

anticorrosivos comuns e sem grande dificuldade para remoo

Slidas = compreendem as partculas disseminadas em massas de polimento, deestampagem, resduos carbonceos de pelculas parcialmente carbonizadas, sais, cloretos,

sulfatos, carbonatos entre outros. Exigem maior ateno no tratamento preliminar devido

a maioria das vezes serem invisveis a olho nu.

xidos e produtos de corroso = resultantes de tratamentos trmicos e conhecidos como

carepas de laminao (pelcula de xidos de ferro de alta dureza e aderncia ao metal).

Diante da necessidade de controle de qualidade relacionado as etapas de limpeza e preparao da

superfcie para um bom desempenho do revestimento, foram desenvolvidas normas

internacionais que padronizam os processos de preparo. Dentre as normas internacionais, se pode

citar a norte americana SSPC (Steel Structure Painting Council), a sueca SIS 05 5900-67

(Pictorial Surface Preparation) e a ISSO 8501 (Blast Cleanning & Power Tooll Cleanning), a

norma que mais importante a norma sueca. Na norma sueca SIS 05 5900-67, elaborada pelo

Instituto Sueco de Corroso de acordo com o AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND

MATERIALS (ASTM) e o STELL STRUCTURES PAINT COUNCIL (SSPC) dos Estados

Unidos, foram estabelecidos quatro graus de oxidao ou corroso de superfcies de ao

laminado a quente devido ao intemperismo (exposio ao ambiente) [22]:

Grau A = superfcie do ao com carepa de laminao intacta e sem corroso

Grau B = superfcie do ao com principio de corroso e inicio da desagregao da

carepa de laminao


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Grau C = superfcie do ao onde a carepa de laminao foi eliminada pela

corroso ou que possa ser removida por meio de raspagem, podendo apresentar

formao leve de alvolos

Grau D = superfcie de ao onde a carepa de laminao foi eliminada pela

corroso com formao de severa corroso alveolar.

Conhecidas as impurezas e sujidades que so encontradas na superfcie metlica, prossegue-se

para escolha do meio de remoo, sendo esta escolha dependente do tipo do estado inicial do

material a ser tratado, o fim a que se destina, as condies econmicas, prazo, agresso ao meio

ambiente e equipamentos disponveis. Os meios de remoo podem ser a limpeza com solventes,

limpeza por ao qumica ou limpeza por ao mecnica [22].

1.4.2.1.

O objetivo deste processo a remoo de filmes e agregados de sujidades aderidas s superfcies

metlicas, mas que no tenham reagido quimicamente com as mesmas. A funo do solvente

emulsionar e em certos casos solubilizar estas sujidades, por um tempo adequado, a uma

temperatura adequada e as vezes simultaneamente com ao mecnica [22].

Este processo pode ser tanto a etapa principal de preparao da superfcie, ou seja, aps a sua

execuo sendo aplicado diretamente o revestimento como tambm a etapa inicial, sendo

necessrio uma posterior etapa de preparao da superfcie, como por exemplo, remoo das

sujidades atravs de limpeza mecnica [22].

A escolha do produto a ser utilizado depende do tipo e do grau de contaminao da superfcie,

dimenso da estrutura ou equipamentos, complexidade geomtrica, das condies de acesso e da

viabilidade operacional de execuo. Os principais produtos utilizados neste processo so:

detergentes, solues alcalinas, solventes orgnicos, vapor e gua doce [22].


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1.4.2.2.

1.4.2.2.1.

A decapagem cida consiste na imerso das peas ou componentes a serem revestidos em

solues cidas, principalmente inorgnicos, no qual devido a presena de inibidores na soluo,

no h ataque ao substrato. Ocorre somente a dissoluo da carepa de laminao e / ou produto

de corroso, impedindo a fragilizao do material pelo hidrognio contido na soluo [22].

Antes da decapagem cida necessria uma limpeza prvia do material para remoo de

contaminantes indesejveis, atravs de uso de solventes, detergentes ou solues alcalinas [22].

Os principais cidos utilizados neste processo so: cido sulfrico comercial, clordrico, cido

fosfrico, acido ntrico e cido fluordrico [22].

1.4.2.2.2.

As bases utilizadas para este processo possibilitam a solubilizao das camadas de ferrugem de

superfcies de ao, atravs da formao de sais complexos de ferro solveis sem que o material

metlico seja atacado [22].

Apresenta uma certa seletividade na remoo de xidos superficiais de peas frgeis e de grande

preciso, no h desgaste do metal nem possibilidade de fragilizao pelo hidrognio, uma vez

que nesta soluo no h formao deste no processo [22].

1.4.2.3.

1.4.2.3.1. /

Este tipo de preparao de superfcies indicado para os casos onde no possvel o jateamento

abrasivo, como por exemplo, casos onde h proximidades de equipamentos ou sistemas os quais

podem ser prejudicados pelo p abrasivo ou pela deposio deste durante a limpeza da superfcie

[22].


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As principais ferramentas manuais utilizadas para tal preparao da superfcie dos aos para

posterior aplicao de revestimentos so as lixas, escovas de ao, raspadeiras entre outras e as

ferramentas mecnicas so as pistolas de agulha, as escovas de ao e as lixadeiras rotativas [22].

Os padres de limpeza de superfcies do ao estabelecidos pelas normas SIS 055900-1967 e

ISSO 8501, so classificados em [22]:

Grau St 2 = superfcie de ao tratada com ferramentas manuais ou mecnicas com

remoo de carepa de laminao solta, ferrugem e tinta existente soltas e outros

contaminantes estranhos. A superfcie deve ser limpa com aspirador, ar comprimido seco

e limpo ou escova de plo. O aspecto final deve corresponder s gravuras comdesignao St 2. Esta limpeza no se aplica a grau de intemperismo A. Os padres de

limpeza so: B St2, C St2 e D St 2; estabelecidos por fotografias.

Grau St 3 = superfcie de ao tratada com ferramentas manuais ou mecnicas de maneira

mais minuciosa e vigorosa que no grau St 2, devendo, aps o tratamento, apresentar

brilho metlico caracterstico. Esta limpeza no se aplica a grau de inteperismo A. Os

padres de limpeza so: B St 3, C St 3 e D St3.

As consideraes importantes deste mtodo de preparao da superfcie so o fato deste no

poder ser aplicado a superfcies com grau de intemperismo A (grau A de oxidao) e no ser

capaz de remover toda a camada de produtos de corroso na superfcie, conferindo assim uma

durabilidade dos revestimentos por pintura inferior ao que seria obtido com um grau de limpeza

melhor, como os obtidos pelo mtodo de jateamento abrasivo, grau Sa 3, Sa 2 ou Sa 2, a ser

descrito no prximo item [22].

1.4.2.3.2.

um dos mtodos de limpeza de superfcie por ao mecnica mais eficientes tanto na remoo

de contaminantes como tambm na formao de um perfil de ancoragem adequado para

aderncia dos esquemas de pintura ao substrato metlico. Contudo, requer uma limpeza previa da

superfcie por meio de solventes para evitar a contaminao do abrasivo e da superfcie antes da

execuo do jateamento [22].


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O principio deste mtodo consiste em se fazer colidir, com a superfcie limpa, partculas de

abrasivo alta velocidade, sendo esta projeo destas partculas por meio de ar comprimido ou

por meio de fora centrifuga [22].

O grau de limpeza a ser obtido pelo jateamento abrasivo dependente de alguns fatores, entre

eles sendo os mais importantes: qualidade do ar comprimido, qualidade e caractersticas tcnicas

dos abrasivos, pH e dureza, formato e pureza dos abrasivos [22].

Os graus de limpeza obtidos pelo jateamento abrasivo so avaliados com base nos padres das

normas tcnicas como a SIS 055900-1967, a ISSO 8501 e SSPC, sendo classificados em quatro

padres de limpeza [22]:

Grau Sa 1 = conhecido como jateamento abrasivo ligeiro, jateamento abrasivo leve ou

jateamento abrasivo Brushoff. Removem-se carepa de laminao solta, ferrugem no-

aderida, tinta existente solta e outros contaminantes estranhos. A aparncia final deve

corresponder s fotos com designao Sa 1 e esta limpeza no se aplica ao grau de

intemperismo A (carepa de laminao com pouca ou nenhuma corroso). Para os demais

graus, os padres de limpeza so: B Sa 1, C Sa 1 e D Sa 1;

Grau Sa 2 = conhecido como jateamento abrasivo comercial, em que praticamente toda acarepa de laminao, produtos de corroso e material estranho so removidos. A

aparncia final deve corresponder s fotos com designao Sa 2 e esta limpeza tambm

no se aplica ao grau de intemperismo A. Para os demais graus os padres de limpeza

so: B Sa 2, C Sa 2 e D As 2;

Grau Sa 2 = conhecido como jateamento abrasivo no metal quase branco, em que a

carepa de laminao, ferrugem e material estranho so removidos de maneira to

minuciosa que a superfcie apresenta leve sombreado. Em numero , pode-se considerar95% da superfcie tratada ao padro Sa 2 esteja totalmente limpa e que os 5% restantes

se apresentam em forma de manchas ou sombreado. A aparncia final deve corresponder

s fotos com designao Sa 2 , e os padres de limpeza so: A Sa 2 , B Sa 2 , C Sa

2 e D Sa 2 .

Grau Sa 3 = conhecido como jateamento ao metal branco, em que a carepa de laminao,

ferrugem e material estranho so removidos totalmente. A aparncia final deve


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corresponder s gravuras com designao Sa 3 e os padres de limpeza so: A Sa 3, B Sa

3, C Sa 3 e D Sa 3.

Aps o jateamento abrasivo conforme o grau escolhido pela norma, a superfcie deve ser limpa

com aspirador de p, ar comprimido seco e limpo ou escova limpa.

Os abrasivos escolhidos para o jateamento devem ser duros, de granulometria uniforme e isentos

de materiais estranhos que possam contaminar a superfcie a ser jateada. Os principais materiais

utilizados como abrasivos so escorias de fundio de cobre, granalha de ao, bauxita sinterizada

e areia [22].

Para o presente estudo, foi utilizado o mtodo de jateamento abrasivo com microesferas de vidropara preparao da superfcie.

1.4.2.3.3.

A limpeza de superfcie por meio de hidrojateamento um dos processos em que a remoo dos

contaminantes feita utilizando-se gua a altas presses. bastante utilizado no campo da

pintura anticorrosiva e apresenta as seguintes caractersticas [22]:

Eficiente na remoo de contaminantes da superfcie, em especial os sais solveis que so

os responsveis diretos pela degradao dos revestimentos e corroso do substrato;

No gera p durante a operao de limpeza nem produz fascas;

No nocivo ao meio ambiente nem prejudicial a sade desde que exista um sistema para

coleta e tratamento dos resduos retirados da superfcie;

No confere rugosidade superfcie, desvantagem do processo.

1.4.3.

1.4.3.1.

Os revestimentos metlicos so utilizados com as seguintes finalidades [22]:

Decorativa - ouro, prata, cromo e nquel;


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Resistncia ao atrito cobre e ndio;

Resistncia oxidao em contatos eltricos prata, estanho, ouro e rdio;

Endurecimento superficial cromo;

Resistncia a corroso cromo, nquel, alumnio, zinco, cdmio e estanho;

Recuperao de peas desgastadas cromo.

No caso de revestimentos anticorrosivos, a seleo dos metais escolhidos se deve as suas aes

protetoras como barreira, nos casos de cromo e alumnio, ou proteo catdica, para o zinco e o

cdmio.

As consideraes importantes tipo de revestimento a respeito da sua qualidade se deve a

dependncia de uma boa aderncia e impermeabilidade da pelcula para uma proteo adequada.

Contudo, para o caso de revestimentos catdicos, no permitido nenhum tipo de falha, porque

na presena de um eletrlito haver a formao de uma pilha galvnica, conferindo assim uma

rpida corroso do material revestido se a rea andica for pequena em relao a uma grande

rea catdica. Entretanto os revestimentos andicos so isentos deste tipo de problema [22].

As tcnicas principais utilizadas para aplicao de revestimentos metlicos so: cladizao,

imerso a quente, asperso trmica, eletrodeposio, cementao, deposio em fase gasosa ereduo qumica [22].

1.4.3.2.

Este tipo de revestimento constitudo de compostos inorgnicos depositados diretamente na

superfcie ou formados sobre esta superfcie. Dentre os revestimentos inorgnicos depositados

sobre a superfcie metlica os principais usados para proteo contra a corroso so os esmaltes

vitrosos, vidros, porcelanas, cimentos, xidos, carbetos, nitretos, boretos e silicietos. J osrevestimentos formados diretamente sobre a superfcie metlica so obtidos por reaes qumicas

entre o material da superfcie e o meio adequado, conferindo assim a formao do produto da

reao que protege a superfcie contra a ao corrosiva [22].

A obteno de revestimentos inorgnicos atravs da reao entre o substrato e o meio feita

pelos processos de anodizao, cromatizao e a fosfatizao [22].


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1.4.3.3.

Para o presente trabalho, este tipo de revestimento foi utilizado. A aplicao de tintas ou

esquemas de pinturas uma das tcnicas mais utilizadas de proteo anticorrosiva devido a uma

srie de propriedades que esta tcnica confere, como [22]:

Facilidade de aplicao e manuteno;

Relao custo-beneficio;

Finalidade esttica tornar o ambiente agradvel;

Auxilio na segurana industrial; Identificao de fluidos em tubulaes e reservatrios;

Sinalizao;

Impedir a incrustao de microorganismos marinhos em cascos de embarcaes;

Impermeabilizao;

Permitir maior ou menor absoro de calor, atravs do uso correto de cores;

Diminuio da rugosidade.

Alm de ser caracterizada como uma das tcnicas mais antigas, a pintura s conseguiu umavano tecnolgico no sculo XX devido criao de novos polmeros (resinas). Atualmente, o

seu intenso desenvolvimento se deve a novos tipos de resinas e de outras matrias-primas na

fabricao das tintas e principalmente a novos mtodos de aplicao [22].

1.4.3.3.1.

A pintura a mais difundida tcnica de proteo anticorrosiva, razo pela qual deve ser encarada

como uma tecnologia complexa, dinmica, capaz de acompanhar o desenvolvimento tecnolgicoem outras reas e de se adaptar as tendncias de um mundo de economia globalizada, com forte

apelo pela preservao do meio ambiente [25].

A pintura possui um amplo espectro de aplicao, sendo classificada em [22]:

Pintura artstica;

Pintura arquitetnica;


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Pintura Industrial.

Quando a finalidade do revestimento por pintura a proteo de uma estrutura ou um

equipamento, diz-se que este processo corresponde a aplicao de um esquema de pintura sobre

a superfcie a ser protegida, sendo este esquema de pintura um procedimento dentro do qual se

especificam todos os detalhes tcnicos envolvidos em sua aplicao, como [22]:

Tipo de preparao e o grau de limpeza;

Tintas de fundo (primer) intermediria e de acabamento a serem aplicadas;

A espessura de cada uma das demos de tintas;

Os intervalos entre demos e os mtodos de aplicao das tintas;

Os critrios para execuo de retoques na pintura;

Os ensaios de controle de qualidade a serem executados na pintura;

As normas e os procedimentos a serem seguidos para cada atividade a ser realizada.

Um esquema de pintura para proteo anticorrosiva de estruturas metlicas ou de equipamentos

geralmente composto por trs tipos de tintas [22]:

Tintas de fundo ou primria (primers) = correspondem ao tipo de tinta aplicadadiretamente ao substrato, constitudas de pigmentos ditos anticorrosivos e em geral, se

apresentam com maior rugosidade e uma alta concentrao volumtrica de pigmento

(CVP). So responsveis pela aderncia dos esquemas de pintura aos substratos.

Tintas intermedirias = so aquelas utilizadas nos esquemas de pintura para aumentar a

espessura do revestimento com um numero menor de demos de modo a melhorar as

caractersticas de proteo por barreira do mesmo. Para isso, so constitudas de um alto

teor de slidos para conferir altas espessuras por demo.

Tintas de acabamento = sua funo conferir a resistncia qumica ao revestimento uma

vez que so elas que entram em contato direto com o meio corrosivo.

Atualmente, considera-se um esquema de pintura moderno aquele que consegue reunir

excelentes propriedades de desempenho, custo e preservao ambiental [25].


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1.4.3.3.2.

As tintas so constitudas de um veiculo fixo ou veculo no voltil (VNV), solventes (veculo

voltil), aditivos e pigmentos. As tintas em p apresentam todos estes constituintes menos o

solvente, enquanto que os vernizes no apresentam pigmentos [22].

O veculo fixo ou no voltil (VNV) o ligante das partculas de pigmento e o responsvel direto

pela continuidade e formao da pelcula de tinta. Ele constitudo por um ou mais tipos de

resina, sendo o maioria destas de natureza orgnica e responsveis pela resistncia da tinta [22].

O outro constituinte das tintas o solvente, sendo este empregado tanto para auxiliar na

fabricao de tintas, na solubilizao da resina e no controle de viscosidade como em suaaplicao [22].

Os aditivos so compostos empregados, em pequenas concentraes, nas formulaes das tintas

com diferentes objetivos tais como: antinata, dispersante, antifungo etc [22].

Os pigmentos so partculas slidas, finamente divididas, insolveis no veiculo fixo, utilizados

para se obter, entre outros objetivos, proteo anticorrosiva, cor, opacidade, impermeabilidade e

melhoria das caractersticas fsicas da pelcula [22].

1.4.3.3.2.1.

As propriedades fsico-qumicas da tinta so dependentes da natureza qumica da resina presente

em sua composio, pois, como j mencionado anteriormente, as resinas so as responsveis pela

formao da pelcula de tinta. Diante disto, as resinas podem ser classificadas, quanto formao

de pelcula pela [22]:

Evaporao de solventes, sendo as resinas do tipo vinlicas, acrlicas, borracha clorada,

bertume, asfaltos e alcatro de hulha e nitrocelulose;

Evaporao por oxidao, sendo as resinas de leos vegetais, resinas alqudicas

modificadas com leos vegetais e resinas fenlicas modificadas com leos vegetais;

Atravs de reao qumica de polimerizao por condensao temperatura ambiente,

sendo as resinas epxi, as resinas poliuretnicas e polissiloxano, por exemplo;

Polimerizao trmica, sendo as resinas de silicone e tintas em p;


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Hidrlise, sendo as resinas de silicato de etila;

Coalescencia, sendo as resinas acetato de vinila, acrlicas em emulso;

Outros mecanismos.

Para o presente estudo, foram utilizadas as resinas do tipo epxi. Este tipo de resina um dos

mais importantes veculos fixos para o combate a corroso, devido a sua resistncia qumica e a

propriedades de aderncia, alm de oferecer uma alta resistncia a abraso e ao impacto.

1.4.3.3.2.2.

A escolha de um esquema de pintura de modo que atenda tanto a condio tcnica quanto aeconmica uma tarefa complexa, pois h vrios fatores a serem considerados na escolha. Com

isso, de extrema importncia o conhecimento adequado das caractersticas tcnicas da tinta

como tambm as informaes a respeito das condies de uso da estrutura ou equipamento a ser

revestido. Os principais fatores para a seleo de um esquema de pintura so [22]:

As condies prvias em que se encontra o equipamento ou a estrutura;

As condies de exposio;

O tipo de substrato a ser revestido; A facilidade de manuteno;

A finalidade da pintura.

1.4.3.3.2.3.

O objetivo da aplicao de um revestimento por pintura, como por exemplo, a proteo

anticorrosiva, pode no ser mais atendida quando [22]:

A vida til do revestimento atingiu o limite mximo de durabilidade, sendo neste caso

recomendado a manuteno na pintura para retorno das propriedades desejadas;

Devido a falhas prematuras no mesmo, podendo estas serem oriundas das etapas de

especificao e aplicao dos esquemas de pintura.

Do ponto de vista da periculosidade, a ocorrncia de falhas prematuras alm de comprometer as

funes do revestimento, acarretam em srios prejuzos tanto de natureza tcnica quanto a


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econmica as empresas. Diante de tal situao, se torna de extrema necessidade a adoo de

medidas para a diminuio dos riscos de ocorrncia de falhas, como, por exemplo [22]:

A especificao correta do esquema de pintura;

A aplicao de tintas com presena de inspetores;

A qualidade e caractersticas tcnicas dos produtos precisam ser controladas;

A realizao dos servios de manuteno baseados em inspees programadas.

O objeto deste projeto contribuir com uma tcnica que pode ser utilizada nessa etapa de

inspeo.

2.

Como o objetivo deste trabalho analisar a confiabilidade da termografia na deteco de defeitos

de corroso em aos revestidos por materiais compsitos, este item do trabalho abordar tanto os

aspectos relacionados fabricao dos corpos de prova e a simulao dos defeitos quanto os

aspectos relacionados s configuraes utilizadas para a realizao do ensaio termogrfico e as

metodologias de ps-processamento a serem utilizadas.

2.1.

Para o presente trabalho foram confeccionados seis corpos de prova com defeitos controlados, ou

seja, com defeitos de dimenses e localizao conhecidos. Estes defeitos buscam simular uma

falha do tipo perda de espessura do substrato devido a corroso localizada. Desse modo, os

corpos de prova fabricados reproduzem uma condio encontrada na vida prtica da utilizao de

revestimentos anticorrosivos, como por exemplo, nos tanques de armazenamento, quando h a

possibilidade de ocorrncia de corroso localizada no substrato da estrutura, ou seja, abaixo do

revestimento anticorrosivo, sem que haja nenhuma indicao em sua superfcie por inspeo

visual.

Este tipo de defeito de perda de espessura do substrato devido a sua corroso localizada foi

reproduzido em dois tipos de revestimentos, denominados de revestimento A e revestimento B, a


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fim de avaliar se o tipo de revestimento utilizado apresenta alguma influencia na deteco pela

termografia.

Os defeitos de perda de espessura no substrato devido a uma corroso localizada foram

simulados atravs de 6 furos controlados no substrato. Estes furos foram feitos de duas maneiras,

a primeira atravs da utilizao de uma fresa e a segunda atravs da utilizao de um

termografia mono

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