Análise de falhas
Produzido por Erick PinhoTeoria
Fala pessoal!!!! Tudo ótimo com vocês?
Como vimos em tópicos anteriores, há diversas maneiras de um material falhar, ou seja, de não cumprir o seu real papel para o qual foi projetado. Um defeito, por outro lado, não impede seu funcionamento. Mas como analisamos uma falha?
Uma falha não ocorre unicamente pela geração de uma trinca ou fratura, mas quando isso ocorre, é possível obter informações que descrevem as condições nas quais a falha foi gerada. A fim de analisar e registrar as características de uma superfície fraturada tira-se fotos desta superfície. Essa técnica é conhecida como fractografia.
Antes de iniciarmos com a fractografia devemos seguir alguns passos:
- Coletar dados básicos do componente, modo de operação e estado de manutenção.
- Realizar exame preliminar da parte que falhou e registrar por fotografia.
- Exame macroscópico com registro fotográfico da superfície de fratura, trincas secundárias e outros fenômenos de superfícies.
- Seleção, identificação, preservação, limpeza de amostras.
- Inspeção por meio de ensaios não destrutivos.
- Executar ensaios mecânicos, a fim de determinarmos propriedades mecânicas, por exemplo, dureza.
- Seleção e preparação de amostras para ensaios metalográficos.
- Microscopia óptica ou eletrônico de varredura.
- Determinação do micromecanismo de falha.
- Análise química
- Análise de todas as evidências, formulação de conclusões.
O mais importante em uma análise de falha é descobrir a causa a fim de conhecer todo o mecanismo e propor ações para que essa falha não ocorra novamente.
Agora que falamos dos passos vamos falar sobre uma das etapas mais importante do processo: a fractografia. Essa pode ser feita com imagens macrográfica, com o auxilio de câmeras fotográficas ou com imagens micrográficas, com o auxilio de microscopia, normalmente essa fractografia recebe o nome de microfractografia. Um equipamento poderoso para obter excelentes imagens microfractográficas é microscópio eletrônico de varredura.
O exame do aspecto visual da fratura permite, na maioria das vezes, identificar o mecanismo de falha ocorrido associando-o com a história de utilização do componente e/ou peça. Através da fractografia pode-se inferir, por exemplo, o sistema de tensões que produziu a fratura, onde a fratura foi iniciada, a intensidade e variação no carregamento mecânico que a gerou, entre outros tipos de informações. Essas informações, apesar de ser de simples obtenção, ajudam muito na compreensão metalúrgica da falha.
A figura acima mostra uma superfície fraturada de um trilho ferroviário. Essa superfície é um registro fractográfico e nela é possível observar as marcas de Sargento ou Chevron e nervuras radias que apontam para o inicio de nucleação da trinca. Ainda através da fractografia é possível notar que foi através de uma inclusão metálica na parte inferior do trilho que a trinca surgiu. Através dessas simples observações fractográficas é possível afirmar que a fratura ocorreu de modo frágil por conta de uma inclusão metálica que agiu como um alto concentrador de tensão.
A figura acima é uma fractografia da superfície fraturada de um trilho ferroviário que rompeu por fadiga de flexão. Observando essa fractografia, notam-se marcas de praia na ponta do trilho e aponta para essas marcas vemos nervuras radias característico de uma fratura final frágil. Através dessa simples imagem fractográfica e conhecendo os carregamentos impostos a essa estrutura chegamos à conclusão que o mesmo falhou por fadiga.
A imagem acima é uma microfractografia feita em microscópio eletrônico de varredura (MEV) nela é possível observar que a superfície fratura sofreu clivagem, mecanismo característico de uma fratura frágil.
Feito toda a parte fractográfica, análise dos componentes e do contexto que essa falha ocorreu, devemos fazer algumas perguntas a fim descobrirmos o porquê essa falha ocorreu.
Lembre-se o mais importante em analises de falhas é agir na causa!!!!