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Medição de espessura da borracha do pneu


Aplicação

Medir a profundidade do aço e a lona da carcaça ou cintura metálica em todos os tipos de pneus e, em muitos casos, a espessura total também.

Cenário

Para fins de controle de qualidade, os fabricantes de pneus precisam saber a posição do aço ou da lona da carcaça que estão integradas às paredes dos pneus de automóveis, caminhões e veículos off-road. Isto é importante, principalmente, para pneus grandes e caros usados em equipamentos de construção de caminhões em que o posicionamento incorreto da lona da carcaça pode causar danos dispendiosos. Em alguns casos, os fabricantes também precisam medir a espessura total da parede. Como a borracha é um material muito atenuador de ondas sonoras de alta frequência e por causa do padrão complexo dos ecos gerados na estrutura interna da maioria dos pneus, estas medições precisão de atenção especial.

Equipamento

Existem duas abordagens comuns para a medição dos pneus, elas dependem da espessura deles. A Olympus recomenda os seguintes aparelhos para aplicações específicas:

O medidor de espessura 38DL PLUS® ou o 45MG com software para elemento único, juntamente com o transdutor M1036 (2,25 MHz). Esses medidores de espessura são usados principalmente em pneus de automóveis e caminhões leves, e — juntamente com o transdutor de baixa frequência — são geralmente utilizados para medir a profundidade da lona da carcaça, somente. O intervalo de medição é de, aproximadamente, 3 mm a 25 mm, com precisão de calibração de ±0,25 mm ou superior. A exibição da forma de onda, que é padrão no medidor 38DL PLUS e opcional no 45MG, é útil para verificar a detecção do primeiro eco da lona da carcaça que representa espessura mínima da borracha.

Série de detectores de defeitos EPOCH® com pulsador de onda quadrada, como os aparelhos EPOCH 6LT, EPOCH 650 ou EPOCH 1000, usados com transdutores selecionados de baixa frequência. Estes detectores de defeitos com filtragem passa-banda selecionável oferecem penetração muito maior que o medidor de espessura e são recomendados para pneus largos, como de caminhões e veículos off-road. Borrachas com espessuras de 200 mm ou mais podem, normalmente, serem medidas com transdutores de 500 kHz, às vezes em pares no modo pitch-catch. A precisão da medição típica varia de ±0,25 mm, ou superior, em pneus de automóveis de passageiros a ±1 mm em pneus de grandes caminhões e veículos off-road.

Procedimento de utilização

A atenuação do som e a estrutura interna variam bastante entre os vários tipos de pneus, então é importante avaliar individualmente cada tipo de aplicação. Para realizar medições em borracha é preciso usar sempre transdutores de baixa frequência, 2,25 MHz ou menos. Em alguns casos, é vantajoso usar um transdutor com superfície revestida com epóxi para melhorar o acoplamento entre o transdutor e a borracha. Os transdutores normalmente recomendados para medir pneus são o M1036 da Olympus (2,25 MHz, 12,5 mm de diâmetro e alta penetração) e o V601-RB (500 kHz e 25 mm de diâmetro).

Para aplicações de pneus muito grossos (espessura da borracha superior a 100 mm), o par de transdutores V601-RB tem sido usado com sucesso no modo pitch-catch juntamente com um detector de defeitos. Separar as funções de transmissão e recepção permitem ao usuário usar um ganho de recepção muito alto sem os potenciais problemas de ruído associado à ampliação da retomada do pulso de excitação. Para aplicações da borracha do pneu recomenda-se normalmente a utilização de um gel acoplante. Para garantir a umidificação adequada, o acoplante deve ser aplicado na superfície. Assim como nas medições ultrassônicas de espessura, é preciso calibrar a velocidade do som da borracha utilizada usando uma amostra com espessura conhecida. A velocidade do som na borracha muda rapidamente de acordo com a temperatura, então, para melhorar a precisão, a velocidade do som deve ser medida com uma temperatura que corresponde às condições reais de medição.

A realização de uma medição de espessura total do pneu bem-sucedida — em oposição à profundidade da lona da carcaça — depende da estrutura da lona da carcaça. Em alguns tipos de pneus, com várias camadas de lona de carcaça e/ou com camadas muito próximas entre elas, a energia do som não será suficiente para atingir a parede interna, impedindo a medição da espessura total. Em outros tipos de pneus, com muitas separações entre as lonas da carcaça individuais, um pouco da energia sonora passará pela parede interna, neste caso, é possível calcular a espessura total. Isto deve ser avaliado caso a caso. Nos casos em que o eco da parede interno é visível, o aparelho pode usar uma segunda configuração armazenada para realizar a medição.

A figura 1 mostra o eco a partir do aço da lona da carcaça, medida a partir da banda de rodagem externa, em um pneu de automóvel com banda de aproximadamente 12,5 mm de espessura. A medição foi realizada com o medidor 38DL PLUS com um transdutor M1036 (2,25 MHz). Neste caso, o eco é medido para o primeiro pico positivo.


Figura 1


A figura 2 mostra a medição da espessura total de um pneu de um veículo de construção com espessura aproximada de 171,5 mm usando um detector de defeitos EPOCH 650 no modo de transmissão direta com dois transdutores V601-RB de 500 kHz. A porta de medição foi posicionada para capturar a espessura da borracha, que é representada pelo pico próximo ao lado direito da tela.

Figura 2

Olympus IMS
ProductsUsedApplications

O detector de defeitos portátil por ultrassom, EPOCH 6LT, é otimizado para operação com uma mão e fornece excelente performance para aplicações para acesso por corda e de alta portabilidade. Leve e com design ergonômico, o aparelho se encaixa de forma segura à mão do usuário ou pode ser fixado à perna para aplicações de acesso por corda.
O EPOCH 650 é um detector de defeitos por ultrassom convencional com uma excelente performance de inspeção e pode ser utilizado em uma ampla variedade de aplicações. Este aparelho robusto e intuitivo é a extensão do popular detector de defeitos EPOCH 600, mas com mais recursos.
O 45 MG é um medidor de espessura por ultrassom portátil com vários recursos para medição e várias opções de software. Este instrumento exclusivo é compatível com toda a linha de transdutores de elemento simples e duplo, fazendo dele um inovador instrumento tudo em um para quase todas as aplicações de medição de espessura.
O 38DL PLUS é um medidor de espessura por ultrassom avançado. Ele utiliza um transdutor de elemento duplo à inspeção de corrosão interna e inclui THRU-COAT e Echo-to-echo. Os transdutores de elemento simples são utilizados à medição precisa de espessuras de materiais finos, espessos ou multicamadas.
O EPOCH 1000 é um detector de defeitos avançado que usa a tecnologia de ultrassom convencional, a qual pode ser otimizada com a adição de imagens de Phased Array em um centro de serviço autorizado da Olympus. Algumas características: Em conformidade com a norma EN12668-1, 37 filtros digitais e frequência de repetição de impulsos de 6 kHz às inspeções de alta velocidade.
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