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A ferrita é uma modificação cúbica de corpo centrado do ferro (α-Fe), presente em certos tipos de aço, especialmente nos aços inoxidáveis duplex e nos aços inoxidáveis austenítico-ferríticos. A ferrita é magnética e caracteriza-se por sua alta resistência à corrosão e elevada resistência mecânica. As propriedades de um aço dependem fortemente da proporção entre ferrita e austenita. Um teor de ferrita equilibrado pode, por exemplo, melhorar a resistência à corrosão sob tensão e a soldabilidade do material.
A medição precisa do teor de ferrita é essencial porque:
Os medidores de teor de ferrita normalmente funcionam com base em métodos magnetoindutivos ou métodos ferromagnéticos. Abaixo estão os dois principais princípios de medição:
Método magnetoindutivo
Um campo magnético é gerado por meio de uma bobina. Quando um material ferrítico é inserido nesse campo, ele altera a indutância da bobina. Essa alteração está diretamente relacionada à permeabilidade magnética do material e, consequentemente, ao seu teor de ferrita. O dispositivo detecta essa variação e, com base nela, calcula o conteúdo de ferrita, geralmente expresso em números de ferrita (FN) ou em percentagem.
Saturação magnética
Alguns medidores de ferrita utilizam a propriedade dos materiais ferríticos de serem magnetizados até a saturação. O fluxo magnético gerado pela ferrita é então medido e convertido no teor de ferrita correspondente.
Durante a soldagem de aços inoxidáveis duplex e austeníticos, o controle do teor de ferrita na zona afetada pelo calor (ZAC) e no cordão de solda é de importância crucial. Ambos os grupos de materiais dependem de uma proporção equilibrada de suas fases metalúrgicas para manter suas propriedades específicas, como resistência à corrosão, tenacidade e resistência mecânica.
Durante a soldagem, no entanto, as estruturas metalúrgicas sofrem alterações devido à entrada de calor. Se o teor de ferrita após a soldagem for muito alto ou muito baixo, isso pode levar à falha do material – por exemplo, por fratura frágil, formação de trincas ou redução da resistência à corrosão.
Uso de medidores de teor de ferrita
Após a soldagem, as juntas soldadas e as zonas adjacentes são analisadas com medidores de teor de ferrita. A medição é realizada por contato direto, utilizando uma sonda que é posicionada diretamente sobre a superfície da solda. Essa medição é:
Os medidores de ferrita exibem diretamente o teor de ferrita em números de ferrita (FN) ou em percentagem, muitas vezes com a opção de armazenar e documentar os valores medidos.
Em setores como a indústria alimentícia, a indústria de processos químicos e a indústria farmacêutica, aplicam-se exigências especialmente rigorosas em relação a:
Aços inoxidáveis como AISI 304, 316L ou aços duplex são amplamente utilizados, pois são inertes frente a muitas substâncias. No entanto, suas propriedades de proteção dependem fortemente da estrutura metalográfica exata — e, portanto, do teor de ferrita no material.
Papel do teor de ferrita na qualidade do aço inoxidável
O teor de ferrita influencia significativamente a resistência à corrosão e a microestrutura dos aços inoxidáveis utilizados:
Uso de medidores de teor de ferrita no controle de qualidade
Os medidores de teor de ferrita são utilizados no processamento industrial do aço inoxidável nos seguintes pontos de inspeção:
Locais e objetos típicos de medição
A medição é realizada de forma não destrutiva, geralmente pontual ou em grade ao longo de zonas críticas. Medidores modernos de teor de ferrita oferecem alta reprodutibilidade e são especialmente projetados para locais com exigências higiênicas (carcaças robustas, limpeza facilitada, operação com uma mão).
Instalações offshore, como plataformas de petróleo e gás, turbinas eólicas ou dutos de transporte, assim como a construção naval moderna, enfrentam exigências extremas quanto aos materiais. Os componentes utilizados estão permanentemente expostos a meios agressivos, tais como:
Para suportar esses impactos a longo prazo, frequentemente são utilizados aços inoxidáveis (por exemplo, aços duplex, superduplex, aços austeníticos CrNiMo) que apresentam altas exigências quanto à resistência à corrosão e a fissuras. O teor de ferrita desempenha aqui um papel decisivo. A proporção correta de ferrita contribui para a resistência do material contra:
Aplicações típicas para medidores de teor de ferrita
Os medidores de ferrita são utilizados nas seguintes áreas:
Na indústria aeroespacial, existem exigências extraordinariamente elevadas quanto à pureza do material, resistência, confiabilidade e resistência à corrosão. Mesmo as menores alterações estruturais podem ter impactos significativos na capacidade de carga, durabilidade e segurança funcional dos componentes. Por isso, na seleção e processamento de aços inoxidáveis, especialmente os austeníticos e duplex, é dada atenção especial ao teor de ferrita.
Importância do teor de ferrita para a indústria aeroespacial
A formação da microestrutura no aço inoxidável determina de forma decisiva:
Um teor de ferrita excessivamente alto pode levar a:
Por outro lado, um teor de ferrita muito baixo pode:
Áreas típicas de aplicação dos medidores de teor de ferrita na indústria aeroespacial
Ao adquirir um equipamento desse tipo, os seguintes critérios devem ser considerados:
Ao adquirir um equipamento desse tipo, os seguintes critérios devem ser considerados:
Calibração e conformidade com normas
Tamanho da cabeça de medição e acessibilidade
Armazenamento de dados e interfaces
Robustez e facilidade de uso
Serviço, suporte e certificados de calibração