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ASME B89.4.23: o desempenho da tomografia computadorizada por raios X em indústrias

Essa norma, publicada em 2020 pela American Society of Mechanical Engineers (ASME), especifica a precisão da medição dimensional de sistemas industriais por tomografia computadorizada (TC) de raios X para o comprimento, tamanho e forma de objetos de ensaio baseados em esferas feitos de materiais homogêneos. Os sistemas de TC médicos estão fora do escopo desta norma.

03/02/2021 - Equipe Target

A tomografia computadorizada por raios X em indústrias

A ASME B89.4.23:2020 - X-Ray Computed Tomography (CT) Performance Evaluation especifica a precisão da medição dimensional de sistemas industriais de tomografia computadorizada (TC) de raios X para o comprimento, tamanho e forma de objetos de ensaio baseados em esferas feitos de materiais homogêneos. Os sistemas de TC médicos estão fora do escopo desta norma.

As propriedades do material dos objetos de ensaio medidos são restritas a três classes de material selecionadas para serem representativas de materiais industriais: polímeros plásticos, ligas de alumínio e ligas de aço. Outros materiais estão fora do escopo desta norma.

No entanto, esta norma pode ser usada como um guia para ensaiar o desempenho de um sistema de TC para outros materiais. A avaliação de peças compostas de materiais múltiplos ou de materiais com gradientes de densidade, ou seja, as variações graduais de densidade dentro do material, está fora do escopo desta norma.

Esta norma é aplicável a medições dimensionais feitas na superfície da peça, ou seja, na interface material-ar da peça, incluindo aquelas de cavidades internas. O efeito da influência complexa da peça-material é simulado por objetos de ensaio compostos de esferas (servindo como elementos geométricos metrológicos) e um corpo obstrutivo.

As dimensões do corpo obstrutivo não estão calibradas e sua forma pode ser arbitrária. As esferas e o corpo de obstrução devem ser da mesma classe de material e seu comprimento combinado não deve exceder o comprimento máximo de penetração para esta classe de material, conforme declarado pelo fabricante do sistema de TC.

Essa norma se aplica a uma variedade de sistemas de TC que podem variar de acordo com o modo de varredura e os componentes do sistema envolvidos na aquisição de imagens. Nos casos em que um sistema fornece várias configurações de fontes de raios X, detectores e modos de varredura, a precisão da medição dimensional pode ser especificada para cada modo de varredura.

Essa norma não exige os ensaios (pelo fabricante ou pelo usuário) para verificar o desempenho do TC. A quantidade de ensaios, e qual parte arcará com os custos deles, é uma decisão de negócios e deve ser negociada entre as duas partes.

Os objetos de ensaio calibrados podem ser caros e, portanto, as partes devem reconhecer os custos envolvidos e planejar os testes de acordo. Devido aos problemas de sensibilidade ao contraste que podem surgir quando os raios X devem penetrar em grandes quantidades de material, essa norma não fornece as especificações de erro máximo permissível que se aplicam à detecção de erros de formulário de alta frequência espacial.

Conteúdo da norma

Prefácio... iv

Lista do Comitê. . . . . .. v

Correspondência com o Comitê B89. . .. vi

1 Escopo. . .. . . .. 1

2 Introdução. . .. . . . 1

3 Referências. . .. . . . . . 3

4 Definições. .. . . . . 3

5 Exemplos de condições nominais de operação. . .... 4

6 Especificações metrológicas. ............. . . . 6

7 Ensaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . 8

8 Conformidade com as especificações. . .. . . . 12

Apêndices obrigatórios

I Ensaiar os materiais do objeto.............. . 15

II Ajustes matemáticos para testar os objetos com um material de base de baixa densidade e baixo CTE.............17

III Rastreabilidade metrológica dos valores de ensaio conforme a ASME B89.4.23.  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

IV Incerteza do valor do ensaio . . . . . . . . . . . . . . . 20

Apêndices não obrigatórios

Objetos de ensaio padrão. . .. . 21

B Comprimento bidirecional.... . . 27

Procedimento de ensaio suplementar C ao usar objetos de ensaio com base de baixa densidade e baixo CTE dos materiais. . . . . 28

Figuras

7.4.1-1 Linhas e planos de medição da zona de trabalho obrigatórios...........10

7.4.3-1 Protocolo de ensaio de exemplo para um material classificado. . . . . . . . . . . . . . . . . 14

A-1-1 Uma placa quadrada de duas peças em forma de esfera com furo de cobertura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

A-2-1 Placa esférica com e sem corpo obstrutor.. . . . . 24

A-2-2 Projeto escalonável.. . . . . 24

A-2-3 Orientações adicionais do objeto de ensaio . . . . . 25

A-3-1 Estrutura de teste 3D de alumínio com esferas de sílica infundidas. . . . . . . . . . . . . 26

B-1-1 Bidirecional, Unidirecional e Comprimentos Centro a Centro......27

Tabela

I-1-1 CTEs de classes de materiais. . . . . . . . . . . . 16

Formato

7.4.3-1 Modelo de protocolo de ensaio para até três materiais classificados e um objeto plano de ensaio com uma medição..... . 13

As normas de avaliação de desempenho ASME B89 para sistemas de medição por coordenadas dimensionais especificam a precisão da medição dimensional para medições comuns de peças industriais. Idealmente, a incerteza associada a cada coordenada de ponto dentro da zona de trabalho de medição do sistema seria relatada, mas como a precisão de uma coordenada de ponto individual no espaço é impossível de verificar experimentalmente, as normas ASME B89 normalmente usam um mensurando de comprimento ponto a ponto que é realizável e prático para teste de sistema.

A vantagem de avaliar objetos de teste com mensurandos de comprimento ponto a ponto é dupla: primeiro, os objetos de ensaio são simples de fabricar e calibrar e, segundo, diferentes mensurandos de comprimento ponto a ponto podem ser usados para avaliar diferentes efeitos. Os efeitos de longo alcance são avaliados pelo erro de comprimento ponto a ponto entre o centro de duas esferas em um objeto de teste, que pode abranger toda a zona de trabalho.

Os efeitos de curto alcance são avaliados pelos erros na distância ponto a ponto do centro das esferas de teste para vários pontos em sua superfície, ou seja, mensurandos de forma de esfera. Os problemas de limite de imagem associados à determinação de uma superfície são avaliados pelo erro do tamanho das esferas de teste. Um objetivo principal dos padrões ASME B89.4 é definir as especificações de erro máximo permissível e suas condições de operação nominais associadas, que são úteis quando o usuário está medindo mensurandos semelhantes em uma peça típica.

Por exemplo, embora um sistema de TC possa ser ensaiado com um objeto de ensaio de aço calibrado, o usuário deve ter certeza de que as especificações combinadas para comprimento centro a centro, forma e erro de tamanho seriam a de limitar o erro se uma medição de comprimento ponto a ponto for composta de um ponto no exterior de uma peça de aço e um ponto em uma superfície interna de uma cavidade totalmente fechada da peça.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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