Medição de espessura por ultrassom: como funciona e como validar a leitura

Medição de espessura por ultrassom é uma técnica importante para acompanhar a perda de parede de equipamentos e componentes sem precisar acessar os dois lados da peça. O método utiliza o tempo de trânsito de um pulso ultrassônico no material para calcular a espessura no ponto examinado.

Uma medição confiável depende de toda a cadeia de controle: identificação do material, escolha do aparelho e do transdutor, velocidade acústica, referência conhecida, acoplamento, geometria, reconhecimento do eco, repetibilidade e registro.

O valor numérico isolado não comprova que o eco utilizado pelo aparelho corresponde à parede oposta. Superfícies corroídas, rugosas, curvas, revestidas, laminadas ou quentes podem exigir apresentação A-scan, outro transdutor, calibração específica, preparação localizada ou método complementar.

Na NR-13, a técnica pode integrar exames, avaliações de integridade e planos de inspeção. A norma, porém, não exige ultrassom em toda inspeção e não fornece uma configuração universal para aparelhos, materiais, espessuras ou geometrias.

Este conteúdo apresenta princípios e uma sequência geral. A execução real deve seguir o procedimento escrito, o manual do aparelho, a referência técnica selecionada e o plano de inspeção.

O que é a medição de espessura por ultrassom?

A medição de espessura por ultrassom é indireta, normalmente realizada por contato e a partir de um lado da peça, e determina a espessura pelo tempo de trânsito de um pulso ultrassônico no material.

Na técnica pulso-eco, o transdutor transmite energia ultrassônica, o pulso percorre o material e parte da energia retorna ao encontrar a superfície oposta ou outro refletor. O aparelho mede o intervalo de tempo associado ao percurso e, usando uma velocidade acústica configurada, calcula a distância correspondente.

A principal aplicação industrial indicada pelo SE-797/SE-797M é a avaliação de espessura quando apenas um lado está acessível. A prática é amplamente usada para verificar redução de parede por corrosão ou erosão. Sua aplicação pressupõe que o material permita propagação com velocidade conhecida ou determinável e que os ecos de fundo possam ser obtidos e resolvidos.

Condições e limitações: a edição consultada do SE-797/SE-797M cobre o método de contato pulso-eco em temperaturas que não excedam 93 °C (200 °F). O documento é dirigido principalmente a superfícies opostas paralelas; superfícies não paralelas, concêntricas ou de pequena curvatura exigem avaliação específica.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§1.1–1.4 e 5.1–5.2, PDF pp. 696–698.

Como o aparelho calcula a espessura?

O aparelho calcula a espessura multiplicando a velocidade do som no material pelo tempo de ida e volta do pulso e dividindo o resultado por dois.

O SE-797/SE-797M apresenta a relação:

$T = \frac{Vt}{2}$

Onde:

• (T) = espessura do componente;
• (V) = velocidade do som no material;
• (t) = tempo total de trânsito entre a emissão, a reflexão na parede oposta e o retorno.

As unidades precisam ser coerentes. Se (V) for expressa em metros por segundo e (t) em segundos, (T) será obtida em metros. Se o aparelho trabalhar com milímetros por microssegundo e microssegundos, o resultado será em milímetros. O SE-797/SE-797M aceita unidades SI ou unidades inglesas como padrões separados e alerta que valores dos dois sistemas não devem ser combinados.

O fator 2 existe porque o tempo medido corresponde ao percurso de ida e volta. Um erro percentual na velocidade configurada produz erro proporcional na espessura indicada: uma velocidade excessiva tende a elevar o valor calculado; uma velocidade baixa tende a reduzi-lo.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§1.4 e 4.1–4.3, PDF p. 697; API RP 574, 4ª ed., 2016, §10.2.1.2.5, PDF p. 83.

Quais equipamentos e acessórios são necessários?

São necessários, no mínimo, um instrumento ultrassônico compatível, um transdutor adequado, cabo quando aplicável, acoplante e padrões ou corpos de prova de espessura conhecida apropriados à faixa de medição.

O SE-797/SE-797M organiza os instrumentos em três grupos:

1. detector de descontinuidades com apresentação A-scan;
2. instrumento com A-scan e leitura numérica de espessura;
3. medidor com leitura numérica direta de espessura.

Os transdutores citados pela prática incluem contato reto de elemento simples, linha de retardo e duplo elemento. A seleção deve considerar faixa de espessura, resolução, material, atenuação, temperatura, curvatura, rugosidade e condição de corrosão. Podem ser necessários bloco ou corpo de prova, material para limpeza localizada, instrumento de medição física certificado para confirmar espessuras conhecidas, medidor de temperatura e mapa ou croqui de pontos, conforme o procedimento.

Um medidor numérico simples é conveniente, mas oferece menos elementos para verificar qual eco foi convertido em espessura. A apresentação A-scan permite observar o pulso inicial, o eco de fundo, ecos intermediários e ruído, sendo especialmente útil quando há corrosão, pites, laminações, espessura baixa ou resposta instável.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§7.1–7.3; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.2–10.2.1.2.4, PDF pp. 81–83.

Como preparar o aparelho de ultrassom?

O aparelho deve ser inspecionado, montado, configurado e verificado em padrão conhecido antes de ser levado à medição.

A preparação deve seguir as instruções do fabricante e o procedimento escrito. A base permite confirmar os seguintes controles funcionais:

Os medidores numéricos simples podem disponibilizar somente zero do transdutor, velocidade e leitura. Já os aparelhos A-scan permitem, conforme o modelo, avaliar posição, amplitude e forma dos sinais, além de configurar faixa, ganho e portas de medição. Essa capacidade ajuda a demonstrar que o número corresponde ao eco pretendido.

Os critérios específicos de bateria, inspeção do cabo, desgaste da face, sequência de teclas e menus dependem do manual do fabricante e do procedimento escrito.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§7.1–7.3, 8.1–8.3 e 10.1; ABENDI, Ensaio por Ultrassom, maio de 2014, PDF p. 47 (p. impressa 46), seção “Cuidados com as Baterias”.

Como escolher o transdutor adequado?

O transdutor deve ser escolhido para produzir e resolver ecos confiáveis na combinação real de material, faixa de espessura, geometria, superfície e temperatura.

Os fatores de seleção não podem ser reduzidos a uma frequência ou diâmetro únicos:

• frequência: frequências mais altas e transdutores amortecidos são relacionados pelo SE-797/SE-797M à resolução de materiais finos; materiais atenuantes ou de grão grosseiro podem exigir solução diferente;
• diâmetro: deve ser compatível com a área disponível, a curvatura e a resolução espacial. Pequenos bocais e tubos podem exigir área ativa menor e corpos de prova representativos;
• tipo de cristal: elemento simples, duplo elemento ou conjunto com linha de retardo deve ser compatível com o instrumento e com a aplicação;
• duplo elemento: é especialmente útil em superfícies rugosas e avaliação de corrosão, com melhor desempenho próximo à superfície; entretanto, apresenta não linearidade em pequenas espessuras e precisa ser padronizado na faixa efetiva;
• contato de elemento simples: pode ser usado em medição direta quando há boa transmissão e resolução do eco de fundo;
• linha de retardo: permite separar a resposta próxima à superfície e exige compensação do atraso;
• alta temperatura: requer transdutor e acoplante projetados para a condição, controle de tempo de contato, temperatura e correção ou padronização específica;
• curvatura e pequeno diâmetro: exigem avaliar contato, orientação e representatividade do padrão;
• rugosidade, corrosão e pitting: favorecem o uso de duplo elemento e, para validação, apresentação A-scan;
• faixa e resolução: o conjunto deve demonstrar que mede corretamente entre a menor e a maior espessura esperada.

Não foi confirmada uma frequência, diâmetro ou modelo universal. As faixas numéricas apresentadas em documentos API descrevem práticas específicas e não foram convertidas em regra geral.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§7.2, 8.2–8.3 e 9.1–9.5, PDF pp. 698–700; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.3–10.2.1.4, PDF pp. 84–85.

Como identificar o material antes da medição?

O material deve ser confirmado por documentação ou identificação técnica; não deve ser escolhido no aparelho apenas pela aparência.

A velocidade acústica é função das propriedades do material. Ligas visualmente semelhantes podem apresentar velocidades e atenuações diferentes, e o SE-797/SE-797M alerta que até materiais da mesma composição nominal podem variar significativamente.

As rotas documentais a consultar, conforme existirem no equipamento, são:

• prontuário;
• desenho de fabricação ou desenho de conjunto;
• especificação da linha, equipamento ou componente;
• placa de identificação, especialmente para confirmar identidade e código de construção;
• certificado ou relatório de material;
• lista de materiais;
• documentação do fabricante;
• projeto de alteração ou reparo;
• código de construção e edição;
• análise ou identificação complementar tecnicamente definida quando os documentos não resolvem a dúvida.

A NR-13 confirma a existência de prontuário, placa, especificações de tubulação e documentação de projeto em diferentes eixos, mas não determina que a placa identifique a liga. Portanto, placa e TAG ajudam a vincular o ponto ao dossiê; não substituem necessariamente a comprovação do material.

Se o material não puder ser confirmado, não é seguro escolher uma velocidade apenas por semelhança visual. A medição pode exigir corpo de prova de material conhecido e comportamento acústico representativo, espessura conhecida na própria peça ou avaliação complementar do responsável técnico. Se nem a identidade nem uma referência representativa puderem ser estabelecidas, a espessura absoluta permanece tecnicamente incerta.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§4.3–4.4 e 9.2; NR-13, Portaria MTP nº 1.846/2022 retificada, itens 13.5.1.3, 13.5.1.5 e 13.6.1.4, PDF pp. 13–15 e 19.

O que é a velocidade ultrassônica e como configurá-la?

É a velocidade de propagação da onda no material, usada diretamente pelo aparelho no cálculo da espessura.

O valor pode ser obtido em tabela do fabricante, em referência técnica como ASTM E494, em manual técnico ou empiricamente por padronização em espessura conhecida. Tabelas fornecem valores aproximados; a configuração deve ser confirmada na combinação real de material, temperatura e condição sempre que a exatidão requerida assim exigir.

Uma forma prática de confirmar a velocidade é medir uma espessura conhecida do mesmo material e ajustar a configuração até o aparelho reproduzir esse valor. Quando a faixa é ampla, duas espessuras conhecidas próximas aos extremos oferecem controle mais robusto da resposta do sistema. A referência deve ter velocidade e atenuação tão próximas quanto possível do componente.

A composição, a condição metalúrgica e a temperatura podem alterar a velocidade. O API RP 574 registra que, com o aumento da temperatura acima da ambiente, a velocidade do material diminui e a espessura indicada pode aumentar se não houver compensação apropriada. Não foi adotado nesta pesquisa um fator universal de correção de temperatura.

Velocidades longitudinais confirmadas na base

Para materiais não listados, a velocidade deve ser confirmada em referência adequada e no material real.

A tabela não substitui calibração. Ela também não autoriza usar “aço” como seleção automática em peça cuja liga não tenha sido confirmada.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§4.3–4.4 e 9.2; ABENDI, Ensaio por Ultrassom, maio de 2014, PDF p. 10; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.5 e 10.2.1.4, PDF pp. 83 e 85.

Como calibrar o aparelho para medição de espessura por ultrassom?

O aparelho deve ser ajustado e verificado com uma ou mais espessuras conhecidas que representem o material e a faixa de interesse.

Nesta pesquisa, “calibração” é usado no sentido operacional de padronização ou ajuste do sistema de medição. A condição metrológica formal do instrumento, quando aplicável, é assunto adicional do sistema de gestão e não foi definida pelas fontes consultadas.

Ajuste de zero

Compensa atrasos do instrumento, do transdutor, da sapata ou da linha de retardo. Em aparelhos de leitura direta, pode aparecer como “probe zero”. Em técnica com linha de retardo, o SE-797/SE-797M exige controle de atraso ou compensação automática. O ajuste deve ser feito conforme o conjunto real aparelho–cabo–transdutor e o manual.

Calibração em um ponto

Usa uma espessura conhecida para ajustar zero, atraso ou velocidade, conforme a arquitetura do aparelho. Pode ser adequada a uma faixa estreita quando o procedimento e o fabricante assim permitirem. Sozinha, não demonstra linearidade em uma faixa ampla.

Calibração em dois pontos

Usa duas espessuras conhecidas que abrangem a faixa esperada, uma próxima do maior e outra do menor valor. No método com linha de retardo, o SE-797/SE-797M descreve ajuste iterativo do atraso na espessura menor e da faixa na maior até que ambas sejam reproduzidas.

Calibração de velocidade

Ajusta (V) para que o aparelho indique corretamente uma espessura conhecida do material. Não deve ser confundida com ajuste de zero: um controla a inclinação da relação distância–tempo; o outro compensa o atraso do sistema.

Bloco padrão e corpo de prova

O SE-797/SE-797M permite blocos de referência de espessura conhecida, com velocidade conhecida ou do mesmo material do componente. Para maior exatidão, recomenda padronizar em áreas de espessura conhecida do mesmo material, medidas com instrumento físico certificado. A geometria, condição superficial, atenuação e temperatura da referência devem ser representativas quando influírem na resposta.

Não foi confirmada uma designação única de bloco padrão obrigatória para toda medição. O bloco ou corpo de prova deve ser escolhido pelo procedimento, contrato, norma aplicável ou fabricante.

Verificações antes, durante e ao final

• Antes: demonstrar resposta correta na faixa de interesse.
• Durante: repetir a verificação na frequência definida pelo procedimento e sempre que houver mudança relevante de aparelho, cabo, transdutor, temperatura, configuração ou suspeita de desvio.
• Final: confirmar que o sistema ainda reproduz as referências; se houver desvio fora da tolerância autorizada, avaliar as leituras realizadas desde a última verificação aceitável.

A periodicidade e a tolerância dessas verificações não foram definidas como universais pelo SE-797/SE-797M; devem vir do procedimento, contrato ou fabricante.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§4.4, 8.1–8.3, 9.2 e 9.8, PDF pp. 697–701.

Qual é a diferença entre ajuste de zero, calibração de velocidade e calibração em dois pontos?

Zero compensa o atraso do sistema; velocidade ajusta a conversão entre tempo e distância; dois pontos verificam e ajustam a resposta em uma faixa.

Em transdutores de duplo elemento, a não linearidade em pequenas espessuras merece atenção. Uma padronização restrita a uma faixa fina pode produzir leituras incorretas em espessuras maiores.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§8.2–8.3, PDF pp. 699–700.

Como preparar a superfície para a medição de espessura por ultrassom?

A superfície deve permitir contato estável, transmissão acústica e posicionamento rastreável sem alterar desnecessariamente o componente.

O ponto deve ser limpo de sujeira, material solto, carepa destacada, produto aderido e contaminantes que impeçam o assentamento ou o acoplamento. Ferrugem aderida, rugosidade, pintura e curvatura devem ser avaliadas, pois podem aumentar a distância acústica, dispersar energia ou impedir a obtenção do eco de fundo.

• Sem revestimento: limpar e preparar apenas o necessário para contato consistente.
• Pintada: alguns sistemas medem parede e revestimento separadamente por múltiplos ecos; em superfície internamente corroída, o API RP 574 adverte que a ausência de ecos sucessivos pode impedir essa técnica e exigir remoção localizada da pintura para obter espessura precisa.
• Corroída ou com pites: procurar a menor leitura por varredura localizada, sem aceitar automaticamente um valor pontual; A-scan ajuda a distinguir eco de fundo, ruído e reflexões internas.
• Quente: usar sistema e acoplante compatíveis, controlar temperatura e tempo de contato e aplicar padronização ou compensação definida.
• Curva: avaliar contato e orientação. Pequenos diâmetros podem exigir transdutor, técnica e espécime de referência específicos.

Não se recomenda remover todo revestimento por regra geral. A necessidade deve ser definida pela capacidade demonstrada do sistema, pelo procedimento, pela condição da superfície e pela consequência para o equipamento.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§6.5, 9.1, 9.4–9.5 e 10.1.6; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.3 e 10.2.1.2.5, PDF pp. 82–83.

Qual acoplante deve ser utilizado?

Deve ser usado um acoplante que elimine a camada de ar, transmita energia suficiente e seja compatível com a superfície, a temperatura e o processo.

O ar entre o transdutor e a peça apresenta grande diferença de impedância acústica e prejudica a transmissão. O líquido ou gel acoplante preenche as irregularidades e permite que a energia atravesse a interface.

A seleção deve considerar:

• rugosidade e posição da superfície;
• forma e extensão da área;
• material do componente;
• temperatura;
• estabilidade química;
• risco de contaminação do processo;
• possibilidade de reação, corrosão ou dano ao equipamento;
• permanência suficiente durante a leitura;
• recomendações do fabricante do transdutor.

A quantidade deve ser suficiente para manter o contato acústico sem bolsas de ar. A base não define um volume universal nem confirma que “excesso” produza sempre um erro específico; a aceitação deve ser demonstrada por estabilidade e repetibilidade.

Não foi selecionado produto comercial específico. Para superfícies quentes, o API RP 574 exige acoplante especial compatível com a temperatura.

Referências técnicas: ABENDI, Ensaio por Ultrassom, maio de 2014, seção “Impedância Acústica, Interface, Acoplantes”, PDF pp. 26–27; ASME BPVC Section V, edição 2025, SE-797/SE-797M, §§8.1.3 e 10.1.6; API RP 574, 4ª ed., 2016, §10.2.1.4, PDF p. 85.

Como realizar a medição de espessura por ultrassom?

A medição deve seguir uma sequência controlada de identificação, configuração, calibração, acoplamento, leitura, repetição e registro.

Sequência geral:

1. confirmar o componente, o ponto, o material e a geometria;
2. selecionar aparelho, modo e transdutor compatíveis;
3. selecionar e conferir a unidade;
4. inserir ou ajustar a velocidade;
5. padronizar ou calibrar na faixa aplicável;
6. preparar e identificar o ponto;
7. aplicar acoplante compatível;
8. posicionar o transdutor de modo estável e coerente com a geometria;
9. aguardar resposta estável e, quando disponível, verificar o A-scan;
10. retirar, reposicionar e repetir a leitura;
11. comparar repetições e pontos adjacentes, procurando a menor espessura quando a finalidade for mapear perda localizada;
12. registrar valor, ponto, configuração, equipamento e condições.

Em superfície corroída, é preferível varrer uma área definida em vez de confiar somente em um ponto. A velocidade de varredura, o espaçamento, a sobreposição e o critério para registrar valor mínimo ou médio devem ser estabelecidos pelo procedimento. O API 570 admite que, conforme o exame e a finalidade, o menor valor ou a média de várias leituras no ponto de exame seja registrado para cálculos posteriores; isso não autoriza escolher arbitrariamente entre mínimo e média.

Esta sequência não é um procedimento universal completo. Deve ser subordinada ao procedimento da empresa, ao manual do aparelho, à norma aplicável e ao plano de inspeção.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§8–11; API 570, 4ª ed., 2016, §§5.6–5.7; API RP 574, 4ª ed., 2016, §10.2.1.3.

Como posicionar o transdutor?

O transdutor deve permanecer assentado e alinhado de forma a produzir um caminho acústico compatível com a geometria e uma resposta repetível.

Em superfícies planas e paralelas, o contato reto busca um percurso aproximadamente normal às faces. Em tubos ou superfícies cilíndricas, a orientação do duplo elemento e a curvatura podem alterar o acoplamento e a resposta. O SE-797/SE-797M indica que, em cilindros concêntricos, o transdutor deve ser girado para encontrar a melhor posição e que pequenos diâmetros podem exigir técnica especial.

Pressão manual suficiente para contato é necessária, mas não foi localizada força universal. Pressão, inclinação ou balanço que alterem repetidamente o valor indicam contato, curvatura, rugosidade ou seleção de transdutor inadequados.

Não se deve medir “sobre a solda” como se ela fosse equivalente ao metal-base sem procedimento específico: geometria, reforço, mudança metalúrgica e descontinuidades podem alterar o caminho e a interpretação.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§8.3.2 e 9.4; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.4–10.2.1.2.5.

Como reconhecer uma leitura estável?

Uma leitura é estável quando se repete após reposicionamento controlado e permanece coerente com o eco, a geometria e os pontos próximos.

Critérios práticos de validação:

• número não oscila além do limite definido pelo procedimento;
• a leitura se repete depois de retirar e recolocar o transdutor;
• pequenas mudanças de pressão não produzem saltos incompatíveis;
• o valor é coerente com pontos próximos ou a diferença pode ser associada a perda localizada;
• o acoplamento permanece contínuo;
• o alinhamento é compatível com a geometria;
• não há indício de leitura duplicada, metade de ciclo ou reflexão em laminação;
• no A-scan, o pulso inicial e o eco de fundo são reconhecíveis, e ecos intermediários ou ruído não estão sendo usados indevidamente pela porta de medição.

No A-scan:

• pulso inicial: referência da emissão ou início do percurso;
• eco de fundo: reflexão proveniente da superfície oposta;
• ecos intermediários: podem representar laminações, inclusões, conversão de modo ou outras interfaces;
• ruído: resposta não coerente que pode mascarar ou imitar sinais;
• perda de sinal: pode resultar de rugosidade, pite irregular, atenuação, geometria, acoplamento ou ausência de uma parede oposta resolvível.

Uma leitura numérica estável ainda pode estar errada se o equipamento estiver estabilizado no eco incorreto. Por isso, estabilidade deve ser combinada com validação física e ultrassônica.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§7.1.1–7.1.3, 9.6–9.9; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.3–10.2.1.2.5, PDF pp. 82–84.

Quais erros podem afetar a medição de espessura por ultrassom?

Erros de material, configuração, acoplamento, geometria, eco selecionado e registro podem produzir valores falsamente altos, falsamente baixos ou ausência de leitura.

Os critérios de aceitação para cabo, bateria e aplicação de acoplante dependem do aparelho, do fabricante e do procedimento.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§9.1–9.9; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.3–10.2.1.4, PDF pp. 82–85; ABENDI, maio de 2014, PDF pp. 26–27 e 47.

Como medir superfícies pintadas, corroídas, curvas, quentes ou rugosas?

Essas condições exigem demonstrar que o conjunto e o modo escolhidos ainda produzem um eco de fundo válido; não existe uma solução única.

• Pintura: modo de múltiplos ecos pode excluir a camada quando dois ecos de fundo são resolvidos. Se a superfície interna estiver corroída e não houver ecos suficientes, pode ser necessária remoção localizada.
• Corrosão severa e pitting: utilizar varredura localizada para procurar a menor parede e A-scan para acompanhar o deslocamento do sinal. Ausência de sinal não deve ser registrada como espessura zero sem confirmação.
• Laminados: uma laminação pode refletir o som antes da parede oposta e gerar leitura falsamente baixa. A-scan e técnica complementar podem ser necessárias.
• Fundidos: grão grosseiro e atenuação podem exigir transdutor, frequência e referência diferentes.
• Aço inoxidável e alumínio: confirmar liga, velocidade e referência; os valores da tabela desta pesquisa são apenas típicos.
• Materiais não metálicos: o SE-797/SE-797M admite materiais nos quais a onda se propague com velocidade constante e haja eco resolvível. A aplicação em polímeros, compósitos ou cerâmicas exige procedimento específico e referência técnica adequada ao material.
• Superfícies curvas, bocais e tubos de pequeno diâmetro: avaliar contato, orientação, diâmetro do transdutor e referência com geometria representativa.
• Alta temperatura: o escopo formal do SE-797/SE-797M consultado limita-se a 93 °C; medições acima disso são especiais e requerem aparato, acoplante, controle térmico e procedimento próprios.
• Próximo a soldas: usar apenas procedimento capaz de tratar geometria, metal de solda e ecos adicionais.
• Revestimento interno: pode impedir ou alterar a reflexão na superfície oposta; não foi localizada regra universal para separar parede e revestimento interno.

Quando a resposta não puder ser validada, devem ser considerados outro transdutor, outra frequência, A-scan, preparação localizada, calibração específica, técnica complementar ou avaliação do responsável técnico.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§1.1–1.3 e 9.1–9.9; API RP 574, 4ª ed., 2016, §§10.2.1.2.3–10.2.1.4, PDF pp. 82–85.

Como confirmar se a leitura representa realmente a espessura da parede?

É necessário confirmar que o eco medido vem da superfície oposta e que o sistema reproduz referências conhecidas e pontos repetidos.

O processo de confirmação combina:

1. material e velocidade documentados;
2. calibração em referência adequada;
3. leitura repetida após reposicionamento;
4. coerência com pontos próximos;
5. observação A-scan quando a condição puder gerar ecos intermediários;
6. varredura da área quando houver perda localizada;
7. comparação com espessura física conhecida, quando acessível;
8. técnica complementar quando laminação, geometria, revestimento ou perda de sinal impedirem conclusão.

O API RP 574 destaca que inclusões laminares podem ser interpretadas como eco de fundo e produzir espessura falsamente baixa. Também descreve “doubling”, em que o aparelho usa reflexão posterior e apresenta valor falsamente alto. O SE-797/SE-797M recomenda A-scan para material rugoso, pitted ou corroído e alerta para riscos de instrumentos exclusivamente numéricos.

Mesmo uma medição correta de parede não é, isoladamente, uma conclusão de integridade. Sua interpretação exige espessura requerida ou critério aplicável, mecanismo de dano, taxa, localização, extensão e demais evidências do plano de inspeção.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§7.1.2, 9.6–9.9; API RP 574, 4ª ed., 2016, §10.2.1.2.5, PDF pp. 83–84; API 570, 4ª ed., 2016, §§5.6–5.7.

Como registrar os resultados da medição de espessura por ultrassom?

O registro deve permitir reconstruir onde, como, com qual sistema e em quais condições a espessura foi obtida.

O SE-797/SE-797M pede que o procedimento de medição trate de instrumento, blocos de padronização, transdutor, método de varredura, geometria, porta, espessuras máxima e mínima, localização e pessoal. Para o registro de ensaio, a extensão exata deve ser definida pelo procedimento ou contrato.

Campos de boa rastreabilidade, quando aplicáveis:

• identificação do equipamento e TAG;
• componente e ponto medido;
• espessura e unidade;
• data;
• identificação do aparelho;
• tipo, tamanho e frequência do transdutor;
• velocidade configurada;
• bloco, padrão ou área conhecida usada;
• condição e preparação da superfície;
• temperatura;
• nome e qualificação do inspetor;
• procedimento e revisão;
• modo, faixa, ganho e porta quando relevantes;
• observações sobre pintura, corrosão, pitting, curvatura ou perda de sinal;
• croqui, coordenada, fotografia ou mapa de pontos.

Classificação:

• boa prática de rastreabilidade: TAG, mapa, configuração e condição da superfície;
• exigência do procedimento/contrato: campos que o documento aplicável tornar obrigatórios;
• exigência técnica do SE-797/SE-797M: conteúdo do procedimento listado no §10 e informações de registro listadas no §11;
• exigência NR-13 do relatório de inspeção: identificação, tipo e período da inspeção, descrição dos exames e resultados, além dos demais campos específicos de cada eixo. A NR-13 não lista velocidade, transdutor ou bloco como campos universais do relatório.

Em tubulações, os pontos de monitoramento devem ser identificados de forma repetível para que leituras sucessivas possam sustentar taxa de corrosão, vida remanescente e próxima data de inspeção, quando esses cálculos forem aplicáveis.

Referências técnicas: ASME BPVC Section V, edição 2025, Article 23, SE-797/SE-797M, §§10–11, PDF pp. 701–702; API 570, 4ª ed., 2016, §§5.6–5.7; NR-13, itens 13.4.4.12, 13.5.4.11, 13.6.2.5 e 13.7.3.4, PDF pp. 11–12, 18–23.

Quais normas e procedimentos técnicos orientam esse ensaio?

A referência procedimental mais direta disponível na base é o SE-797/SE-797M da ASME Section V, idêntico à ASTM E797/E797M-21; os documentos API orientam sua aplicação em inspeção em serviço.

Nenhuma referência deve ser tratada como obrigatória apenas por tratar de ultrassom. A aplicabilidade vem da legislação, do código de construção, do contrato, do plano de inspeção ou do procedimento adotado.

Relação com códigos técnicos

O SE-797/SE-797M orienta como obter a medida. API 570, API RP 572 e API RP 574 tratam de onde e por que a medição pode ser usada em inspeção em serviço. A NR-13 estabelece obrigações de inspeção, documentação e responsabilidade, mas não fornece ajustes do aparelho, tabela de velocidades ou critério universal de aceitação.

Essas camadas não devem ser misturadas:

• NR-13: obrigação legal e requisitos mínimos de segurança;
• código de inspeção: plano, localização, periodicidade técnica, mecanismos e tratamento dos resultados;
• prática de END: preparação, padronização, execução, limitações e registro;
• procedimento e manual: configuração concreta do aparelho e critérios operacionais;
• código de projeto ou avaliação: espessura requerida, PMTA, vida remanescente e aceitação.

Diferenças importantes

O que diz a NR-13 sobre a medição de espessura por ultrassom?

Ela pode apoiar a avaliação de integridade e a documentação de exames, mas a NR-13 não a impõe como técnica universal em todas as inspeções.

Foi realizada busca por “ultrassom”, “ultrassônica”, “medição de espessura” e variantes no texto da NR-13 consultado. Não foi localizado item que determine o uso de UT em toda inspeção. A relação é estabelecida pelos exames e metodologias definidos pelo PLH, pelos mecanismos de dano, pelos códigos aplicáveis e pelo plano de inspeção.

Uma leitura ultrassônica pode alimentar taxa de corrosão, vida remanescente, avaliação de PMTA ou decisão de reparo, mas esses resultados dependem de dados históricos, fórmulas e critérios do código aplicável. Não foram criados nesta pesquisa valores mínimos, taxas aceitáveis ou periodicidades.

Referências técnicas: NR-13, Portaria MTP nº 1.846/2022 retificada, PDF pp. 10–12, 16–23; API 570, 4ª ed., 2016, §§5.6–5.7; API RP 572, 4ª ed., 2016, §§9.1–9.2; API RP 574, 4ª ed., 2016, §10.2.1.

Aplicação prática

Uma medição tecnicamente defensável deve responder a quatro perguntas:

1. O ponto é o correto? A identificação deve permitir repetir a medição no mesmo local.
2. O sistema mede corretamente? O aparelho e o transdutor devem reproduzir referências adequadas.
3. O eco é realmente o fundo? A resposta deve ser validada contra geometria, A-scan quando disponível e comportamento dos pontos próximos.
4. O dado pode ser interpretado? É necessário compará-lo com critério de projeto ou inspeção, mecanismo de dano e histórico.

Fluxo decisório:

Material e ponto confirmados?
├─ Não → identificar documentalmente ou usar avaliação/referência técnica.
└─ Sim
   └─ Sistema reproduz referências na faixa?
      ├─ Não → corrigir configuração, transdutor, padrão ou técnica.
      └─ Sim
         └─ Eco e leitura são repetíveis e coerentes?
            ├─ Não → preparar superfície, usar A-scan ou técnica complementar.
            └─ Sim → registrar e encaminhar para avaliação conforme o plano/código.

Cuidados e erros de interpretação

• Não escolher “aço” no aparelho apenas porque a peça parece aço-carbono.
• Não usar velocidade de tabela como substituta automática de padronização.
• Não considerar leitura estável como prova suficiente de eco de fundo.
• Não registrar ausência de sinal como espessura zero.
• Não usar modo eco–eco em corrosão sem demonstrar que há ecos sucessivos válidos.
• Não medir pintura como metal quando o sistema não separa as camadas.
• Não transportar calibração entre materiais, temperaturas ou transdutores sem verificação.
• Não concluir integridade comparando apenas a leitura atual com a espessura nominal.
• Não converter recomendação API ou ASME em obrigação automática da NR-13.
• Não usar critérios de um fabricante em equipamento de outro sem validação.

Evidências normativas

Princípio e fórmula

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §4.1 · Página: 697 / impressa 633

“Thickness (T), when measured by the pulse-echo ultrasonic method, is a product of the velocity of sound in the material and one half the transit time (round trip) through the material. T = Vt/2, where T = component thickness, V = sound velocity in the material, and t = sound path transit time.”

Tradução livre: A espessura, no método pulso-eco, resulta da velocidade do som multiplicada por metade do tempo de trânsito.
Interpretação técnica: confirma (T=Vt/2) e o percurso de ida e volta.
Aplicação prática: cálculo de espessura em unidades coerentes.

Referências de espessura conhecida

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §4.4 · Página: 697 / impressa 633

“One or more reference blocks are required having known velocity, or of the same material to be examined, and having thicknesses accurately measured and in the range of thicknesses to be measured. One block should have a thickness value near the maximum of the range of interest and another block near the minimum thickness.”

Tradução livre: Devem ser usadas referências de velocidade conhecida ou do mesmo material, com espessuras medidas com exatidão.
Interpretação técnica: a tabela de velocidade não elimina a necessidade de referências apropriadas.
Aplicação prática: calibração em um ou dois pontos e verificação da faixa.

Tipos de instrumento e valor do A-scan

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §7.1.2 · Página: 698 / impressa 634

“The A-scan display provides a check on the validity of the electronic measurement by revealing measurement variables, such as internal discontinuities, or echo-strength variations, which might result in inaccurate readings.”

Tradução livre: A apresentação A-scan pode ser usada para confirmar que o sinal correto está sendo medido.
Interpretação técnica: o número precisa ser relacionado ao eco correto.
Aplicação prática: validação em corrosão, laminações, sinais múltiplos ou instáveis.

Acoplante e padronização

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §8.1.3 · Página: 698 / impressa 634

“Place the search unit on a standardization block of known thickness with suitable couplant and adjust the instrument controls (material standardization, range, sweep, or velocity) until the display presents the appropriate thickness reading.”

Tradução livre: Aplicar acoplante adequado e ajustar o controle de padronização do material.
Interpretação técnica: acoplamento e configuração são partes inseparáveis da medição.
Aplicação prática: preparação do sistema antes do uso.

Material, velocidade e atenuação

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §9.2 · Página: 700 / impressa 636

“The instrument should be standardized on a material having acoustic velocities and attenuations as similar as possible to the material to be measured. The tolerance shall be controlled by the procedure unless otherwise specified by the contractual agreement.”

Tradução livre: O instrumento deve ser padronizado em material com velocidade acústica e atenuação equivalentes.
Interpretação técnica: aparência ou designação genérica da liga não garantem referência representativa.
Aplicação prática: seleção de corpo de prova e confirmação do material.

Rugosidade, corrosão e limitação do numérico

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §§9.7–9.7.1 · Página: 701 / impressa 637

“A-scan displays are recommended where reflecting surfaces are rough, pitted, or corroded. Direct-thickness readout, without an A-scan display, presents hazards of misadjustment and misreading under certain test conditions, especially thin sections, rough corroded surfaces, and rapidly changing thickness ranges.”

Tradução livre: Recomenda-se apresentação A-scan para material rugoso ou com pites.
Interpretação técnica: medidores somente numéricos apresentam riscos adicionais nessas condições.
Aplicação prática: validação de pontos corroídos.

Pintura e corrosão na face oposta

Fonte: API RP 574 · Edição: 4ª edição, 2016 · Item: §10.2.1.2.3 · Página: 83 / impressa 76

“the paint should be removed for accurate thickness measurements.”

Tradução livre: Nessas condições descritas, a pintura deve ser removida para obter medição precisa.
Interpretação técnica: a frase se aplica ao caso de ponto pintado com corrosão na face refletora e sinal eco–eco insuficiente; não é regra de remoção universal.
Aplicação prática: preparação localizada quando o modo através de pintura não puder ser validado.

Erro por velocidade incorreta

Fonte: API RP 574 · Edição: 4ª edição, 2016 · Item: §10.2.1.2.5 · Página: 83 / impressa 76

“The wrong velocity can either increase or decrease the as-measured ultrasonic thickness.”

Tradução livre: Uma velocidade errada pode aumentar ou diminuir a espessura ultrassônica indicada.
Interpretação técnica: o erro de identificação do material afeta diretamente o resultado.
Aplicação prática: confirmação da velocidade em referência conhecida.

Registro do procedimento

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §§10.1 e 11.1 · Página: 701 / impressa 637

“In developing the detailed procedure, the following items should be considered: applicability and accuracy requirements; scope of materials/objects to be measured; sample geometry; personnel; equipment; measurement conditions; surface preparation and couplant; standardization and allowable tolerances; scanning parameters; and report. Record the following information at the time of the measurements and include it in the report: examination procedure, standardization blocks, search unit, scanning method, sample geometry, results, location of measurements, and personnel data.”

Tradução livre: O procedimento deve conter, no mínimo, as informações listadas na prática.
Interpretação técnica: material, equipamento, condições, preparação, padronização, varredura e relatório precisam ser definidos.
Aplicação prática: procedimento e registro rastreáveis.

Qualificação do pessoal

Fonte: ASME BPVC Section V · Edição: edição 2025 · Item: Article 23, SE-797/SE-797M, §6.2.1 · Página: 698 / impressa 634

“If specified in the contractual agreement, personnel performing examinations to this standard shall be qualified in accordance with a nationally or internationally recognized NDT personnel qualification practice or standard. The practice or standard used and its applicable revision shall be identified in the contractual agreement between the using parties.”

Tradução livre: Quando o contrato especificar, o pessoal deve ser qualificado conforme prática ou norma indicada.
Interpretação técnica: o SE-797/SE-797M condiciona a exigência às disposições contratuais e cita referências de qualificação; não permite afirmar uma certificação universal sem contexto.
Aplicação prática: definir qualificação no procedimento e contrato aplicáveis.

Relação com vasos de pressão na NR-13

Fonte: NR-13 · Edição: Portaria MTP nº 1.846/2022, retificada em 20/10/2022 · Item: 13.5.4.6 · Página: 18

“13.5.4.6 Vasos de pressão que não permitam acesso visual para o exame interno ou externo por impossibilidade física devem ser submetidos a exames não destrutivos ou a outras metodologias de avaliação de integridade definidas por PLH, considerados os mecanismos de danos previsíveis.”

Interpretação técnica: a NR-13 admite END quando o acesso visual é fisicamente impossível e atribui a definição ao PLH, considerando mecanismos previsíveis.
Aplicação prática: UT pode ser selecionado quando tecnicamente adequado, mas não é imposto como único método.

Relação com tubulações na NR-13

Fonte: NR-13 · Edição: Portaria MTP nº 1.846/2022, retificada em 20/10/2022 · Item: 13.6.1.1 · Página: 19

“13.6.1.1 As empresas que possuam tubulações enquadradas nesta NR devem elaborar um programa e um plano de inspeção que considere, no mínimo: os fluidos transportados; a pressão e a temperatura de trabalho; os mecanismos de danos previsíveis; e as consequências para os trabalhadores, instalações e meio ambiente trazidas por possíveis falhas das tubulações.”

Interpretação técnica: os pontos e métodos devem resultar do plano e dos mecanismos, e não de uma rotina universal.
Aplicação prática: CMLs e medições de espessura podem integrar o plano quando perda de parede for mecanismo relevante.

Conclusão técnica

A medição de espessura por ultrassom é confiável quando a cadeia inteira é controlada: identificação do material, seleção do transdutor, velocidade, referência conhecida, acoplamento, geometria, reconhecimento do eco, repetibilidade e registro. O aparelho não “enxerga espessura” diretamente; ele mede tempo e converte esse tempo usando uma velocidade configurada. Por isso, um número estável pode continuar errado se o material, a calibração ou o eco estiverem incorretos.

Na NR-13, o método pode integrar avaliações de integridade, exames não destrutivos e planos de inspeção, sobretudo em caldeiras, vasos, tubulações e tanques. A norma, contudo, não determina UT em toda inspeção nem fornece procedimento de medição. A técnica deve ser selecionada e interpretada dentro do plano, do mecanismo de dano, do código aplicável e da responsabilidade técnica.

O resultado ultrassônico é uma evidência de espessura no ponto e nas condições medidos. Ele não detecta necessariamente todas as descontinuidades e não conclui, isoladamente, que o equipamento está íntegro ou apto para operar.