líquidos penetrantes

Site:Obtesol Observatorio Tecnolgico de la Soldadura url:http://www.obtesol.es/ Title:Lquidos Penetrantes - Creado: 26 February 2007

Lquidos Penetrantes

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El ensayo por lquidos penetrantes es un ensayo no destructivo que se emplea para detectar e indicardiscontinuidades abiertas a la superficie en materiales slidos no porosos. El principio en el cual se basaesta tcnica no destructiva es la capacidad de que un lquido pueda penetrar por capilaridad y serretenido en las discontinuidades abiertas a la superficie como pueden ser fisuras y poros. La penetracinpor capilaridad es la propiedad que tiene algunos fluidos y que modifica los efectos de algunos principiosfundamentales de la fsica, como pueden ser la ley de la gravedad y los vasos comunicantes. Ello se debea la propiedad denominada tensin superficial, la cual origina una cohesin entre las molculassuperficiales de los lquidos, capaz de resistir una determinada tensin.

Se dice por tanto que hay lquidos que "mojan" ms que otros y esto tiene un reflejo ms acusado en elinterior de tubos de muy pequeo dimetro (capilares), en los cuales los lquidos de menor tensinsuperficial ascendern ms.

Las pequeas grietas superficiales que se pueden encontrar en la superficie de materiales no porosos,actan tambin como capilares y favorecen la penetracin en las mismas de fluidos que tengan unareducida tensin superficial. Este fenmeno ocurrir independientemente de la orientacin de las grietas,ya que no es la gravedad la que hace introducirse el lquido en la discontinuidad.

El ensayo por lquidos penetrantes se puede resumir en los siguientes pasos:

* Limpieza inicial: Consiste en eliminar de la zona a inspeccionar cualquier resto de contaminante quedificulte, tanto la entrada del penetrante en las discontinuidades como la posterior eliminacin del quequeda sobre la superficie.

* Aplicacin del lquido penetrante y tiempo de penetracin: Consiste en cubrir la superficie ainspeccionar con el lquido penetrante y dejar transcurrir el tiempo necesario para que dicho lquidopueda llenar por capilaridad las discontinuidades.

* Eliminacin del exceso de penetrante: Con esta etapa se evita la posterior formacin de indicacionesfalsas.

* Aplicacin del revelador: Una vez eliminado el exceso de penetrante se aplica un revelador en formaseca o finamente pulverizado en una suspensin acuosa o alcohlica de rpida evaporacin. Al finalqueda una fina capa de polvo cubriendo la zona a ensayar.

* Inspeccin para interpretar y evaluar las indicaciones: La fina capa de revelador absorbe el lquidopenetrante retenido en las discontinuidades, llevndolo a la superficie donde puede registrarse y evaluar.

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* Limpieza final: Se trata de eliminar los restos de todos los agentes qumicos empleados, para prevenirposibles daos o malfuncionamientos de la pieza cuando vuelva a ser utilizada.

Ventajas generales del ensayo de lquidos penetrantes:

* Es una tcnica que permite ensayar toda la superficie de la pieza.

* La geometra y el tamao de la pieza a inspeccionar no es un factor crtico.

* Es una tcnica razonablemente rpida y fcil de emplear.

* No necesita equipos complejos o caros.

* Se puede realizar de forma automatizada o manual, en taller o en obra.

* Se requieren pocas horas de capacitacin de los inspectores.

Limitaciones generales del ensayo de lquidos penetrantes:

* Es una tcnica que slo se puede aplicar a defectos superficiales y a materiales no porosos.

* La superficie a ensayar tiene que estar completamente limpia. No se puede utilizar en piezas pintadas ocon recubrimientos protectores.

* No proporciona un registro permanente de las indicaciones.

* Los inspectores deben tener una amplia experiencia.

En la siguiente tabla se enumeran las principales normas referidas a lquidos penetrantes y su utilizacinen uniones soldadas:

NORMA TTULOUNE-EN 571-1:1997Ensayos no destructivos. Ensayo por lquidos penetrantes. Parte 1: Principios generalesUNE-EN 12706:2001Ensayos no destructivos. Terminologa. Trminos utilizados en los ensayos por lquidos penetrantes (ISO 12706:2000)

UNE-EN ISO 3059:2002Ensayos no destructivos. Ensayo mediante lquidos penetrantes y ensayo mediante partculas magnticas. Condiciones de observacin (ISO 3059:2001)UNE-EN ISO 3452-2:2001Ensayos no destructivos. Ensayo por lquidos penetrantes. Parte 2: Ensayo de materiales penetrantes (ISO 3452-2:2000)UNE-EN ISO 3452-3:1999

UNE-EN ISO 3452-3: 2002 ERRATUMEnsayos no destructivos. Ensayos por lquidos penetrantes. Parte 3: Bloques patrn (ISO 3452-3:1998)

UNE-EN ISO 3452-4:1999Ensayos no destructivos. Ensayo por lquidos penetrantes. Parte 4: Equipo (ISO 3452-4:1998)UNE-EN 1289:1998Examen no destructivo de soldaduras. Ensayo de soldaduras por lquidos penetrantes. Niveles de aceptacin

UNE-EN 1289/1M:2002UNE-EN 1289:1998/A2:2006

Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo mediante lquidos penetrantes de uniones soldadas. Niveles de aceptacin

UNE-EN 10246-11:2000Ensayos no destructivos de tubos de acero. Parte 11: Ensayo mediante lquidos penetrantes para la deteccin de imperfecciones superficiales de los tubos de acero soldados y sin soldadura

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Tcnicas de limpieza

* Limpieza con detergentes: esta tcnica se emplea para eliminar la suciedad de piezas pequeas. Sesumergen en un tanque con agitacin durante 10-15 minutos entre 75 y 95C.

* Limpieza con disolvente: consiste en aplicar el disolvente directamente sobre la superficie ainspeccionar, frotndola con trapos o papeles, en funcin de la rugosidad superficial. En el caso depiezas de pequeas dimensiones fabricadas en serie o con una morfologa compleja, se sumergen entanques con disolventes hasta que desaparece la suciedad.

* Limpieza con vapor desengrasante: es una tcnica que se emplea para eliminar aceites, grasas yotros contaminantes orgnicos.

* Limpieza con limpiadores alcalinos: estos limpiadores contienen distintos detergentes para eliminardiferentes tipos de suciedades. Son productos que se tienen que usar siguiendo estrictamente lasinstrucciones de los fabricantes.

* Limpieza por ultrasonidos: consiste en la agitacin por ultrasonidos del bao para mejorar la accindel disolvente o el limpiador alcalino y reducir de esta forma el tiempo de limpieza.

* Limpieza con decapantes: esta tcnica se emplea para eliminar recubrimientos, como por ejemplopintura, de la superficie que se va a ensayar.

* Limpieza por medios mecnicos: es una tcnica no recomendada porque puede hacer que se cierrenlas discontinuidades superficiales. An as, se emplea en industrias de calderera y de fundicin paraensayar piezas sin mecanizar, donde los elementos contaminantes no se pueden eliminar por otrastcnicas.

* Ataque cido: consiste en atacar la superficie a ensayar con una disolucin cida para eliminarcualquier resto de metal que tape las discontinuidades.

Tcnicas de aplicacin del penetrante

* Por inmersin: consiste en sumergir las piezas de pequeo tamao en un tanque lleno de lquidopenetrante. Para facilitar la operacin, las piezas se colocan en cestas de alambre.

* Por pulverizacin: esta tcnica consiste en pulverizar el lquido penetrante por medio de un chorro deaire a baja presin.

* Con brocha o pincel: esta tcnica se emplea cuando no se quiere cubrir con lquido penetrante unasuperficie mucho mayor que la que se va a ensayar. As se reduce el consumo de penetrante y el tiempode limpieza, en comparacin con la tcnica de pulverizacin.

Tcnicas de eliminacin del exceso de penetrante

* Penetrantes lavables con agua: la tcnica recomendada para eliminar este tipo de penetrantesconsiste en proyectar el agua mediante una boquilla, para que incida sobre la pieza con un ngulo deunos 45, una presin inferior a 280kPa y una temperatura entre 10 y 38C.

* Penetrantes post-emulsionables: para la eliminacin de este tipo de lquidos primero se aplica elemulsionante, se espera un tiempo (tiempo de emulsificacin) y finalmente se elimina con agua laemulsin penetrante-emulsionante.

* Penetrantes eliminables con disolvente: en este caso el exceso de penetrante se elimina frotando lasuperficie con trapos o papeles absorbentes, repitiendo la operacin hasta que se haya eliminado lamayor parte de penetrante. Finalmente, las trazas de penetrante que queden se eliminan frotando consuavidad utilizando trapos o papeles ligeramente humedecidos en disolvente.

Tcnicas de apliacin del revelador



* Inmersin: consiste en sumergir la pieza en un tanque lleno de revelador. Se suele emplear parareveladores acuosos.

* Lecho fluido: consiste en introducir la pieza suspendida o sobre una rejilla en un tanque cerrado y encuya parte inferior se encuentra el revelador. Una serie de toberas localizadas en la parte inferior deltanque inyectan aire a baja presin de forma que el revelador forma una nube de polvo que impregna lapieza. Es una tcnica que se suele emplear para reveladores de polvo seco.

* Pulverizacin: el pulverizado del revelador se debe realizar a una distancia de unos 15cm de la piezapara obtener una capa uniforme y fina. Se suele emplear para reveladores acuosos, hmedos noacuosos y de pelcula lquida.

Tcnicas de fijado y registro de indicaciones

Se suelen emplear reveladores de pelcula lquida del tipo pelable. Tambin se puede aplicar primero unalaca transparente o un lquido fijador, que luego se desprende con una cinta transparente adhesiva. Esrecomendable tomar fotografas de las indicaciones obtenidas.

Tcnicas para la limpieza final

El revelador se puede eliminar con agua a presin si no ha estado excesivo tiempo sobre la superficie. Encaso contrario, se puede emplear detergente mezclado con el agua de lavado.

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El proceso general de ensayo por lquidos penetrantes se puede dividir en las siguientes etapasprincipales:

1. Limpieza inicial: consiste en eliminar de la zona a inspeccionar cualquier resto de contaminante quedificulte, tanto la entrada del penetrante en las discontinuidades, como la posterior eliminacin del lquidoque quede en la superficie. Las tcnicas de limpieza recomendadas son:

* Con detergente. * Con disolvente. * Con vapor desengrasante. * Con limpiadores alcalinos. * Con ultrasonidos. * Con decapantes. * Por medios mecnicos. * Ataque cido.

2. Aplicacin del lquido penetrante y tiempo de penetracin: consiste en cubrir la superficie ainspeccionar con el lquido penetrante y dejar transcurrir el tiempo necesario para que dicho lquido puedaentrar por capilaridad en las discontinuidades. En funcin de la forma y al tamao de la pieza, elpenetrante se puede aplicar:

* Por inmersin. * Con brocha o pincel. * Por pulverizacin.

3. Eliminacin del exceso de penetrante: una vez que se ha aplicado el lquido penetrante y transcurrido



el tiempo de penetracin es necesario eliminar todo el exceso de penetrante para evitar la formacin deindicaciones falsas. Es una operacin que se realiza siguiendo diferentes tcnicas para cada familia delquidos penetrantes:

* Penetrantes lavables con agua. * Penetrantes post-emulsionables. * Penetrantes eliminables con disolvente.

4. Aplicacin del revelador: Una vez eliminado el exceso de penetrante se aplica un revelador en formaseca o finamente pulverizado en una suspensin acuosa o alcohlica. Cuando el lquido que porta elrevelador se evapora, queda una pelcula de revelador sobre la superficie a ensayar. Existen variastcnicas recomendadas para una aplicacin eficaz de los distintos tipos de reveladores, como son:

* Espolvoreado. * Inmersin. * Lecho fluido. * Pulverizacin.

5. Inspeccin para interpretacin y evaluacin de las indicaciones: La fina capa de revelador absorbeel lquido penetrante retenido en las discontinuidades llevndolo a la superficie para hacerlo visible,pudiendo as registrar y evaluar las indicaciones. Hay diferentes tcnicas de interpretacin y evaluacinsegn sea el tipo de lquido penetrante utilizado (coloreado o fluorescente), as como mtodos de fijado yregistro de las indicaciones obtenidas.

6. Limpieza final: se trata de eliminar los restos de de los gentes qumicos empleados para prevenirposibles ataques posteriores y recuperar el estado inicial de la pieza ensayada.

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El campo de aplicacin del ensayo por lquidos penetrantes es la deteccin de discontinuidades abiertasa la superficie en materiales porosos ya sean metlicos o no metlicos.

Entre los materiales metlicos que se pueden ensayar con esta tcnica, se encuentran principalmente losmetales no ferromagnticos como:

* Aceros inoxidables. * Aluminio y sus aleaciones. * Cobre. * Bronce. * Latones, etc.

Los metales ferromagnticos, como el acero al carbono y los aceros aleados, tambin se puedeninspeccionar por lquidos penetrantes, aunque suele ser ms ventajosa su inspeccin por partculasmagnticas.

Los materiales no metlicos que se pueden inspeccionar por esta tcnica son, entre otros:

* Plsticos. * Vidrios.



* Cermicas plastificadas.


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