Lquidos Penetrantes 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.Introduccin a los Lquidos Penetrantes Caractersticas de los lquidos penetrantes Mtodo de aplicacin de los lquidos penetrantes en Pruebas No Destructivas Tiempo de Penetracin Gua de Seleccin del proceso Diagramas Bibliografa

Introduccin a los Lquidos Penetrantes Discontinuidades que detecta, defectos superficiales como: poros, grietas, rechupes, traslapes, costuras, laminaciones, etc. Materiales: Slidos metlicos y no metlicos VENTAJAS Muy econmico Inspeccin a simple vista No se destruye la pieza Se obtiene resultados inmediatos. DESVENTAJAS Solo detecta fallas superficiales Difcil establecimiento de patrones La superficie a inspeccionar debe estar limpia y sin recubrimientos No se puede inspeccionar materiales demasiado porosos PRINCIPIOS FSICOS Capilaridad: Es la accin que origina que un liquido ascienda o descienda a travs de los llamados tubos capilares. Cohesin: Es la fuerza que mantiene a las molculas de un cuerpo a distancias cercanas unas de las otras. Adherencia: Es la fuerza de atraccin entre molculas de sustancias diferentes. Viscosidad: Es la resistencia al deslizamiento de una capa de un fluido sobre otra capa. Tensin superficial: Es la fuerza no compensada que ejerce la superficie del liquido debido a la tensin no compensada de las molculas subsuperficiales sobre la membrana superior.

Caractersticas de los lquidos penetrantes El liquido penetrante tiene la propiedad de penetrar en cualquier abertura u orificio en la superficie del material. El penetrante ideal debe reunir lo siguiente: Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeas y estrechas. Habilidad de permanecer en aberturas amplias. Habilidad de mantener color o la fluorescencia. Habilidad de extenderse en capas muy finas. Resistencia a la evaporacin. De fcil remocin de la superficie. De difcil eliminacin una vez dentro de la discontinuidad. De fcil absorcin de la discontinuidad. Atoxico.

Inoloro. No corrosivo. Antiinflamable. Estable bajo condiciones de almacenamiento. Costo razonable. Penetrante Alta Baja Baja Baja Baja Pequeas Revelador Baja Alta Alta Alta Alta Grandes

Propiedad fsica Capilaridad Tensin superficial Adherencia Cohesin Viscosidad Partculas

Tensin superficial: Es una de las propiedades mas importantes. Se requiere una tensin superficial baja para obtener buenas propiedades de penetracin y mojado Poder humectante: El penetrador debe ser capaz de mojar completamente la superficie del material y es una de las propiedades mas importantes. Esto se refiere al ngulo de contacto del lquido con la superficie, el cual debe ser lo mas bajo posible. Viscosidad: Esta propiedad no produce efecto alguno en la habilidad del liquido para penetrar, aunque afecta la velocidad de penetracin. Los penetrantes de alta viscosidad penetran lentamente, en tanto que los de baja viscosidades escurren muy rpido y tiene la tendencia a no ser retenidos en los defectos de poca profundidad; por lo tanto se recomienda una viscosidad media. Volatilidad: Los lquidos penetrantes no deben ser voltiles. Si existe una evaporacin excesiva se los productos del penetrante, se ver afectada la sensibilidad de todo el proceso, debido tanto al desequilibrio de la formula, como a la perdida del poder humectante. Gravedad especifica o densidad relativa: No juega un papel directo sobre el comportamiento de un penetrante dado; sin embargo, con densidades bajas se facilita el transporte de materiales extraos que tendern a sedimentar en el fondo cuando se usan tanques abiertos. La mayora de los lquidos penetrantes tienen densidades relativas que varan entre 0.86 y 1.06 a 16C, por lo general la densidad es menor a 1. Punto de inflamacin: Como medida de seguridad practica los lquidos penetrantes debern poseer un punto de inflamacin elevado con el fin de reducir los peligros de incendio. Generalmente el punto de inflamacin es mayor de 95 C y en recipientes abiertos no debe ser menor de 65 C. Inactividad qumica: Los productos usados en la formulacin de los lquidos penetrantes deben se inertes y no corrosivos con respecto a los materiales a ser ensayados y a los recipientes que los contienen. Capacidad de disolucin: El penetrante debe tener una elevada capacidad para contener grandes concentraciones de pigmentos coloreados o fluorescentes usados y mantenerlos en solucin. Mtodo de aplicacin de los lquidos penetrantes en Pruebas No Destructivas Se aplica el liquido penetrante a la superficie de la pieza a ser examinada, permitiendo que penetre en las aberturas del material, despus de lo cual el exceso del liquido es removido. Se aplica entonces el revelador, el cual es humedecido o afectado por el penetrante atrapado en las discontinuidades de esta manera se incrementa la evidencia de las discontinuidades, tal que puedan ser vistas ya sea directamente o por medio de una lmpara o luz negra. Tipo I = Penetrante fluorescente Tipo II = Tintas permanentes o visibles Proceso A = Penetrante lavable en agua Proceso B = Penetrante postemulsificado Proceso C = Penetrante removido con solvente

Revelador seco: Grano fino se aplica por espolvoreado, rociado o sumergido. Revelador no acuoso: Es una suspensin absorbente, aplicado por roco Revelador hmedo: Es una suspensin absorbente de polvo en agua, se aplica por inmersin. Porttil ( atomizador ) Estacionario ( inmersin ) Simple vista Spoteheck (porttil) Luz negra Syglo (estacionario) Porttil Rojo Incoloro Blanco Estacionario Verde (fluorescente) Incoloro Blanco

Liquido penetrante Removedor Revelador

PREPARACIN Y LIMPIEZA DE LA PIEZA: Limpiar cuidadosamente la superficie a inspeccionar de pintura, aceite, grasa y otros contaminantes. Ser necesario eliminar los restos de xidos, pinturas, grasas, aceites, taladrinas, carbonilas, etc. Y esto se hace por mtodos qumicos, ya que los mecnicos, estn prohibidos por la posibilidad que tiene su aplicacin de tapar defectos existentes. Se pueden usar todos aquellos procesos que dejen a la superficie limpia y seca; que no daen al espcimen y que no empleen productos que sean incompatibles con los componentes. Soluciones detergentes en caliente por inmersin, desengrase en fase de vapor o desengrase mediante disolvente, son los principales mtodos para eliminar grasas y aceites. Los xidos y las carbonillas trmicas se eliminaran con desoxidantes alcalinos o cidos y a veces, principalmente en superficies rectificadas se hace un ataque cido a fondo que abre las grietas durante la operacin. Las pinturas se eliminan con productos custicos en caliente o basados en ellos. APLICACIN DEL PENETRANTE. Los penetrantes se aplican por inmersin, rociado con un cepillo o brocha, vertiendo el liquido sobre la pieza o cualquier otro mtodo, vertiendo el liquido sobre la pieza o cualquier otro mtodo que cubra la zona que se inspecciona. Ser necesario obtener una pelcula fina uniforme en toda la superficie y se deber esperar un tiempo llamado tiempo de penetracin para que el liquido penetre en grietas. Este tiempo oscila entre los 5 y 15 minutos dependiendo del material y la clase de grietas. ELIMINACIN DEL EXCESO DE PENETRANTE. Se debe retirar la capa superficial del penetrante de forma que lo nico que permanezca sea el que se hubiera alojado en las discontinuidades. Se entiende por exceso de penetrante todo liquido que no se ha introducido en los defectos y que permanece sobrante sobre la superficie de la pieza a inspeccionar.. Esta etapa es critica y de su correcta realizacin depender el resultado final de la inspeccin, ya que es necesario eliminar y limpiar el exceso de penetrante de tal modo que no extraigamos el penetrante introducido en los defectos. Si no se ha eliminado perfectamente el liquido penetrante, en la inspeccin final aparecern manchas de penetrante produciendo indicaciones falsas e incluso, el enmascaramiento de las grietas. Para saber si hemos eliminado bien el exceso de penetrante es necesario hacer una inspeccin visual. Es aconsejable quitar en primer lugar la mayor parte del penetrante con trapos o papel absorbente y despus eliminar el resto utilizando trapos o papel ligeramente impregnados en disolvente. APLICACIN DEL REVELADOR. Aplicar el revelador y dejarlo actuar. El revelado es la operacin que hace visible al ojo humano la posicin del defecto. El revelador es bsicamente un producto en polvo de compuestos qumicos blancos, inertes y con una granulometra tal

que dispone de un gran poder de absorcin. Una vez aplicado el revelador, hay que esperar un tiempo para que absorba el penetrante, este tiempo oscila entre 5 y 15 minutos. Durante la preparacin de las piezas para la inspeccin es necesario secarlas despus de la aplicacin del revelador hmedo o eliminar el remanente antes del uso del polvo revelador seco. INSPECCIN FINAL DE LA PIEZA. Una vez transcurrido el tiempo de revelado, se procede a la inspeccin de los posibles defectos de las piezas procesadas. El tiempo de revelado depende del tipo de penetracin, del revelador y del defecto, pero deber permitirse tiempo suficiente para que se formen las indicaciones. La inspeccin se realiza antes de que el penetrante comience a exudar sobre el revelador hasta el punto de ocasionar la perdida de definicin. El proceso de inspeccin se compone de tres etapas. A. Inspeccin. B. Interpretacin. C. Evaluacin. Una regla prctica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos. Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que estn generalmente presentes en el diseo. Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminacin con penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningn tipo de discontinuidad.

LIMPIEZA FINAL. Se debe llevar a cabo en razn de los productos usados en el ensayo. Tiempo de Penetracin Material Proceso Fundicin Extrusin y forja Soldadura Aluminio Todos Todos Fundicin Extrusin y forja Soldadura Magnesio Tipo de discontinuidad Porosidades Traslapes Falta de fusin Porosidades Grietas Grietas de fatiga Porosidades Traslapes Falta de fusin Tipo I Y II Proceso A 5 a 10 min NR 30 30 30 NR 15 NR 30 Tipo I Y II Proceso B 5 min 10 5 5 10 30 5 10 10 Tipo I Y II Proceso C 3 min 7 3 3 5 5 3 7 5

Todos

Fundicin Extrusin y forja Soldadura Acero Todos Todos Fundicin Extrusin y forja Recubrimientos Todos

Porosidades Grietas Grietas de fatiga Porosidades Traslapes Falta de fusin Porosidades Grietas Grietas de fatiga Porosidades Traslapes Falta de fusin Porosidades Grietas Grietas Grietas Falta de fusin Porosidades Grietas

30 30 NR 30 NR 60 60 30 NR 10 NR 15 15 30 5 a 30 5 a 30 30 30 30 NR

10 10 30 10 10 10 10 10 30 5 10 10 10 10 5 5 5 5 20 20 a 30

5 5 7 5 7 7 7 7 10 3 7 3 3 3 5 5 3 3 5 15

Latn y bronce

Plsticos Vidrio Herramienta con punta de carburo Titanio y aleaciones a altas temperaturas Todos metales

Todos Todos

Todos

Todos

Esfuerzos o Granulacin Interna

NR

240

240

NR = no recomendable Gua de Seleccin del proceso PROBLEMA Alta produccin de artculos pequeos Alta produccin de artculos grandes Alta sensibilidad para discontinuidades finas Discontinuidades superficiales, rayones, etc. Deben detectarse Artculos con rugosidad superficial Artculos con cuerdas y cueros. Artculos con rugosidad superficial media Prueba por puntos. Se necesita equipo porttil. No se dispone de agua y electricidad Artculos anodizados, agrietados despus del anodizado Repetir el proceso Deteccin de fugas PROCESO TIPO I Y II A B B B A A AB C C C CBA C AB OBSERVACIONES Pequeas cantidades mojadas en canastas Grandes forjas, extrusiones, etc. Indicaciones mas claras y mas brillantes Puede controlarse la profundidad de emulsificacin. El penetrante podra fijarse en las esquinas. La eleccin depende de los requerimientos de produccin y sensibilidad.

De preferencia el orden indicado Cinco a seis repeticiones podran ser el limite.

TIPO

LAVADO AGUA

CARACTERSTICAS DEL PENETRANTE FLUORESENTE VENTAJAS DESVENTAJAS La fluorescencia asegura visibilidad Requiere luz negra y reas obscuras. Fcilmente lavable con agua. No es seguro en la deteccin de rayones Grandes cantidades de especimenes y fallas superficiales. pequeos. No es seguro volver a probar. Superficies rugosas. No es seguro en superficies anodizadas. Cueros y cuerdas. cidos y cromatos afectan la Amplio rango de discontinuidades. sensibilidad. CON Rpido. Fcilmente sobre lavado. Proceso sencillo. El penetrante esta expuesto a la contaminacin del agua. La fluorescencia asegura visibilidad. Alta sensibilidad para discontinuidades muy finas. Bueno para discontinuidades superficiales. Fcilmente lavable con agua despus de la emulsificacin. Tiempo de penetracin corto. No puede ser fcilmente sobre lavado La fluorescencia asegura visibilidad Porttil. No requiere agua. Bueno sobre piezas anodizadas. Para verificacin por puntos. Las piezas pueden ser re probadas Requiere luz negra y reas obscuras. Requiere mas paso. Requiere equipo para la aplicacin de emulsivo. Difcil remocin del penetrante en cuerdas, cueros, agujeros ciegos y superficies rugosas

POST EMULSIFICADO

REMOVIDO CON SOLVENTE

Requiere luz negra y reas obscuras. Material inflamable. No puede usarse en tanques abiertos. Difcil su empleo sobre superficies rugosas tales como fundicin de magnesio.

Diagrama general de la aplicacin de lquidos penetrantes

PROCESO A: PENETRANTE FLUORESCENTE LAVABLE CON AGUA

PROCESO B: PENETRANTE FLUORESCENTE POST - EMULSIFICADO

PROCESO C: PENETRANTE FLUORESCENTE REMOVIDO CON SOLVENTE

PROCESO C: PENETRANTE VISIBLE REMOVIDO CON SOLVENTE

PROCESO A: PENETRANTE VISIBLE LAVABLE CON AGUA

PROCESO B: PENETRANTE VISIBLE POST EMULSIFICADO

Bibliografa Apuntes para el Laboratorio de Pruebas No Destructivas. UPIICSA-IPN, Academia de Laboratorio de Control de Calidad, Mxico D.F., 2002