PRÁCTICA DE: LIQUIDOS PENETRANTES

Objetivo:

Este análisis se emplea generalmente para evidenciar discontinuidades superficiales sobre casi todos los materiales no porosos con excesiva rugosidad como metales. Características que lo hace utilizable en innumerables campos de aplicación.

Sin embargo, el desarrollo de nuevas tecnologías y la optimización de los productos. Los requisitos de seguridad, como es el caso de la industria aeroespacial, la nucleoeléctrica o la petroquímica, impusieron también nuevas condiciones de inspección, en las cuales se estableció la necesidad de verificar hasta en un 100% los componentes críticos; lo que planteó una severa dificultad a los departamentos de calidad,Las pruebas no destructivas son la aplicación de métodos físicos indirectos, y que tienen la finalidad de verificar la sanidad de las piezas examinadas. No obstante, cuando se aplica este tipo de pruebas no se busca determinar las propiedades físicas inherentes de las piezas, sino verificar su homogeneidad y continuidad.Las pruebas no destructivas, como su nombre lo indica, no alteran de forma permanente las propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensiónales de un material. Por ello no inutilizan las piezas que son sometidas a los ensayos y tampoco afectan de forma permanente las propiedades de los materiales que las componen.

Marco Teórico:

El ensayo por líquidos penetrantes es un método no destructivo que permite la detección de discontinuidades en materiales sólidos no porosos tales como metales cerámicos vidrios y plásticos y siempre que las discontinuidades se encuentren abiertas a la superficie.

Este método está basado en la penetración de un líquido dentro de las fisuras y esto ocurre debido al fenómeno de la Capilaridad que es la propiedad de penetración de un líquido en lugares extremamente pequeños debido a sus características físico-químicas, tal como la tensión superficial de este líquido mencionado. (Figura M.1)

Una vez dentro de la fisura se provoca la absorción de este líquido hacia la superficie del material a través del uso de un agente absorbente denominado

Revelador.

Figura M1: Aplicación de los líquidos penetrantes.

En comparación con otros métodos de ensayo no destructivo (Radiografía, Ultrasonidos, Corrientes Inducidas...), la aplicación práctica del ensayo por líquidos penetrantes, en general, es menos compleja y no requiere el empleo de

equipos complicados o costosos. Pero no hay que cometer el error de pensar por esto que su ejecución se pueda realizar de forma menos cuidadosa.

Basados en el principio de capilaridad de los líquidos que permite su penetración y retención en aberturas estrechas como son: fisuras, poros o huecos. Los métodos de inspección por líquidos penetrantes son dos según ASTM E-165: el fluorescente y el coloreado. (Figura M.2)

Líquidos penetrantes fluorescentes: son los que incorporan en su composición un pigmento fluorescente, visible bajo la iluminación de luz negra adecuada.

Líquidos penetrantes coloreados: contienen pigmentos fuertemente coloreados en disoluciones apropiadas. Según la forma en que puede ser eliminado el exceso de líquido penetrante se pueden clasificar en:

Líquidos penetrantes autoemulsificables: son los que se eliminan directamente con agua debido a que se incorporan en su composición productos emulsificables.

Líquidos penetrantes postemulsificables: este tipo de penetrantes llevan una etapa intermedia entre la penetración y el lavado con agua, y es la aplicación del emulsificador, porque sin ello este tipo de líquidos no es lavable con agua. De mayor sensibilidad en la detección de pequeñas discontinuidades.

Líquidos penetrantes removibles con solventes: El exceso de penetrante deberá ser eliminado hasta donde sea posible frotando la superficie con una tela o papel absorbente humedecido con un solvente adecuado, evitando el exceso de solvente pare evitar sacar el penetrante que hay dentro de las discontinuidades.

(Figura M.2): Latas de los líquidos usados durante la prueba.

NORMAS DE REFERENCIA

Código ASME Sección V, Artículos 6 y 24 ANSI / ASTM E-165 Práctica Recomendada para el Examen por Líquidos

Penetrantes. ASNT SNT-TC-1A - Recommended Practice for Personal Qualification and

Certification in Nondestructive Testing

Desarrollo:

A continuación se explicará el desarrollo de la práctica:

1. Se debe tomar una muestra del material a examinar por medio de los líquidos penetrantes, esta muestra debe ser o representativa de la media de las propiedades del material, o una muestra en situación crítica. En el caso de esta prueba, se analizará un cordón de soldadura sobre una placa de acero para determinar si la soldadura fue realizada de forma exitosa o no.

2. La muestra debe estar lo más limpia posible, es decir que la remoción de óxidos es imperativa. Los óxidos metálicos deberán ser removidos con abrasivos en forma de lija; El tamaño de abrasivo de lija deberá ser elegido dependiendo de la cantidad de óxido presente en la pieza. En el caso de la soldadura que será analizada, una lija de grado mil será suficiente para cumplir el requisito.

3. Después de que la muestra ha sido limpiada de óxidos, debe ser limpiada de grasas o aceites usando un producto químico conocido como “cleaner”, que tiene una proporción de 20%-40% de acetona y 60%-80% de una mezcla de butano y propano. El método de aplicación menciona tres atomizaciones a través de toda la pieza desde la parte superior hasta la inferior. Se debe permitir que el líquido seque y se evapore, este proceso se puede acelerar si se usa aire caliente.(Figura D.1).

Figura D.1 Cordón de soldadura a inspeccionar limpio.4. Se procede a enmascarar la superficie de inspección, la cual sigue un

proceso de selección similar al de la muestra. El método de enmascarado puede ser efectuado con masking tape.

5. El siguiente paso es la aplicación del líquido penetrante. La composición de este líquido está conformada de 4-14% de un solvente llamado Ether glicol, 15-25% de una mezcla de hidrocarburos refinados, 0.3-1% de colorante solvente y 40-60% de una mezcla de propano y butano. Se busca que las partículas penetrantes se encuentren en una solución acuosa para facilitar la penetración de las grietas debido al caudal de líquido y a la reducción de fricción. La selección del líquido penetrante depende de su sensibilidad, es decir de su capacidad de penetrar grietas de cierta dimensión. En el caso de esta prueba, se eligió un líquido penetrante con partículas fluorescentes, lavable con agua, para grietas finas y pequeñas. El método de aplicación utilizado fue rociado, de forma igual que con el “cleaner”. (Figura D.2).

Figura D.2 Aplicación de los líquidos penetrantes.6. Este es un paso de espera, pues los líquidos tardan de 5 a 15 minutos en

penetrar las grietas, esta consideración fue tomada debido al tipo de material y al tipo de inspección a realizar, es decir, soldadura.

7. Después de haber permitido que las partículas penetren las grietas de la muestra, se procede a retirar el exceso de líquido penetrante con un trapo industrial, sólo en una dirección para evitar que la muestra quede alterada por el paso del trapo, se usa una parte limpia del trapo para evitar que en lugar de retirar excesos de líquido se adicione más de lo que había originalmente.

8. El paso siguiente en el proceso de la aplicación del líquido penetrante es la aplicación de un tercer líquido llamado revelador, con una concentración de

60-80% de isobutano y menos del 20% de acetato etílico. El propósito de este líquido es hacer visible con luz natural o luz oscura las grietas o imperfecciones del material. El tiempo de espera en este paso es aproximadamente 10 minutos para esta pieza y este tipo de inspección. El revelador usado en esta pieza es soluble en agua. (Figura D.3).

Figura D.3 Aplicación del revelador de grietas.9. Durante la inspección, el procedimiento diverge del otro caso porque el

realizado durante esta prueba fue el de inspección bajo luz ultravioleta. La lámpara debe haberse encendida desde quince minutos antes, la longitud de onda debe cumplir con el parámetro de 3200 a 4000 Angstroms. La inspección debe realizarse con el equipo de protección ocular adecuado.

Figura D.4 Inspección bajo luz negra.10.Debido a que se usaron líquidos removibles con agua, la limpieza debe

realizarse de manera cuidadosa con agua, hasta que no quede ninguna indicación de grieta visible.

Conclusiones:

El propósito de esta práctica ha sido cumplido de forma exitosa, pues el método de partículas penetrantes ha sido aplicado al caso de un cordón de soldadura, en el cual se deseaba aplicar una inspección para encontrar fallas, grietas o porosidades. El método ha sido seguido y cumplido de acuerdo a la norma correspondiente, dando así a revelar las imperfecciones superficiales gracias a los líquidos penetrantes observados con luz negra. Debido a inspección visual se ha llegado al común acuerdo que si esta soldadura fuera hecha para aplicaciones aeronáuticas, la falla tomaría importancia, pero para los demás sectores, significaría que se encuentra dentro de parámetros normales y no presentaría ningún riesgo a la seguridad.