Ensayo de líquidos penetrantes ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES 1 Ensayo de líquidos penetrantes LO QUE NECESITAS CONOCER DEL ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES Para saber acerca de los ensayos de líquidos penetrantes es fundamental hablar de los Ensayos No Destructivos, los cuales son pruebas de carácter NO destructivas que se realizan en diferentes tipos de materiales. Las pruebas realizadas se emplean con el fin de determinar las características físicas o químicas del material que se está evaluando. Algunas aplicaciones de los ensayos no destructivos: • Determinan la composición química. • Detectan las discontinuidades (superficiales o internas). • Puede llegar a determinar fugas. • Miden los espesores y monitorean la corrosión. • Determinan la adherencia de los materiales. • Inspeccionan las uniones soldadas. Los principales END son las Inspecciones Visuales, Líquidos Penetrantes, Partículas Magnéticas, Ultrasonido, Pruebas Radiográficas, Pruebas Electromagnéticas, Pruebas de Fuga, Emisión Acústica, Pruebas Infrarrojas. Con Concrelab puedes contar con los ensayos de Líquidos Penetrantes y Ultrasonidos (ensayo que se basa en la generación, propagación y detección de ondas elásticas a través de los materiales) ¿Qué son los líquidos penetrantes? Es el tipo de ensayo que se emplea para determinar discontinuidades superficiales sobre la mayoría de los materiales; tales como: metales (ferrosos y no ferrosos) aluminio, magnesio, latón, bronce, titanio y aceleraciones de alta temperatura. También puede realizarse en plásticos, vidrios, acrílicos y materiales cerámicos. No obstante, este ensayo no podrá realizarse en materiales con alto grado de porosidad (o con excesiva rugosidad o escamado) como el concreto, mampostería o madera. Este tipo de ensayo te permitirá obtener resultados de manera inmediata, cuando tengas dudas del procedimiento de la soldadura y de sus acabados. Permitiéndote detectar, caracterizar y evaluar las posibles discontinuidades abiertas a la superficie en los materiales descritos anteriormente. En resumen, el ensayo de líquidos penetrantes consiste en la capacidad que el líquido penetre y sea retenido en las fisuras y poros abiertos. propagación y detección de ondas elásticas a través de los materiales) 2 Ensayo de líquidos penetrantes Repasemos la historia. El ensayo de Líquidos Penetrantes (LP) se remonta a los años que precedieron la Segunda Guerra Mundial, en donde los talleres ferroviarios de Harford (USA) aplicaban el procedimiento de “aceite y blanqueo” con el fin de detectar las fisuras en componentes de vagones y locomotoras. Para el año de 1941 los hermanos Robert y Joseph Switzer desarrollaron una nueva clase de pigmentos fluorescentes, los cuales permitían absorber la frecuencia de luz visible e invisible para el ojo humano, produciendo colores intensos que parecen brillar así estuvieran con la luz del día. Para este año, los hermanos patentaron el método, iniciaron su comercialización y de esta forma inició la difusión de la técnica. Ten en cuenta los principios físicos Para comprender el ensayo, debes tener en cuenta los siguientes conceptos: 1. Fuerza de cohesión y adherencia: Los líquidos se componen de moléculas (las partículas separables físicamente más pequeñas que tienen las características propias del líquido que integran). Las moléculas se atraen entre sí por fuerzas de cohesión mientras que en la superficie límite de separación entre dos substancias diferentes (sólido líquido), o en el interior de una mezcla, las moléculas de distinta naturaleza se atraen por fuerzas de adherencia. Las fuerzas de adherencia del aire sobre el líquido son muy pequeñas y se suelen despreciar. 2. Capilaridad: propiedad de penetración de un líquido en lugares extremamente pequeños debido a sus características físico-químicas. Está estrechamente relacionada con la tensión superficial y el poder humectante. 3. Tensión superficial: forma de cohesión de las moléculas de la superficie del líquido en función de la cual, a igualdad de volumen, asume la forma correspondiente a la mínima superficie compatible con el vínculo externo. Se requiere una tensión superficial baja para obtener buenas propiedades de penetración y mojado 4. Viscosidad: propiedad física debida a la interacción interna de las moléculas denominada coshesión y corresponde a la fuerza tangencial de corte debida a dicha cohesión que hay que vencer para separar dos capas adyacentes en el líquido. Esta propiedad no produce efecto alguno en la habilidad del líquido para penetrar, aunque afecta la velocidad de penetración. 3 Ensayo de líquidos penetrantes 5. Volatilidad: propiedad físico de algunos elementos, constituyentes de la mezcla líquida, de pasar fácilmente al estado gaseoso (evaporarse) de la superficie de examen. Los líquidos penetrantes no deben ser volátiles. Si existe una evaporación excesiva se los productos del penetrante, se verá afectada la sensibilidad de todo el proceso. 6. Mojabilidad: propiedad de un líquido de expandirse adhiriéndose a la superficie de un sólido, la cual depende de la interacción del líquido con la fase sólida y gaseosa en la que se encuentra. Características de los líquidos penetrantes (LP) Después de haber analizado los conceptos, las características de los ensayos de Líquidos Penetrantes se resumen en: • Tiene la habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas • Tiene la habilidad de mantener su color o fluorescencia • Tiene la habilidad de expandirse en capas muy finas • Tiene la resistencia a la evaporación • No es corrosivo. • Es poco inflamable. • Es estable bajo condiciones de almacenamiento. Clasificación de los LP La clasificación básica de los tipos de líquidos penetrantes existentes es la que los agrupa en función de la fuente de luz que se precisa para la observación de las indicaciones que proporciona el ensayo. Se clasifican en tres grupos que son: • Líquidos penetrantes coloreados, observación con luz visible blanca. • Líquidos penetrantes fluorescentes, observación con luz negra (ultravioleta). • Líquidos penetrantes mixtos (fluorescentes -coloreados), observación bajo los dos tipos de luz anteriores. En Concrelab realizamos el ensayo de Líquidos Penetrantes basado en la Norma Técnica ASTM E 165 Standar Test Method for Liquid Penetrant Examination, tipo II (es decir que es permanente o visible) bajo el método C (removibles con solventes –ASTM E-1220). 4 Ensayo de líquidos penetrantes Algunas aplicaciones de los ensayos no destructivos: Contienen pigmentos coloreados disueltos que los hacen visibles con luz natural (de día) o con luz artificial blanca (lámparas eléctricas). El color más utilizado es el rojo que hace claramente visibles las indicaciones sobre el fondo normalmente blanco del revelador. Aunque la sensibilidad de estos penetrantes rojos suele ser inferior a la de los fluorescentes, resultan adecuados para un gran número de aplicaciones. Así, los más empleados en general en los talleres y en inspecciones que se realizan a pie de obra son los penetrantes rojos eliminables con disolvente, suministrados en botes aerosol por ser los de aplicación más sencilla (pulverización sobre la zona de ensayo) y no requieren agua para lavado ni lámparas especiales para la observación, como los fluorescentes. Clasificación de los LP Te explicamos de la siguiente manera el ensayo de Líquidos Penetrantes: Preparación y limpieza: 01 La superficie del ensayo debe quedar libre de contaminantes como pintura, aceite, grasa, u óxido. Si no está idónea la superficie las discontinuidades quedarán obturadas con suciedad y el penetrante no podrá hacer su función. Es importante que la superficie quede totalmente seca, para esto puedes tomar de 10 a 20 minutos. Aplicación del líquido penetrante 02 El líquido debe aplicarse con algunas de las técnicas de aplicación (pincel, pintura o aerosol), el penetrante se vierte sobre la pieza cubriendo la zona de inspección de una forma fina y uniforme en toda la superficie. Se debe dejar transcurrir un tiempo para que el líquido penetre en los defectos, el tiempo será recomendado por la norma basada en el tipo de defecto y/o material, el cual está estimando entre 10 a 30 minutos. 5 Ensayo de líquidos penetrantes Remoción del exceso de penetrante: 03 dependiendo del líquido utilizado se debe remover el exceso de la superficie evitando extraer aquel que se encuentra dentro de las discontinuidades. La correcta realización dependerá el resultado final de la inspección, ya que si no se hace de la forma indicada, pueden aparecer manchas de penetrante que pueden generar indicaciones falsas o enmascaramiento de los defectos y discontinuidades. Debe dejarse secar el tiempo necesario Aplicación del revelador: 04 La etapa de la revelación es la etapa en que se forman las indicaciones sobre la superficie en inspección. La función del Revelador es exactamente la de absorber hacia la superficie el resto del Líquido Penetrante que quedo contenido dentro de la discontinuidad (fisura) después de la etapa de remoción del exceso. Cuando el Penetrante utilizado es del tipo rojo, se utiliza un Revelador que forme una película bien blanca y más espesa, pues así el color rojo de la indicación revelada forma un excelente contraste con la película blanca del revelador. Una regla práctica menciona que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos. Inspección final: 05 La inspección visual que se realiza después de la preparación de la superficie por las etapas anteriormente explicadas puede ser realizada bajo luz blanca o visible cuando el Líquido Penetrante utilizado es del tipo rojo. En este caso la incidencia de la luz visible en el punto de la inspección debe tener una intensidad luminosa de no menos 1000 lux, según la recomendación de la Norma ASTM E 1417. ¿Quién debe realizar el ensayo? A pesar que el ensayo tiene un método sencillo, los resultados obtenidos dependen del cuidado y la firmeza que se tenga en el momento de realizar la inspección. Por esto, el ensayo de líquidos penetrantes debe realizarlo un inspector certificado END Nivel II en LP, ya que podrá aplicar la técnica de líquidos penetrantes. Nuestro personal técnico está formado para la ejecución de este tipo de ensayo, por eso, ¡cuenta con nosotros! 6 Ensayo de líquidos penetrantes MANUAL DE LÍQUIDOS PENETRANTES ¿Quieres recibir asesoría personalizada? ¡Contáctanos ahora! Bogotá: (+57 1) 223 5656 Barranquilla: (+57 5) 385 5169 Somos el laboratorio líder a nivel nacional en la realización de Ensayos de Materiales y Calibración de Equipos. 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