Casa Blanca

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Servicio de Mantenimiento – Dpto. de Ingeniería

Laboratorio de Ensayos No Destructivos

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LIQUIDOS PENETRANTES

INTRODUCCIÓN

El método por Líquidos Penetrantes se basa en el principio de CAPILARIDAD y se aplica en la detección de discontinuidades abiertas a la superficie (fisuras, poros, etc.), en metales ferrosos y no ferrosos y otros materiales sólidos tales como cerámicos, plásticos y vidrios que no sean porosos ni presenten rugosidad excesiva.

De manera general se puede decir que este Método se caracteriza porque es prácticamente independiente de la forma de la pieza a ensayar; la mayoría de los casos se pueden resolver con un equipamiento mínimo y tiene gran sensibilidad para la detección de fisuras.

El antecedente histórico del método actual de ensayo por líquidos penetrantes, es el conocido como del “petróleo y la cal”, que antiguamente se empleaba en talleres para buscar fisuras en piezas de acero, particularmente en la industria ferroviaria. Éste método consistía en limpiar la superficie de la pieza y cubrirla con un aceite mineral disuelto en keroseno durante un tiempo determinado, remover la mezcla de la superficie mediante trapos o papeles y una vez seca, cubrirla con una lechada de cal. Posteriormente la pieza se golpeaba o se hacía vibrar para ayudar a salir al líquido de las fisuras, con los que se obtenía una mancha oscura sobre el fondo blanco como indicación de la discontinuidad. Este método, permitía detectar solo fisuras grandes.

La necesidad de mejorar y acelerar los métodos de control en la producción masiva de equipos y armamento durante la segunda guerra mundial, especialmente para materiales no ferrosos impulsó el mejoramiento de este antiguo método. Así en 1941 Roberto y José Switzer patentaron un método muy mejorado que posteriormente venden a la Magnaflux Corporation que inicia rápidamente su difusión y comercialización.

El desarrollo y perfeccionamiento del método se extendió a todas las etapas del proceso sobre la base de la aplicación de conocimientos físicos que otorgaron al mismo gran sensibilidad para detectar discontinuidades pequeñas, sin recurrir a auxiliares de la visión.

Para lograr resultados satisfactorios es muy importante;

- la experiencia, habilidad y la responsabilidad del operador; así como se puede decir que es relativamente fácil comprender las diferentes técnicas de LP, se puede afirmar que la

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implementación de éstas pueden resultar laboriosa y suele suceder que operadores diferentes no obtengan exactamente el mismo resultado.

- la calidad, tipo y estado de los productos utilizados; la calidad está relacionada al fabricante del producto, a su vez cada fabricante vende productos de sensibilidades diferentes. La sensibilidad del sistema penetrante a utilizar, estará relacionada a la importancia de la función de la pieza. Se debe esperar que con un líquido penetrante fluorescente sin el agente emulsivo incorporado, se pueda lograr mayor sensibilidad que con un líquido penetrante coloreado con el agente emulsionante incorporado, debiéndose asegurar que el estado de los productos mantienen sus condiciones originales.

- disponer de instrumentos de medición y control; se necesita disponer de estos elementos, con el propósito de uniformizar y tener controladas las variables del ensayo y en consecuencia asegurar la repetibilidad de los resultados y la sensibilidad del Sistema Penetrante. Los instrumentos de medición y control que normalmente se requieren cuando se deben implementar todas las técnicas de LP son: termómetro, cronómetro, luxómetro, medidor de intensidad de luz negra, refractómetro, balanza, manómetro, hidrómetro, cinta métrica, calibre tipo pie de rey, rugosímetro. Todos estos elementos deben ser calibrados, garantizando trazabilidad, cuando sea aplicable, a patrones nacionales o internacionales.

- piezas de referencia; la efectividad de la inspección con LP, depende del cuidado con que se desarrolla el proceso, de las propiedades de los materiales del sistema de inspección y la técnica aplicada. Todos los materiales del sistema de inspección serán sometidos a “ensayos de calificación”. El usuario realizará ensayos comparativos con piezas de referencia, para controlar la sensibilidad del sistema penetrante, siendo este un control operativo y adicional a los ensayos de calificación y calidad de los productos. La sensibilidad obtenida en la pieza de referencia, no es indicativa de la sensibilidad que se puede obtener en la pieza que se esta ensayando.

Un componente con una discontinuidad conocida y calificada, se puede tomar con una pieza de referencia. Existen otras piezas de referencias como los bloques o patrones fabricados de acuerdo a las recomendaciones de Códigos o Normas.

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Los bloques patrones más utilizados son:

- placas de latón o cobre con un depósito electrolítico de una capa delgada de níquel seguida de una capa de cromo. La capa de cromo es frágil y su espesor determina la profundidad;

- acero inoxidable con recubrimiento de cromo;

- aluminio

Los recubrimientos tienen espesores determinados con el propósito de inducir fisuras controladas.

Las fisuras se pueden producir: flexionando los paneles sobre una base la cual tiene una cierta curvatura establecida; mediante un equipo para medir dureza con carga variable (de dureza Brinell) o por calentamiento diferencial y enfriamiento rápido.

En los patrones de latón o cobre con depósitos níquel – cromo, las fisuras se clasifican en fina, medianas y gruesas, el ancho de las mismas varían de 0,5 a 2,5 μ con profundidades que oscilan de 5 a 50 μ aproximadamente.

Algunos patrones tienen terminaciones superficiales diferentes (rugosidad), lo que permite hacer un control de la capacidad de lavado.

El ensayo de LP, se puede considerar como una mejora a la inspección visual, pero un ensayo de LP mal realizado, puede no detectar discontinuidades observables mediante la inspección visual.

La norma ISO 9712 establece que el personal que se quiere calificar en algún método de END debe presentar un certificado de aptitud visual corregida o no, expedido por una institución o personal idóneo de acuerdo con los requisitos siguientes:

a) la agudeza de visión cercana deberá permitir como mínimo la lectura de letras Jaeger número 1 o Times Roman Nº4,5 o letras equivalentes a no menos de 30 cm con uno o ambos ojos, ya sea con o sin corrección.

b) la visión de color deberá ser tal que el candidato pueda distinguir y diferenciar el contraste entre los colores usados en el método de END pertinente, como lo especifique el empleador.

Posteriormente a la certificación, las pruebas de agudeza visual deberán efectuarse anualmente y ser verificadas por el empleador o la agencia de empleo.

Es de hacer notar que respecto de la versión anterior de la norma, se cambió el tamaño de letra a leer, Jaeger Nº 2 por Jaeger Nº 1 y se eliminó los requisitos de agudeza visual lejana.

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Resumiendo, aplicada una técnica del método de LP y considerando los factores anteriormente comentados, si una pieza que fue ensayada con una técnica de sensibilidad baja y en condiciones extremas no presenta discontinuidades, puede suceder que si se recurre a una técnica de mayor sensibilidad y en mejores condiciones de aplicación, se detecten. Si en estas condiciones no se detectan, discontinuidades, no significa que no existan y que puedan detectarse por algún otro método de END, por ejemplo, con alguna técnica de PM, CI y/o US.

En la aplicación del Método de LP, se puede decir que la Norma ASTM E 165 se asemeja mucho al contenido de un Procedimiento Escrito de ensayo.

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA INSPECCION

POR LIQUIDOS PENETRANTES

El Método por Líquidos Penetrantes se basa en el principio de CAPILARIDAD y se aplica en la detección de discontinuidades abiertas a la superficie ( fisuras, poros, pliegues de forja etc.), en metales ferrosos y en otros tipos de materiales, tales como cerámicos esmaltados, plásticos y vidrios que no sean porosos ni presenten rugosidad excesiva.

Sobre la superficie preparada de un componente, se aplica el “líquido penetrante” quien luego de un cierto tiempo penetrará en la discontinuidad por CAPILARIDAD. Después de eliminar el “exceso de líquido penetrante” de la superficie del componente se aplica el “revelador” quien absorberá al líquido penetrante que se introdujo en la discontinuidad, sacándolo a la superficie por CAPILARIDAD, produciendo una indicación o marca visual. Como vemos la CAPILARIDAD interviene dos veces: para la entrada del penetrante en la discontinuidad y para la absorción del penetrante por el revelador

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Preparación de la

superficie

Aplicación del

penetrante

Remoción del exceso de penetrante

Aplicación del revelador

Inspección

Limpieza final

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE LIQUIDOS PENETRANTES

En la inspección por Líquidos

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