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Liquidos Penetrantes

Resumen: 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 pequeñas 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 evaporación, De fácil remoción de la superficie,De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad,De fácil absorción de la discontinuidad.
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Autor: Ing.Iván Escalona Moreno

INDICE

  • Líquidos Penetrantes

  • Introducción a los Líquidos Penetrantes

  • Características de los líquidos penetrantes

  • Método de aplicación de los líquidos penetrantes en Pruebas No Destructivas

  • Tiempo de Penetración

  • Guía de Selección del proceso

  • Diagrama general de la aplicación de líquidos 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

  • Otras Publicaciones del autor

  • Autor Ing. Iván Escalona

  • Bibliografía

Introducción a los Líquidos Penetrantes

Discontinuidades que detecta, defectos superficiales como: poros, grietas, rechupes, traslapes, costuras, laminaciones, etc.

Materiales: Sólidos metálicos y no metálicos

VENTAJAS

-         Muy económico

-         Inspección a simple vista

-         No se destruye la pieza

-         Se obtiene resultados inmediatos.

DESVENTAJAS

-         Solo detecta fallas superficiales

-         Difícil establecimiento de patrones

-         La superficie a inspeccionar debe estar limpia y sin recubrimientos

-         No se puede inspeccionar materiales demasiado porosos

PRINCIPIOS FÍSICOS

Ø       Capilaridad: Es la acción que origina que un liquido ascienda o descienda a través de los llamados tubos capilares.

Ø       Cohesión: Es la fuerza que mantiene a las moléculas de un cuerpo a distancias cercanas unas de las otras.

Ø       Adherencia: Es la fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes.

Ø       Viscosidad: Es la resistencia al deslizamiento de una capa de un fluido sobre otra capa.

Ø       Tensión superficial: Es la fuerza no compensada que ejerce la superficie del liquido debido a la tensión no compensada de las moléculas subsuperficiales sobre la membrana superior.

Características de los líquidos 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 pequeñas 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 evaporación.

  • De fácil remoción de la superficie.

  • De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad.

  • De fácil absorción de la discontinuidad.

  • Atoxico.

  • Inoloro.

  • No corrosivo.

  • Antiinflamable.

  • Estable bajo condiciones de almacenamiento.

  • Costo razonable.

Propiedad física

Penetrante

Revelador

Capilaridad

Alta

Baja

Tensión superficial

Baja

Alta

Adherencia

Baja

Alta

Cohesión

Baja

Alta

Viscosidad

Baja

Alta

Partículas

Pequeñas

Grandes

-         Tensión superficial: Es una de las propiedades mas importantes. Se requiere una tensión superficial baja para obtener buenas propiedades de penetración 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 ángulo de contacto del líquido 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 penetración. Los penetrantes de alta viscosidad penetran lentamente, en tanto que los de baja viscosidades escurren muy rápido y tiene la tendencia a no ser retenidos en los defectos de poca profundidad; por lo tanto se recomienda una viscosidad media.

-         Volatilidad: 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, 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 extraños que tenderán a sedimentar en el fondo cuando se usan tanques abiertos. La mayoría de los líquidos penetrantes tienen densidades relativas que varían entre 0.86 y 1.06 a 16°C, por lo general la densidad es menor a 1.

-         Punto de inflamación: Como medida de seguridad practica los líquidos penetrantes deberán poseer un punto de inflamación elevado con el fin de reducir los peligros de incendio. Generalmente el punto de inflamación es mayor de 95 °C y en recipientes abiertos no debe ser menor de 65 °C.

-         Inactividad química: Los productos usados en la formulación de los líquidos penetrantes deben se inertes y no corrosivos con respecto a los materiales a ser ensayados y a los recipientes que los contienen.

-         Capacidad de disolución: El penetrante debe tener una elevada capacidad para contener grandes concentraciones de pigmentos coloreados o fluorescentes usados y mantenerlos en solución.

Método de aplicación de los líquidos 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, después 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 lámpara 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 suspensión absorbente, aplicado por rocío

Revelador húmedo: Es una suspensión absorbente de polvo en agua, se aplica por inmersión.

Portátil ( atomizador )

Estacionario ( inmersión )

Simple vista Spoteheck (portátil)

Luz negra Syglo (estacionario)

 

Portátil

Estacionario

Liquido penetrante

Rojo

Verde (fluorescente)

Removedor

Incoloro

Incoloro

Revelador

Blanco

Blanco

PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DE LA PIEZA:

Limpiar cuidadosamente la superficie a inspeccionar de pintura, aceite, grasa y otros contaminantes. Será necesario eliminar los restos de óxidos, pinturas, grasas, aceites, taladrinas, carbonilas, etc. Y esto se hace por métodos químicos, ya que los mecánicos, están prohibidos por la posibilidad que tiene su aplicación de tapar defectos existentes.

Se pueden usar todos aquellos procesos que dejen a la superficie limpia y seca; que no dañen al espécimen y que no empleen productos que sean incompatibles con los componentes.

Soluciones detergentes en caliente por inmersión, desengrase en fase de vapor o desengrase mediante disolvente, son los principales métodos para eliminar grasas y aceites. Los óxidos y las carbonillas térmicas se eliminaran con desoxidantes alcalinos o ácidos y a veces, principalmente en superficies rectificadas se hace un ataque ácido a fondo que abre las grietas durante la operación. Las pinturas se eliminan con productos cáusticos en caliente o basados en ellos.

APLICACIÓN DEL PENETRANTE.

Los penetrantes se aplican por inmersión, rociado con un cepillo o brocha, vertiendo el liquido sobre la pieza o cualquier otro método, vertiendo el liquido sobre la pieza o cualquier otro método que cubra la zona que se inspecciona.

Será necesario obtener una película fina uniforme en toda la superficie y se deberá esperar un tiempo llamado tiempo de penetración para que el liquido penetre en grietas. Este tiempo oscila entre los 5 y 15 minutos dependiendo del material y la clase de grietas.

ELIMINACIÓN DEL EXCESO DE PENETRANTE.

Se debe retirar la capa superficial del penetrante de forma que lo único 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 realización dependerá el resultado final de la inspección, 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 inspección final aparecerán 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 inspección visual. Es aconsejable quitar en primer lugar la mayor parte del penetrante con trapos o papel absorbente y después eliminar el resto utilizando trapos o papel ligeramente impregnados en disolvente.

APLICACIÓN DEL REVELADOR.

Aplicar el revelador y dejarlo actuar.

El revelado es la operación que hace visible al ojo humano la posición del defecto. El revelador es básicamente un producto en polvo de compuestos químicos blancos, inertes y con una granulometría tal que dispone de un gran poder de absorción. 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 preparación de las piezas para la inspección es necesario secarlas después de la aplicación del revelador húmedo o eliminar el remanente antes del uso del polvo revelador seco.

INSPECCIÓN FINAL DE LA PIEZA.

Una vez transcurrido el tiempo de revelado, se procede a la inspección de los posibles defectos de las piezas procesadas.

El tiempo de revelado depende del tipo de penetración, del revelador y del defecto, pero deberá permitirse tiempo suficiente para que se formen las indicaciones. La inspección se realiza antes de que el penetrante comience a exudar sobre el revelador hasta el punto de ocasionar la perdida de definición.

El proceso de inspección se compone de tres etapas.

  1. Inspección.

  2. Interpretación.

  3. Evaluación.

Una regla practica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos.

Ë       Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que están generalmente presentes en el diseño.

Ë       Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminación con penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de discontinuidad.

LIMPIEZA FINAL.

Se debe llevar a cabo en razón de los productos usados en el ensayo.

Tiempo de Penetración

Material

Proceso

Tipo de discontinuidad

Tipo I Y II

Proceso A

Tipo I Y II

Proceso B

Tipo I Y II

Proceso C

 

 

 

Aluminio

Fundición

Extrusión y forja

Soldadura

 

Todos

Todos

Porosidades

Traslapes

 

Falta de fusión

Porosidades

Grietas

Grietas de fatiga

5 a 10 min

NR

 

30

30

30

NR

5 min

10

 

5

5

10

30

3 min

7

 

3

3

5

5

 

 

 

Magnesio

Fundición

Extrusión y forja

Soldadura

 

Todos

Porosidades

Traslapes

 

Falta de fusión

Porosidades

Grietas

Grietas de fatiga

15

NR

 

30

30

30

NR

5

10

 

10

10

10

30

3

7

 

5

5

5

7

 

 

 

Acero

Fundición

Extrusión y forja

Soldadura

 

Todos

Todos

Porosidades

Traslapes

 

Falta de fusión

Porosidades

Grietas

Grietas de fatiga

30

NR

 

60

60

30

NR

10

10

 

10

10

10

30

5

7

 

7

7

7

10

 

 

Latón y bronce

Fundición

Extrusión y forja

Recubrimientos

 

Todos

Porosidades

Traslapes

 

Falta de fusión

Porosidades

Grietas

10

NR

 

15

15

30

5

10

 

10

10

10

3

7

 

3

3

3

 Plásticos

 Todos

 Grietas

 5 a 30

 5

 5

 

Vidrio

 

Todos

 

Grietas

 

5 a 30

 

5

 

5

Herramienta con punta de carburo

 

Falta de fusión

Porosidades

Grietas

30

30

30

5

5

20

3

3

5

Titanio y aleaciones a altas temperaturas

Todos

 

NR

20 a 30

15

Todos

metales

Todos

Esfuerzos o

Granulación

Interna

NR

240

240

NR = no recomendable

Guía de Selección del proceso

PROBLEMA

PROCESOTIPO I Y II

OBSERVACIONES

Alta producción de artículos pequeños

A

Pequeñas cantidades mojadas en canastas

Alta producción de artículos grandes

B

Grandes forjas, extrusiones, etc.

Alta sensibilidad para discontinuidades finas

B

Indicaciones mas claras y mas brillantes

Discontinuidades superficiales, rayones, etc. Deben detectarse

B

Puede controlarse la profundidad de emulsificación.

Artículos con rugosidad superficial

A

 

Artículos con cuerdas y cuñeros.

A

El penetrante podría fijarse en las esquinas.

Artículos con rugosidad superficial media

A – B

La elección depende de los requerimientos de producción y sensibilidad.

Prueba por puntos.

C

 

Se necesita equipo portátil.

C

 

No se dispone de agua y electricidad

C

 

Artículos anodizados, agrietados después del anodizado

C – B – A

De preferencia el orden indicado

Repetir el proceso

C

Cinco a seis repeticiones podrían ser el limite.

Detección de fugas

A – B

 

CARACTERÍSTICAS DEL PENETRANTE FLUORESENTE

TIPO

VENTAJAS

DESVENTAJAS

 

 

 

 

 

 

 

LAVADO CON AGUA

La fluorescencia asegura visibilidad

Fácilmente lavable con agua.

Grandes cantidades de especimenes pequeños.

Superficies rugosas.

Cuñeros y cuerdas.

Amplio rango de discontinuidades.

Rápido.

Proceso sencillo.

 

Requiere luz negra y áreas obscuras.

No es seguro en la detección de rayones y fallas superficiales.

No es seguro volver a probar.

No es seguro en superficies anodizadas.

Ácidos y cromatos afectan la sensibilidad.

Fácilmente sobre lavado.

El penetrante esta expuesto a la contaminación del agua.

 

 

 

 

POST

EMULSIFICADO

La fluorescencia asegura visibilidad.

Alta sensibilidad para discontinuidades muy finas.

Bueno para discontinuidades superficiales.

Fácilmente lavable con agua después de la emulsificación.

Tiempo de penetración corto.

No puede ser fácilmente sobre lavado

Requiere luz negra y áreas obscuras.

Requiere mas paso.

Requiere equipo para la aplicación de emulsivo.

Difícil remoción del penetrante en cuerdas, cuñeros, agujeros ciegos y superficies rugosas

 

 

 

REMOVIDO CON SOLVENTE

La fluorescencia asegura visibilidad

Portátil.

No requiere agua.

Bueno sobre piezas anodizadas.

Para verificación por puntos.

Las piezas pueden ser re probadas

Requiere luz negra y áreas obscuras.

Material inflamable.

No puede usarse en tanques abiertos.

Difícil su empleo sobre superficies rugosas tales como fundición de magnesio.

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La siguiente tabla muestra los trabajos publicados por el Ingenierio Ivan Escalona para quien este interesado en consultar los diversos temas y bajar los trabajos, comentarios al correo: ivan_escalona@hotmail.com,

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Biología

http://www.divulcat.com/monografias/biologia/biologia.html

Biología

http://www.monografias.com/trabajos12/biolo/biolo.shtml

Calidad - Elaboración de un Manual

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Calidad - Gráficos de Control de Shewhart

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Investigación de Mercados

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Neumática - Ingeniería en Neumática

http://www.monografias.com/trabajos13/maneu/maneu.shtml

Neumática - Sistemas Hidráulicos

http://www.monografias.com/trabajos13/intsishi/intsishi.shtml

Neumática - Válvulas Auxiliares

http://www.monografias.com/trabajos13/valvaux/valvaux.shtml

Neumática - Válvulas Hidráulicas

http://www.monografias.com/trabajos13/valhid/valhid.shtml

Neumática - Válvulas Neumáticas

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PCP - Balanceo de Líneas de ensamble

http://www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/pcplinen.htm

PCP - Balanceo de Líneas de ensamble 2

http://www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/pycdelapro.htm

PCP - MRP

http://www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/mrpivan.htm

PCP - Pronósticos

http://www.monografias.com/trabajos13/placo/placo.shtml

Pedagogía - Comparación de autores

http://www.monografias.com/trabajos12/pedidact/pedidact.shtml 

Pedagogía - Conocimiento sensible

http://www.monografias.com/trabajos12/pedyantr/pedyantr.shtml

Pedagogía - Empresa y familia

http://www.monografias.com/trabajos12/teoempres/teoempres.shtml

Pedagogía - Filosofía de la educación

http://www.monografias.com/trabajos12/pedfilo/pedfilo.shtml

Pedagogía - La educación del hombre

http://www.monografias.com/trabajos12/introped/introped.shtml

Pedagogía - Psicopatología de la memoria

http://www.monografias.com/trabajos12/pedpsic/pedpsic.shtml 

Pedagogía - Recensión del Libro Didáctica

http://www.monografias.com/trabajos12/wpedag/wpedag.shtml

Pruebas No Destructivas - Ultrasonido

http://www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/disultra.htm

Psicología - El Poder de la Autoestima

http://www.monografias.com/trabajos12/elpoderde/elpoderde.shtml 

Psicología - Entender el Mundo de Hoy

http://www.monografias.com/trabajos12/entenmun/entenmun.shtml

Química - Curso de fisicoquímica

http://www.monografias.com/trabajos12/fisico/fisico.shtml

Química - El Átomo

http://www.monografias.com/trabajos12/atomo/atomo.shtml

Ranma Manga

http://www.monografias.com/trabajos12/ranma/ranma.shtml

UPIICSA

http://www.monografias.com/trabajos12/hlaunid/hlaunid.shtml

Autor Ing. Iván Escalona

Consultor Logística,  Teléfono Movil: 044 55 18 25 40 61 (México)

Ingeniero Industrial

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- Estudios Universitarios: Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas (U.P.I.I.C.S.A.) del Instituto Politécnico Nacional (I.P.N.)

- Centro Escolar Patoyac, (Incorporado a la UNAM)

Origen: México

Bibliografía

“Apuntes para el Laboratorio de Pruebas No Destructivas”. UPIICSA-IPN, Academia de Laboratorio de Control de Calidad, México D.F., 2002

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