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• Malave Helenita

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TABLA DE CONTENIDO Página 1. INTRODUCCIÓN

4

2. VENTAJAS

4

3. DESVENTAJAS

4

4. MÉTODO

5

5. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MATERIALES PENETRANTES 5.1. PROPIEDADES DE LOS LIMPIADORES 5.2. PROPIEDADES DE LOS PENETRANTES 5.2.1. Cohesión 5.2.2. Acción capilar 5.2.3. Ángulo de contacto 5.2.4. Viscosidad 5.3. PROPIEDADES DE LOS REVELADORES 5.4. PROPIEDADES DEL EMULSIFICADOR 5.5. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS FLUORESCENTES 5.6. PROPIEDADES DEL PENETRANTE VISIBLE ROJO

8 8 8 10 10 11 12 13 13 13 15

6.TIPOS DE REVELADORES

15

7. SISTEMA DE INSPECCIÓN CON TINTAS PENETRANTES

15

8.CLASIFICACIÓN DE LOS PENETRANTES 8.1. LÍQUIDOS BASADOS EN ACEITE 8.2. LÍQUIDOS BASADOS EN AGUA

16 16 16

9. MÉTODO LAVABLE CON AGUA 9.1. MÉTODOS DE SECADO 9.2. TIPOS DE SECADO 9.3. MÉTODOS DE REMOSIÓN CON SOLVENTE 9.4. POST EMULSIFICACIÓN

21 21 21 21 22

10. REVELADORES USADOS PARA CREAR LAS INDICACIONES 10.1. NO ACUOSO 10.2. REVELADORES ACUOSOS 10.3. SECO 10.4. LUZ ULTRAVIOLETA

22 23 23 23 24

11.CHEQUEOS DE CONTROL CUANDO SE USAN LAS TINTAS PENETRANTES 11.1. LUZ DÍA

25 26

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12. INDICACIONES E INTERPRETACIONES 12.1. INDICACIONES FALSAS 12.2. INDICACIONES RELEVANTES 12.3. INDICACIONES RELEVANTES VERDADERAS

27 27 27 27

ANEXO 1. EVALUACIÓN 1 ANEXO 2. EVALUACIÓN 2 ANEXO 3. EVALUACIÓN 3 ANEXO 4. EVALUACIÓN 4 ANEXO 5 ANEXO 6

32 33 34 35 36 38

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LISTA DE FIGURAS Página Figura 1. Efecto de las fuerzas cohesivas y adhesivas Figura 2. Bloques patrones Figura 3. Angulo de mojabilidad Figura 4. Ángulo de mojabilidad mas grande que 90° Figura 5. Efecto de la fricción y la viscosidad Figura 6. Proceso de penetrante removible con solvente Figura 7. Proceso del penetrante lavable con agua Figura 8. proceso de penetrante post-emulsificable hidrofílico Figura 9. proceso de penetrante post-emulsificante lipofílico Figura 10. Bloques patrones de sistemas de penetrantes Figura 11. Evaluación de las indicaciones Figura 12. Evaluación de las indicaciones Figura 11. Evaluación de discontinuidad relevante verdadera

5 9 11 11 12 17 18 19 20 26 29 30 31

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1. INTRODUCCIÓN El método de las tintas penetrantes empezó a ser usado hacia el año de l.900 en la inspección de rieles y ruedas de ferrocarril mediante el empleo de una suspensión de yeso blanco en alcohol y aceite. La rueda a inspeccionar era sumergida en un baño de aceite de color oscuro durante un día para que penetrara todos los potenciales defectos. Al día siguiente una suspensión blanca a base de yeso en alcohol se aplicaba a toda la pieza, dejando un fondo blanco en ella después de evaporarse el alcohol. Finalmente la pieza era golpeada para hacer brotar el aceite de las potenciales fisuras. Sólo las fisuras más grandes podían ser detectadas. Las tintas penetrantes son usadas para detectar discontinuidades que están abiertas a la superficie. La técnica puede ser usada en prácticamente todos los materiales, metales o no metales con la excepción de materiales porosos como el ladrillo, concreto y papel.

2. VENTAJAS -

Equipo portátil y económico.

-

La técnica puede ser portátil.

-

Fácil interpretación.

3. DESVENTAJAS -

Está limitado a la detección de discontinuidades superficiales

-

La superficie a inspeccionar requiere remoción de la pintura y buena limpieza.

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4. METODO El método de las tintas penetrantes está basado en el empleo del efecto capilar.

Figura 1. Efecto de las fuerzas cohesivas y adhesivas

Las fuerzas de la mojabilidad actúan sobre la unidad de longitud de la circunferencia del menisco y su valor es igual a:

Fc

= s

cos

q

2pr

ó- Tensión superficial en N/m. È- Angulo de contacto entre la superficie y la tangente al líquido en el punto de contacto con la superficie. 2r es el diámetro del menisco.

Líquido Benzeno Cloroformo Eter Mercurio Aceite de oliva Agua

Densidad 879 1527 736 13600 920 1000

La densidad ñ está dada en Kg/m³.

Viscosidad 65 58 234 156 8400 100

Tensión superficial 29 27 17 465 32 73

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La viscosidad ç está dada en Kg/100.000.m.S La tensión superficial ó está dada en N/1000.m A la fuerza producida por la mojabilidad se opone el peso de la columna de líquido que sobresale de la superficie

Peso =rgpr 2l g- Aceleración de la gravedad, g = 9.8 m/S² l- Altura de la columna de agua en m. La fuerza de mojabilidad Fc es igual al peso de la columna del líquido desplazada de la superficie. Fc = Peso

s

cos q 2pr

= rg pr

2

l

De donde, la altura de la columna de líquido será:

l=

2scosq rgr

La presión capilar es aquella fuerza de la mojabilidad ejercida sobre el área del menisco Pc = Fc / A A = ðr² De donde la presión capilar será:

Pc

=

s cos q2pr pr

2

=

2s cos q r

En la última expresión para una fisura la presión capilar es inversamente proporcional a la apertura r de la fisura.

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A los penetrantes a base de aceites se les agrega Tintas fluorescentes y de color para aumentar la sensibilidad del método y hacer la indicación más visible. Posteriormente, hacia los años 60, el proceso de la emulsificación fue agregado para aumentar la sensibilidad a los defectos amplios y poco profundos que se requieren detectar con frecuencia en la aviación. Dicho proceso se llama el proceso de pos-emulsificación.

La adición de emulsificadores al penetrante basado en aceite en la fábrica permite que haya penetrantes lavables con agua y una gama más amplia para el usuario de penetrantes visibles rojos y fluorescentes con procedimientos de lavado de agua, solventes y pos-emulsificadores. Cada una de estas seis técnicas separadas dará diferentes niveles de sensibilidad, lo cual es de gran importancia para satisfacer las necesidades del cliente (tipo de componente, tamaño, forma, rugosidad de la superficie y estándares de aceptación). La técnica de las tintas penetrantes comprende seis pasos: 1. Pre-limpieza de la superficie del componente 2. Aplicación del penetrante por un tiempo determinado 3. Remoción del exceso de penetrante mediante el uso de: a) Solvente (limpieza a mano). b) Agua (autoemulsificación ) c) Emulsificador y agua (pos-emulsificador). 4. Aplicación del revelador que puede ser: a) Mezcla a base agua. b) Mezcla no acuosa a base de solvente. c) Forma seca. 5. Inspección 6. Post-limplieza.

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5. PROPIEDADES FISICAS DE LOS MATERIALES PENETRANTES

5.1. PROPIEDADES DE LOS LIMPIADORES Los limpiadores son esenciales para remover de la superficie y de las discontinuidades los contaminantes sólidos y líquidos, los cuales podrían interferir con el proceso de penetración.

Los siguientes métodos de limpieza pueden ser usados para remover los contaminantes: 1. Limpieza mecánica (cepillo metálico, shot blasting, pulimiento ) 2. Para remover materiales orgánicos tales como el aceite y la grasa, las técnicas no abrasivas como el detergente, solvente en frío y limpieza a vapor deben ser usadas. En algunas ocasiones esta limpieza puede ser complementada por la agitación ultrasónica. 3. En la industria aeroespacial se puede requerir de técnicas especiales de limpieza en ocasiones como: acid etching y limpiadores alcalinos.

5.2. PROPIEDADES DE LOS PENETRANTES Un penetrante es un líquido capaz de entrar en las discontinuidades abiertas a la superficie, e idealmente debe poseer característic as especiales de: Tensión superficial, acción capilar, cohesión, adhesión, mojabilidad y viscosidad. La combinación de estas propiedades determina la sensibilidad de los penetrantes, la cual puede ser evaluada sólo en forma cualitativa mediante el uso de un bloque comparador o el panel TAM, Sherwin o PSM

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Bloque TAM

Comparación de sistemas de penetrantes utilizados

Bloque comparador de aluminio agrietado 950C

Figura 2. Bloques patrones

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Para mejorar la visibilidad de una discontinuidad se emplean penetrantes con colores altamente contrastantes como el rojo bajo la luz día. También se emplean penetrantes fluorescentes que fluorescen bajo la luz ultravioleta UV-A. 5.2.1. Cohesión La cohesión es la fuerza de atracción relativa entre las moléculas que componen el líquido. Si la atracción de las moléculas entre si es alta, entonces el líquido tenderá a formar gotas sobre la superficie y por lo tanto será un líquido penetrante pobre (mercurio). Si las moléculas no se atraen, sino que tratan de repelerse entre si, entonces tenderán a esparcirse sobre la superficie en que son aplicadas. En este caso, el líquido trata de mojar la superficie y tiene una alta mojabilidad, que lo convierte en un buen líquido penetrante. 5.2.2. Acción capilar El efecto más sobresaliente de la tensión superficial puede ser indicado por la columna del liquido que sube o cae dentro de un tubo estrecho, ubicado en una cubeta con el líquido. Algunos líquidos mostrarán una acción capilar ascendente en la cual las moléculas del líquido son más atraídas por el vidrio del tubo que entre ellas mismas y por consiguiente pueden ser buenos penetrantes. Algunos líquidos al contrario, mostrarán una acción capilar descendente en la cual las moléculas del líquido están más atraídas la una de la otra, que al vidrio del tubo, y entonces este líquido será un penetrante pobre. Se puede asumir en forma general que entre más alto sea el efecto capilar ascendente más sensible será el penetrante a la detección de discontinuidades

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Figura 3. Angulo de mojabilidad

Al contrario de la cohesión que consiste en la atracción de las moléculas de una misma sustancia, la adhesión es una atracción entre moléculas de diferentes sustancias. 5.2.3. Ángulo de contacto El ángulo de contacto de un líquido es el ángulo conformado por la tangente al líquido en su punto de contacto con la superficie, y la superficie misma.

Figura 4. Ángulo de mojabilidad mas grande que 90° °

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Cuando el ángulo de contacto es menor a 90 grados el líquido penetrará espontáneamente por la acción capilar y tendrá una buena mojabilidad. En la práctica un buen penetrante comercial debe tener un ángulo de contacto de menos de cinco grados. Cuando el ángulo de contacto es mayor de 90 grados, el líquido no penetrará espontáneamente por acción capilar, y al contrario tendrá una pobre mojabilidad. 5.2.4. Viscosidad La viscosidad es el término usado para explicar la fricción interna de un fluido o su resistencia a fluir. Esto significa que si un líquido tiene alta viscosidad, éste no fluirá fácilmente. Si la viscosidad es baja, entonces la resistencia a fluir del líquido es baja y el líquido fluirá más fácilmente.

Figura 5. Efecto de la fricción y la viscosidad

Un buen penetrante requiere entonces de baja viscosidad y es esta propiedad la que determina la velocidad de penetración. En resumen, un buen penetrante requiere de las siguientes propiedades: a) Alta adhesión b) Baja cohesión

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c) Angulo de contacto pequeño d) Baja viscosidad e) Baja tensión superficial f) Alta mojabilidad 5.3. PROPIEDADES DE LOS REVELADORES El revelador es un material aplicado a la superficie a inspeccionar después de que se ha removido el exceso de penetrante. El revelador absorbe el penetrante de las discontinuidades y para los penetrantes luz día, el revelador que es de color blanco, contrasta con el rojo del penetrante. Para ol s penetrantes fluorescentes, el revelador sólo actúa como un medio absorbente del penetrante y no como medio contrastante. Debido a esto se usa menos revelador en un sistema fluorescente que en un sistema visible. El revelador debe tener un tamaño de partículas fino para así mismo ayudar a revelar discontinuidades finas. El revelador puede ser usado en cualquiera de las siguientes formas: acuosos, basado en solvente y seco. 5.4. PROPIEDADES DEL EMULSIFICADOR Un emulsificador es un líquido que se combina con un penetrante basado en aceite para hacer que el exceso de penetrante sea removible con agua. Hay dos tipos de emulsificadores: a) Basados en aceite –lipofílicos usados con baja o alta viscosidad. Este emulsificador actúa por difusión en el exceso de penetrante y lo hace soluble al agua. El tiempo de emulsificación depende de la velocidad de la difusión, es decir de la viscosidad.

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El tiempo óptimo de actuación del emulsificador debe ser establecido experimentalmente. b) Emulsificadores a base agua – hidrofílicos . Este tipo de emulsificador reacciona con el penetrante a base de aceite sobre la superficie por medio de una acción detergente. La aplicación de agua en spray o sumergiendo el objeto a

inspeccionar, lava el exceso de

penetrante de la superficie.

El emulsificador lipofílico se aplica en las concentraciones en que viene de fábrica mientras que el emulsificador hidrofílico viene concentrado y hay que diluirlo en agua.

5.5. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS FLUORESCENTES La fluorescencia es la habilidad de una sustancia para emitir luz, generalmente visible, de una específica longitud de onda cuando son irradiadas por una fuente de radiación. La longitud de onda emitida es más larga que la de la fuente de radiación. En el caso del penetrante fluorescente se le agrega una sustancia, la cual cuando es irradiada con luz ultra violeta UV-A emite luz amarilla -verde contra un fondo oscuro. La longitud de onda de la luz Ultravioleta usada es de 365 nm y la luz visible emitida por la sustancia fluorescente es de 570 nm. El uso de la luz ultravioleta y la luz resultante contra el fondo oscuro darán un contraste de alrededor de l5 : 1 La extinción de la fluorescencia de un penetrante puede ser causada por la acción de fuertes agentes oxidantes y/o ácidos. Otros factores que pueden incidir sobre la fluorescencia son la temperatura, la exposición a la luz día y la contaminación con penetrantes luz día.

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Debido a lo anterior la inspección fluorescente nunca se debe realizar después de la inspección con tintas penetrantes visibles, a menos que se asegure una limpieza profunda del componente antes de aplicar las tintas fluorescentes.

5.6. PROPIEDADES DEL PENETRANTE VISIBLE ROJO Un colorante rojo se agrega al penetrante para tener un alto contraste con el blanco del fondo del revelador. El contrate obtenido con este sistema es de 3:1, siendo mucho menos que el fluorescente.

6. TIPOS DE REVELADOR a) No acuoso ( basado en solvente ) b) Acuoso c) Polvo seco ( solo es usado con penetrantes fluorescentes )

7. SISTEMAS DE INSPECCION CON TINTAS PENETRANTES En orden de sensibilidad los sistemas se clasifican así: Fluorescente Post-emulsificable / removible Fluorescente removible con solvente Fluorescente lavable con agua De contraste a color post-emulsificable / removible De contraste a color post-emulsificable / removible De contraste a color removible con solvente De contraste a color lavable con agua

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8. CLASIFICACION DE LOS PENETRANTES

8.1. LÍQUIDOS BASADOS EN ACEITE. Este penetrante puede ser usado con sistemas removibles con solvente o post-emulsificables / removibles

8.2. LÍQUIDOS BASADOS EN AGUA. Este penetrante puede ser usado con sistemas lavables de agua o removibles con solvente. El penetrante basado en agua es esencialmente el líquido basado en aceite con un emulsificador que se le ha agregado en fábrica para convertir el penetrante en removible con agua. Todos los penetrantes que estén basados en aceite como en agua pueden ser removidos con solvente. Los penetrantes combinados pueden ser inspeccionados bajo los dos tipos de luz: luz día y luz ultravioleta en un área oscurecida. Estos penetrantes serán rojos bajo la luz día y rojo/naranja bajo la luz ultravioleta. Algunos penetrantes combinados son llamados fluorescentes reversibles por que cuando son observados en un área oscura bajo la luz ultravioleta es el fondo del revelador que brilla blanco y la indicación es de color negro

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PROCESO DEL PENETRANTE REMOVIBLE CON SOLVENTE

Pre-limpieza

Aplicación del penetrante

Tiempo de penetración

Limpieza inicial con un paño seco

Limpieza con solvente

Limpieza final con un paño

Revelador no acuoso

Revelado

Inspección

Post-limpieza Figura 6. Proceso de penetrante removible con solvente

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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS LÍQUIDOS PENETRANTES PROCESO DE PENETRANTE LAVABLE CON AGUA

Pre-limpieza

Aplicación del pene trante

Tiempo de penetración

Lavado con agua

Secado

Revelador seco

Revelador acuoso

Secado

Secado

Revelador no acuoso

Revelado

Inspección

Post-limpieza Figura 7. Proceso del penetrante lavable con agua

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PROCESO DE PENETRANTE POST-EMULSIFICABLE HIDROFILICO

Pre-limpieza

Aplicación del penetrante

Tiempo de penetración

Pre-lavado

Removedor Hidrofílico

Emulsificación

Lavado con agua

Secado Secado Revelador seco

Revelador acuoso

Secado

Revelado

Inspección

Post-limpieza Figura 8. proceso de penetrante post-emulsificable hidrofílico

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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS LÍQUIDOS PENETRANTES

PROCESO DE PENETRANTE POST-EMULSIFICADOR LIPOFILICO

Pre-limpieza

Aplicación del penetrante

Tiempo de penetración

Emulsificador Lipolífico

Emulsificación

Lavado con agua

Secado

Revelador acuoso

Revelador seco acuoso

Secado

Secado

Revelador no

Revelado

Inspección

Post-limpieza Figura 9. proceso de penetrante post-emulsificante lipofílico

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9. METODO LAVABLE CON AGUA Cuando se use la técnica

lavable con agua, el exceso de penetrante es removido rociando la

superficie con agua después del tiempo de penetración. La temperatura del agua debe estar dentro del rango de 10 a 38 grados centigrados y la presión del agua no debe exceder de 40 psi y el tiempo de lavado no debe exceder de l20 segundos.

También se acepta la remoción del exceso de penetrante en forma manual o por inmersión.

9.1. METODOS DE SECADO En todos los casos la temperatura de la pieza a inspeccionar, no debe ser menor a diez grados ni superior a 38 grados centigrados para el método fluorescente y 52 grados centigrados para el método visual. El tiempo de secado no debe superar los 30 minutos .

9.2 TIPOS DE SECADO 1. Con un paño limpio, seco, y libre de motas. 2. Evaporación a temperatura ambiente después del baño con agua caliente. 3. Evaporación a temperatura elevada. 4. Circulación del aire forzado. 5. Una combinación de los métodos listados arriba. 9.3 METODO DE REMOCION CON SOLVENTE Despuès del tiempo de penetración, el exceso de penetrante es removido como sigue: 1. Uso de paños libres de motas para remover tanto penetrante como sea posible. Cambie los paños con frecuencia para evitar la reaplicación de penetrantes.

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2. Enseguida use paños humedecidos con solvente para remover el resto de exceso de penetrante, Esto se lleva a cabo bajo condiciones correctas de iluminación para evitar la sobrelimpieza. Nuevamente cambie los paños con frecuencia para prevenir la reaplicación de penetrantes.

3. Finalmente use otro paño libre de motas para remover cualquier residuo del solvente limpliador y dejar una superficie seca.

NOTA.- Nunca rocíe la superficie a inspeccionar directamente con solvente, ya que esto podría remover el penetrante absorbido por las discontinuidades. Los solventes típicos que pueden ser usados son: 1. El tipo Trike,ej Tricloetano, tricloetileno 2. Basadas en acetona 3. Basadas en aceites minerales 9.4 POST EMULSIFICACION Los sistemas post emulsificables utilizan un penetrante basado en aceite el cual no es directamente removible con agua, sino con la aplicació n de un emulsificador que puede ser lipofílico o hidrofílico. Lipofilico significa que está basado en aceite y es un verdadero emulsificador. Hidrofilico significa que está basado en agua y no es un verdadero emulsificador sino más bien un detergente.

10. REVELADORES USADOS PARA CREAR LAS INDICACIONES Con un sistema de contraste a color el revelador realiza dos funciones:

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1. Crear un fondo de contraste para observar las indicaciones. 2. Crear la indicación por la absorción del penetrante de las discontinuidades hacia la superficie. Con el sistema fluorescente el revelador realiza solo la función de crear las indicaciones por la absorción del penetrante de las discontinuidades hacia la superficie. A continuación mencionamos los reveladores más comunes: 10.1. NO ACUOSO Basado en solvente. Este tipo de revelador es normalmente aplicado por aerosol. Es el más sensitivo ya que la acción del solvente está asociada con la absorción del penetrante de las discontinuidades hacia la superficie para crear las indicaciones. Con los sistemas fluorescentes no es necesario oscurecer totalmente con revelador la superficie a inspeccionar, pero con el sistema de contraste a color el penetrante debe formar una capa muy delgada pero suficiente para oscurecer la superficie a inspeccionar y proveer el medio contrastante a las discontinuidades. El tiempo de revelado no debe ser menor a diez minutos ni superior a dos horas para los reveladores acuosos y una hora para los reveladores no acuosos. 10.2. REVELADORES ACUOSOS. Este tipo de revelador está disponible en solución o suspensión. La solución tiene la ventaja de que no requiere agitación antes de usarse. Ambos tipos de revelador conviene aplicarlos por inmersión o por spray y como tal, normalmente son usados en líneas de proceso estacionarias. 10.3. SECO.

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Este sistema utiliza un polvo el cual es usado sólo con los penetrantes fluorescentes, ya que éste no produce un medio contrastante. Los métodos de aplicación incluyen los siguientes: a)

Gabinetes con tormenta de polvo

b)

Rocío electrostático, útil en superficies maquinadas muy suaves.

c)

Por pistola

d)

Insuflator

10.4 LUZ ULTRAVIOLETA La luz ultravioleta se emplea para la inspección de tintas penetrantes fluorescentes y partículas magnéticas fluorescentes. La mínima intensidad de la luz ultraviole ta requerida para estas inspecciones es de 1 mW / Cm² =1000 ìW / Cm² y debe ser chequeada semanalmente y la máxima intensidad de la luz día debe ser de 20 lux = 2 pies candela. La lámpara ultravioleta debe calentarse antes de ser usada por diez minutos. La luz día es medida con un fotómetro y la luz ultravioleta con un radiómetro. La lámpara de rayos ultravioleta UV-A debe disponer de filtros para remover las radiaciones ultravioleta de onda corta UV-B y UV-C ya que la radiación por debajo de los 320 nm es considerada peligrosa

UV-A 315 nm – 400 nm UV-B 280 nm – 315 nm UV-C 100 nm – 280 nm La lámpara nunca debe ser usada sin filtro o con un filtro dañado. El tiempo de adaptación a la visión escotópica (oscuridad) debe ser de por lo menos un minuto.

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Para mejorar el contraste gafas o lentes de vidrio de sodio pueden ser empleados , pero los vidrios fotocromáticos no deben ser usados con este sistema ya que se oscurecen con la exposición a la radiación ultravioleta. Gráfica 11. CHEQUEOS DE CONTROL CUANDO SE USAN LAS TINTAS PENETRANTES Cuando se usan penetrantes de contraste a color y removibles con solvente en aerosol, no es normal llevar a cabo ningún chequeo, pero si es conveniente evaluar el rendimiento del sistema a bajas temperaturas (menos de 10 grados centigrados) usando un bloque comparador de aluminio. Esto se lleva a cabo comparando el rendimiento del sistema a bajas temperaturas y a temperaturas ambiente (20 grados centígrados) y mediante

réplicas que pueden ser fotografías o cinta transparente

pegante. Cuando se usan sistemas estacionarios de técnicas de lavado con agua o post emulsificación, un control más cuidadoso sobre el rendimiento de los materiales es requerido, ya que los materiales son re-usados en los tanques. Para ello una muestra del material fresco es tomada y luego es comparada a intervalos regulares con los materiales en uso. El dispositivo más común usado para los chequeos de control es el panel TAM ,PSM o Sherwin . Este dispositivo es una platina delgada en acero austenítico con dos acabados de superficie diferentes. El lado izquierdo es plateado con cromo y con cinco entalles en forma de estrella que crean fisuras en el cromo. Esta parte del panel es usada para la evaluación de la sensibilidad.

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Figura 10. Bloques patrones de sistemas de penetrantes

La parte derecha es de superficie rugosa y es usada para evaluar las propiedades individuales de los materiales como la lavabilidad La pérdida del brillo tanto en los materiales fluorescentes como de los de contraste a color necesita un chequeo semanal mediante la dilusión del penetrante con un solvente como el diclorometano y evaluar el penetrante usado contra una muestra fresca de penetrante . De acuerdo con el BS 6443 una concentración de más del 25% para los penetrantes fluorescentes y de más del 20 % para los penetrantes de contraste a color, son inaceptables. Un refractómetro es usado para determinar la concentración de las soluciones con agua como por ejemplo el emulsificador hidrofílico

11.1. LUZ DIA La Luz día puede ser natural o artificial , Una adecuada iluminación es requerida para garantizar que no hay ninguna pérdida de sensibilidad durante la inspección.

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La intensidad mínima de luz para la inspección con el sistema de Luz día es de 1000 lux = 100 pies candela.

12. INDICACIONES E INTERPRETACIÓN Las indicaciones pueden ser de tres tipos: falsas, no relevantes, y relevantes verdaderas. La interpretación debe ser específica, clara y decisiva.

12.1. INDICACIONES FALSAS Las indicaciones pueden ser falsas debido a lo siguiente: a) Lavado pobre b) Penetrante en las manos del operador c) Contaminación del revelador d) Huellas de los dedos, motas o mugre sobre la pieza a inspeccionar e) Parche causado por el contraste con otra pieza.

12.2. INDICACIONES NO-RELEVANTES Las indicaciones no relevantes son indicaciones verdaderas pero no son discontinuidades sino que son debidas al diseño del componente, al acabado de la superficie, remaches, rayones superficiales, superficies rugosas, roscas, cambios bruscos de geometría , etc.

12.3. INDICACIONES RELEVANTES VERDADERAS Estas indicaciones aparecerán de las discontinuidades superficiales del material y pueden tomar cualquiera de las siguientes formas:

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a) Línea continua b) Línea intermitente c) Indicación individual redondeada d) Serie pequeña de puntos e) Indicación difusa y débil En el reporte escrito se debe mencionar si la discontinuidad hallada es de tipo lineal o redondeada.

Luego el tipo de defecto está directamente relacionado con la condición de la fabricación o servicio del componente.

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EVALUACION DE LAS INDICACIONES

Indicación Trazo de penetrante a través del revelador

Verdadera Causada por una discontinuidad

Falsa Indicación debida al proceso inapropiado, contaminación, mugre

Limpiar

Reinspeccionar Figura 11. Evaluación de las indicaciones

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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS LÍQUIDOS PENETRANTES

EVALUACION DE LAS INDICACIONES1

INDICACION VERDADERA

RELEVANTE Discontinuidad causada por una falla

Figura 12. Evaluación de las indicaciones

NO RELEVANTE Discontinuidades causadas por el diseño de la pieza, roscas, remaches, superficies rugosas

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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS LÍQUIDOS PENETRANTES

Dicontinuidad Relevante verdadera

Aplicación de la Norma

Indicaciones mayores que las permitidas en el estándar

Aceptado

Indicaciones menores que las permitidas en el estándar

Rechazado

Una discontinuidad considerada detrimente para el servicio del componente

Defecto

Reparar

Evaluación de indicaciones

Re-examinar

Figura 11. Evaluación de discontinuidad relevante verdadera

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ANEXO 1. EVAULUACION 1 RESPONDA FALSO O VERDADERO 1. El método de las tintas penetrantes puede ser usado en superficies porosas.__________________ 2. El método de las tintas penetrantes no es usado para detectar discontinuidades subsuperficiales._____________________ 3. El método precursor de las tintas penetrantes fue el método del aceite yeso. 4. El método de post-emulsificación fue desarrollado para revelar fisuras superficiales muy cerradas._____________________ 5. El método de remoción del penetrante de la superficie del componente, afecta la sensibilidad.__________________ 6. Cuál método será el mejor a usar en la inspección de una gran pieza fundida con superficie rugosa. a) Rojo post-emulsificable b) Fluorescente-post emulsificable c) Rojo lavable con agua d) Fluorescente lavable con agua e) Todos los de arriba f) A y B g) C y D h) Ninguno de los de arriba. 7. Un revelador acuoso usa solvente como fluido portante____________ 8. Los reveladores secos son siempre aplicados en aerosol______________ 9. Un revelador no acuoso está basado en solventes_________________ 10. La remoción del penetrante con base en solventes involucra el uso de paños secos. PREGUNTAS 1. Qué método fue introducido para revelar discontinuidades superficiales abiertas a la superficie y poco profundas. 2. En qué influye el uso de penetrantes fluorescentes. 3. Cuáles son las técnicas de remoción del penetrante. 4. Qué tipos de reveladores hay o están disponibles al operador. 5. Cuáles son los factores que pueden afectar la sensibilidad de la inspección

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ANEXO 2. EVALUACIÓN 2 RESPONDA FALSO O VERDADERO 1. La prelimpieza no es necesaria en una superficie maquinada________ 2. La penetración se puede ver limitada si la superficie del componente es limpiada con shot blasting___________________ 1. El revelador es aplicado después de que el penetrante ha permanecido suficiente tiempo sobre la superficie, solo cuando se usan penetrantes contrastantes a color (visibles).__________________ 2. Cuando se usa el proceso de tintas rojas removibles con solventes, el penetrante es removido aplicando el solvente en spray sobre la superficie del componente_____________________ 3. La sensibilidad de los penetrantes puede ser evaluada en forma cuantitativa mediante el uso de un bloque comparador.__________________ 4. El bloque comparador puede ser usado para comparar diferentes técnicas de penetración._____________________ 5. La mojabilidad está relacionada con la tensión superficial y la habilidad del líquido para formar gotas.________________________ 6. Un buen penetrante tiene una alta constante de mojabilidad.___________ 7. La acción capilar está directamente relacionada con la tensión superficial.__ 8. El mercurio será un buen penetrante porque tiene alta cohesión_________ 9. La cohesión es la atracción entre moléculas de diferentes sustancias______ 10. La adhesión es la atracción entre moléculas de diferentes sustancias______ 11. Un ángulo de contacto de menos de 90 grados indica que un líquido penetrará espontáneamente por la acción capilar_________ 12. La viscosidad explica la resistencia a fluir dentro de un líquido.__________ 13. Un líquido altamente viscoso fluirá fácilmente._____________ 14. Un líquido con baja viscosidad debe ser una de las propiedades de un buen penetrante._________

PREGUNTAS 1. Especifique cuatro técnicas de limpieza y que problema puede causar la limpieza con cepillo metálico. 2. Nombre tres métodos de remoción del penetrante y cual considera usted el más demorado. 3. Cuáles son los dos métodos para observar los resultados de una inspección con tintas penetrantes y cual de ellas es el más sensitivo. 4. Cuál es la relación entre la acción capilar y el ángulo de contacto. 5. Qué entiende Ud por el término viscosidad 6. Cuáles son las propiedades físicas requeridas por un buen penetrante

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ANEXO 3. EVALUACIÓN 3 RESPONDA FALSO O VERDADERO 1. Los reveladores están hechos de granos gruesos de polvo blanco___ 2. El revelador no siempre se necesita cuando se usan penetrantes fluorescentes_________ 3. En el sistema de contraste a color, la superficie de fondo y la indicación del penetrante son resaltados por el uso del revelador___________ 4. El penetrantes es aplicado a la superficie después de una prelimplieza apropiada______________ 5. La acción absorbente del revelador saca el penetrante de las discontinuidades subsuperficiales______________ 6. Hay dos tipos de emulsificadores usados en las tintas penetrantes________ 7. Un penetrante a base de aceite se le llama lipofílico____________ 8. Un penetrante a base de agua se le llama hidrofílico___________ 9. El tiempo de emulsificación es determinado experimentalmente__________ 10. Los emulsificadores convierten los penetrantes basados en aceite en materiales solubles con agua por difusión_______________ 11. La observación de las indicaciones con tintas penetrantes es mejor inmediatamente después de la aplicación del revelador________

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ANEXO 4 EVALUACION.4 RESPONDA FALSO O VERDADERO 1. Una indicación falsa puede ocurrir de una rayadura superficial sobre el componente___________________ 2. Una indicación relevante verdadera puede ocurrir de una huella de dedo sobre el componente______________ 3. Una indicación relevante verdadera puede ser redondeada o lineal_______ 4. Una indicación no relevante puede ocurrir de una superficie rugosa___ 5. Una fisura es una discontinuidad longitudinal y presenta una indicación individual redondeada_____________ 6. Una indicación lineal intermitente puede ser una fisura_________ 7. La porosidad es una discontinuidad y se muestra como una serie aleatoria de indicaciones redondeadas__________ 8. Una indicación no relevante es causada por el lavado pobre del componente___________ 9. Una indicación verdadera puede ser relevante o no relevante________ PREGUNTAS 1. Qué entiende por indicación falsa. 2. Qué entiende por una indicación no relevante 3. Usted ha identificado una discontinuidad verdadera relevante . Mostrar los pasos que Ud tomará para decidir si la indicación es aceptable o rechazable. 4. Qué es una indicación, una discontinuidad y un defecto. Cuándo una discontinuidad no es un defecto.

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ANEXO 5 TECNICAS DE TINTAS PENETRANTES EMPLEADAS EN LOS ESTANDARES ASTM E165 Y EN 571 1. PASOS ESENCIALES PARA LLEVAR A CABO LA INSPECCIÓN CON TINTAS PENETRANTES (figura 1) 1.1. PRELIMPIEZA- Remoción de todos los contaminantes sobre la superficie y de las fisuras a ser detectadas usando las siguientes técnicas: a) Solvente caliente o desengrase a vapor. b) Solvente frío. Spray y trapos o paños. c) Detergente caliente. En algunas ocasiones bajo la agitación ultrasónica. d) Acid etching o limpieza alkalina a temperaturas elevadas. e) Técnicas mecánicas o abrasivas que pueden ser necesarias para remover el óxido y las manchas blancas (carbonato de calcio). Este tipo de limpieza debe ser realizado con mucho cuidado ya que la acción abrasiva puede bloquear con partículas la entrada del penetrante a las fisuras. 1.2. INSPECCIÓN VISAUL. Llevar a cabo una inspección visual de la superficie por fisuras obvias o indicaciones mecánicas tales como rayaduras. 1.3. APLICACIÓN DE PENETRANTE. Aplicar el líquido penetrante y permita que permanezca sobre la pieza a inspeccionar por lo menos 10 minutos. Los tipos de penetrantes son: a) rojo visible ( de contraste a color ) b) fluorescente ( amarillo / verde ) c) combinados ( de doble sensibilidad ). Normalmente de color rojo. 1.4. REMOCIÓN. Remover el exceso de penetrante. Los métodos de remoción son: a) removible con solvente - el uso de solvente en un paño. b) Lavables con agua – aplicando el agua en spray c) Post-emulsificable – aplicación de un emulsificador antes del lavado con agua d) Una combinación de a) y b). 1.5. APLICACIÓN DEL REVELADOR. Aplicar el revelador y permitir que actué un tiempo determinado dependiendo del tipo de discontinuidades a dete ctar. La inspección es llevada a cabo bajo condiciones de luz correctas a intervalos regulares durante el período de revelado. a) penetrante de contraste a color bajo la luz día. b) El penetrante fluorescente en un área oscura bajo la luz ultravioleta. 1.6. REGISTRO. Grabar las discontinuidades como por ejemplo en un diagrama

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1.7. POST LIMPIEZA. Ejecutar la pos-limpieza

Figura 1. Pasos esenciales en la aplicación de la técnica de líquidos penetrantes

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ANEXO 6 PROCEDIMIENTO PARA LA INSPECCION POR LIQUIDOS PENETRANTES FLUORESCENTES METODO A TIPO 1 1. OBJETIVO. Este procedimiento describe el método y los requerimientos para el examen por líquidos penetrantes fluorescentes tipo I clase A

2. REFERENCIAS. Norma ASTM E 1209 Norma ASTM E 433 Norma ASTM E 165 NTC-ISO 9001:2000 3. PERSONAL. El personal recomendado por el documento ASNT para la practica debe ser certificado y calificado en END según la practica recomendada SNT-TC-1A. 4. MATERIALES. Líquidos penetrantes fluorescentes tipo 1 clase A Revelador no acuoso Secador eléctrico Papel absorbente o wipe Termómetro de contacto Regla o flexometro Limpiador Probeta de Al. 5. PROCEDIMIENTO La técnica de aplicación general de este método de inspección comprende 4 etapas fundamentales. A B C D

penetración lavado. revelado examen

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5.1

MÉTODO, TIPO DE INSPECCIÓN Y MEDIO DE ENSAYO.

5.1.1

Método A tipo 1

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De acuerdo con la clasificación ASTM E-165, El procedimiento A 1 corresponde a al inspección por líquidos penetrante fluorescentes lavables con agua ASTM E 1209. 5.1.2

Medio de ensayo. Se utilizara penetrante fluorescente el cual deberá producir contraste adecuado para la detección de toda discontinuidad, tendrán las convenientes propiedades penetrantes y no serán tóxicas ni corrosivas, eliminables por contacto directo con agua, con la que forman emulsiones en cualquier proporción, agente revelador y limpiador, en todo caso se deben observar las instrucciones y recomendaciones de precaución del fabricante

5.2

REQUERIMIENTOS.

5.2.1

Temperatura La temperatura de los materiales penetrantes y de la superficie debe estar entre ( 50 y 100ºF) ( 10 y 38ºC), si no se cumple esta condición de temperatura se debe calificar el procedimiento usando las condiciones especificadas en el numeral 9.2 de ASTM 1209.

5.2.2

Preparación de la superficie a inspeccionar Antes de realizar la inspección las superficies de todos los materiales y piezas a inspeccionar deben estar exentas de cualquier materia que pueda enmascarar la definición de las indicaciones obstruir las entradas superficiales o retener el liquido penetrante y producir indicaciones falsas e interferir de cualquier modo el ensayo, grasas, aceites, cascarillas, óxidos, agua u otros materiales. Pueden ser removidos con Wipe libre de pelusa, o usando un solvente, desengrasado con vapor o procesos de remoción química dependiendo de la condición de la condición de superficie, en cualquier caso no se deben producir daños en las piezas por ataque de los disolventes, acción mecánica y otros agentes del proceso. Todas las áreas o partes a examinar deben estar limpias y secas, La remoción de los contaminantes superficiales asegura la penetración y previene falsas indicaciones los residuos para procesos de limpieza pueden reaccionar adversamente con el penetrante y reducir su sensibilidad, para mas detalles del método de limpieza ver ASTM E 165 anexos. El secado después de la limpieza es esencial, la superficies deben estar libres de cualquier residuo de liquido que impida la entrada de penetrante, este secado puede ser realizado con calor, lamparas infrarrojas, aire forzado caliente o frío, o por exposición a temperatura ambiente.

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5.3. SECUENCIA DEL EXAMEN. El ensayo deberá realizarse de acuerdo a ASTM E 165 y ASTM E 1209 5.3.1 Aplicación del penetrante Después de limpiado y secado y la temperatura sea adecuada según numeral el penetrante será aplicado por el sistema de spray, cubriendo totalmente el área o elemento a inspeccionar, es importante proveer buena ventilación y seguir las recomendaciones del fabricante, 5.3.2 Tiempo de penetración. Se dejara actuar el liquido penetrante durante el tiempo suficiente para lograr la penetración en todas las discontinuidades, El tiempo de penetración se seleccionara de acuerdo a al tabla anexa a este instructivo., como orientación o guía para varios materiales formas y tipos de discontinuidades, en ningún caso se permitirá que el liquido penetrante se seque sobre la superficie antes de la aplicación del lavado o emulsionador. 5.3.4 Remoción del exceso de penetrante Después de transcurrido el tiempo de penetración el exceso de penetrante debe ser removido cuidadosamente de la superficie mediante agua, por spray de agua no mayor a 30 psi y temperatura entre (10 a 38ºC) , teniendo precaución de no afectar el penetrante en las discontinuidades por excesivo remoción, posteriormente se debe secar la superficie con circulación de aire caliente o aire frío o por exposición a la temperatura ambiente según se requiera, la temperatura no debe ser mayor de 71ºC, la temperatura de las partes debe estar entre 10 a 38ºC. Si no es aceptable el uso de mangueras ni el de abundante agua, el penetrante puede eliminarse mediante paños húmedos wipe. enjuagando repetidamente hasta la limpieza total, teniendo cuidado de no frotar intensamente. Un excesivo tiempo de secado puede alterar negativamente la sensibilidad de la examinaron 5.3.5. Aplicación del revelador. A continuación del secado se debe aplicar el revelador, este será aplicado por el sistema de spray, agitando previamente para garantizar una adecuada dispersión de las partículas suspendidas, la superficie bajo inspección debe quedar totalmente cubierta por una capa uniforme y fina de revelador siguiendo las recomendaciones del fabricante. Asegurando un completo cubrimiento del área a examinar. 5.3.6. Tiempo de revelado el tiempo de revelado antes de la examinaron no debe ser menor de 10 minutos, el revelado comienza inmediatamente después de la aplicación, el máximo tiempo de revelado son 2 horas para reveladores acuosos y 1 hora para reveladores no acuosos. Es una buena practica observar la superficie mientras se aplica el revelador para evaluar indicaciones.

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5.3.7. Examinación. La inspección será hacha inmediatamente después del revelado para evitar la perdida de definición de las indicaciones, la examinacion de las indicaciones se hará en un área oscura bajo luz negra, la luz visible del ambiente no excederá 2fc ( 20 lux ). Medidos con luxometro. La intensidad de la luz negra ( mínimo 1000 micro W/cm2) serán verificadas en el ensayo con el medidor apropiado, la luz negra tendrá un longitud de onda entre 320 – 380 nm., la intensidad será chequeada periódicamente ( preferiblemente cada 30 días ), un transformador de voltaje constante será usado cuando existan evidencias de fluctuaciones. Se utilizaran para las examinaciones bombillos certificados de luz negra, La lámpara será calentada mínimo 10 minutos antes de las examinaciones o midiendo la intensidad de la luz ultravioleta emitida. El examinador debe estar en un área oscura por lo menos 1 minuto antes de examinar las piezas, tiempos mas largos pueden ser necesarios para una mayor adaptación , el área de examinaron debe estar libre de objetos que interfieran, libre de objetos fluorescentes. 5.4. EVALUACIÓN Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS. La interpretación y evaluación de discontinuidades estarán basadas en el tamaño de la mancha creada por la absorción del revelador del penetrante Los resultados deben presentarse en un informe escrito con el registro de calidad.

5.5. POSTLIMPIEZA En todos después de realizada la inspección se deben limpiar las piezas par no interferir con el subsecuente proceso o con requerimientos de servicio. Este penetrante residual puede combinare con otros factores en servicio y producir corrosión, una técnica conveniente es con agua, agua a presión o limpieza con solventes.