La inspección por líquidos penetrantes ( DP ), también llamada inspección por penetración de líquidos ( LPI ) o prueba por líquidos penetrantes ( PT ), es un método de inspección ampliamente aplicado y de bajo costo que se utiliza para verificar defectos de rotura de la superficie en todos los materiales no porosos (metales, plásticos o cerámicas). El penetrante se puede aplicar a todos los materiales no ferrosos y ferrosos, aunque para los componentes ferrosos a menudo se utiliza la inspección por partículas magnéticas por su capacidad de detección subsuperficial. La LPI se utiliza para detectar defectos superficiales de fundición, forjado y soldadura, como grietas capilares, porosidad superficial , fugas en productos nuevos y grietas por fatiga en componentes en servicio.
El método de aceite y blanqueador utilizado en la industria ferroviaria a principios del siglo XX fue el primer uso reconocido de los principios de los penetrantes para detectar grietas. El método de aceite y blanqueador utilizaba un disolvente de aceite para limpiar seguido de la aplicación de un revestimiento de blanqueador o tiza, que absorbía el aceite de las grietas y revelaba su ubicación. Pronto se añadió un tinte al líquido. En la década de 1940, el tinte fluorescente o visible se añadió al aceite utilizado para penetrar los objetos de prueba.
La experiencia demostró que la temperatura y el tiempo de remojo eran importantes. Esto dio origen a la práctica de las instrucciones escritas para proporcionar resultados estándar y uniformes. El uso de procedimientos escritos ha evolucionado, lo que permite a los ingenieros de diseño y fabricantes obtener resultados de alta calidad de cualquier técnico en pruebas con líquidos penetrantes debidamente capacitado y certificado.
La DPI se basa en la acción capilar , donde el fluido de baja tensión superficial penetra en discontinuidades limpias y secas que rompen la superficie. El penetrante se puede aplicar al componente de prueba por inmersión, rociado o cepillado. Después de haber dejado un tiempo de penetración adecuado, se retira el exceso de penetrante y se aplica un revelador. El revelador ayuda a extraer el penetrante del defecto para que el inspector pueda ver una indicación invisible. La inspección se realiza con luz ultravioleta o blanca, según el tipo de tinte utilizado: fluorescente o no fluorescente (visible).
A continuación se presentan los pasos principales de la inspección por líquidos penetrantes:
1. Limpieza previa:
La superficie de prueba se limpia para eliminar cualquier suciedad, pintura, aceite, grasa o cualquier cascarilla suelta que pueda impedir que el penetrante actúe sobre un defecto o causar indicaciones irrelevantes o falsas. Los métodos de limpieza pueden incluir disolventes , pasos de limpieza alcalina, desengrasado con vapor o granallado. El objetivo final de este paso es lograr una superficie limpia en la que los defectos presentes queden expuestos a la superficie, secos y libres de contaminación. Tenga en cuenta que si se utiliza granallado, puede "trabajar sobre" pequeñas discontinuidades en la pieza, y se recomienda un baño de grabado como tratamiento posterior al granallado.
2. Aplicación de Penetrante:
A continuación, se aplica el penetrante a la superficie del elemento que se está probando. El penetrante suele ser un fluido móvil de color brillante con una gran capacidad humectante. [1] Se deja que el penetrante "permanezca" durante un tiempo para que penetre en los defectos (generalmente de 5 a 30 minutos). El tiempo de permanencia depende principalmente del penetrante que se utilice, el material que se esté probando y el tamaño de los defectos que se busquen. Como es de esperar, los defectos más pequeños requieren un tiempo de penetración más prolongado. Debido a su naturaleza incompatible, se debe tener cuidado de no aplicar un penetrante a base de disolvente a una superficie que se va a inspeccionar con un revelador lavable con agua.
3. Eliminación del exceso de penetrante:
El exceso de penetrante se elimina entonces de la superficie. El método de eliminación se controla según el tipo de penetrante utilizado. Las opciones más comunes son el penetrante lavable con agua, el que se puede eliminar con disolventes, el que se puede emulsionar lipófilo o el que se puede emulsionar hidrófilo . Los emulsionantes representan el nivel de sensibilidad más alto e interactúan químicamente con el penetrante aceitoso para que se pueda eliminar con un rocío de agua. Al utilizar un removedor de disolventes y un paño sin pelusas, es importante no rociar el disolvente directamente sobre la superficie de prueba, ya que esto puede eliminar el penetrante de los defectos. Si el exceso de penetrante no se elimina correctamente, una vez que se aplica el revelador, puede dejar un fondo en el área revelada que puede ocultar indicaciones o defectos. Además, esto también puede producir indicaciones falsas que dificulten gravemente la capacidad de realizar una inspección adecuada. Además, la eliminación del exceso de penetrante se realiza en una dirección, ya sea vertical u horizontalmente, según sea el caso.
4. Solicitud de Desarrollador:
Una vez eliminado el exceso de penetrante, se aplica un revelador blanco a la muestra. Hay varios tipos de reveladores disponibles, entre ellos: revelador húmedo no acuoso, polvo seco, suspendible en agua y soluble en agua. La elección del revelador se rige por la compatibilidad del penetrante (no se puede utilizar un revelador soluble o suspendible en agua con un penetrante lavable en agua) y por las condiciones de inspección. Cuando se utiliza revelador húmedo no acuoso (NAWD) o polvo seco, la muestra debe secarse antes de la aplicación, mientras que los reveladores solubles y suspendibles se aplican con la pieza todavía húmeda del paso anterior. El NAWD está disponible comercialmente en latas de aerosol y puede emplear acetona , alcohol isopropílico o un propulsor que sea una combinación de los dos. El revelador debe formar una capa semitransparente y uniforme sobre la superficie.
El revelador extrae el penetrante de los defectos sobre la superficie para formar una indicación visible, comúnmente conocida como sangrado. Cualquier área que se filtre puede indicar la ubicación, la orientación y los posibles tipos de defectos en la superficie. La interpretación de los resultados y la caracterización de los defectos a partir de las indicaciones encontradas pueden requerir cierta capacitación o experiencia [el tamaño de la indicación no es el tamaño real del defecto].
5. Inspección:
El inspector utilizará luz visible con una intensidad adecuada (100 bujías-pie o 1100 lux es lo habitual) para los penetrantes de colorante visible. La radiación ultravioleta (UV-A) de intensidad adecuada (1000 microvatios por centímetro cuadrado es lo habitual), junto con niveles bajos de luz ambiental (menos de 2 bujías-pie) para los exámenes con penetrantes fluorescentes. La inspección de la superficie de prueba debe realizarse después de un tiempo de revelado de entre 10 y 30 minutos, y depende del penetrante y del revelador utilizados. Este retraso de tiempo permite que se produzca la acción de secado. El inspector puede observar la muestra para detectar la formación de indicios cuando se utiliza un tinte visible. También es una buena práctica observar los indicios a medida que se forman porque las características del sangrado son una parte importante de la caracterización interpretativa de los defectos.
6. Limpieza posterior:
La superficie de prueba a menudo se limpia después de la inspección y el registro de defectos, especialmente si se programan procesos de recubrimiento posteriores a la inspección.
Las principales ventajas de la DPI son la velocidad de la prueba y el bajo costo. Las desventajas incluyen la detección de defectos superficiales únicamente, la irritación de la piel y que la inspección debe realizarse en una superficie lisa y limpia donde se pueda eliminar el exceso de penetrante antes de revelarla. Realizar la prueba en superficies rugosas, como las soldaduras "recién soldadas", dificultará la eliminación del exceso de penetrante y podría dar lugar a indicaciones falsas. En este caso, se debe considerar el uso de un penetrante lavable con agua si no hay otra opción disponible. Además, en ciertas superficies, no se puede lograr un contraste de color lo suficientemente bueno o el tinte manchará la pieza de trabajo. [2]
Se requiere una formación limitada por parte del operador, aunque la experiencia es muy valiosa. Es necesaria una limpieza adecuada para garantizar que se hayan eliminado los contaminantes de la superficie y que los defectos presentes estén limpios y secos. Se ha demostrado que algunos métodos de limpieza son perjudiciales para la sensibilidad de la prueba, por lo que puede ser necesario un grabado ácido para eliminar las manchas de metal y reabrir el defecto. [3]
La inspección por líquidos penetrantes solo se puede aplicar en materiales no porosos.
