Prueba de líquidos penetrantes (prueba DP)

¿Qué es la prueba penetrante o DPT?

Prueba de líquidos penetrantes (LPT) o también conocida como prueba de tintes penetrantes (DPT)es uno de los métodos de pruebas no destructivas (NDT) más populares. Es barato, práctico y requiere una formación mínima en comparación con otros métodos de END. Al igual que otros métodos de prueba no destructivos, DPI permite a los inspectores probar materiales sin cortar, perforar o alterar la superficie. La inspección con tintes penetrantes ayuda a revelar grietas en la superficie u otros defectos que pueden no ser visibles a simple vista. Una de las mayores limitaciones de las pruebas de inspección con tintes penetrantes es que solo se puede usar en superficies no porosas. Los materiales porosos como el hormigón o la piedra simplemente absorben el tinte, lo que facilita pasar por alto las áreas problemáticas. Este método de prueba también puede resultar ineficaz en objetos con una superficie de textura rugosa. Las pruebas de tinte penetrante generalmente funcionan mejor en superficies relativamente lisas, donde el tinte penetrará solo en las grietas y otros defectos.

Los exámenes de líquidos penetrantes verifican si hay defectos en el material o defectos que estén abiertos a la superficie haciendo fluir un líquido muy fino hacia el defecto y luego extrayendo el líquido con un revelador similar a tiza. Las soldaduras son los elementos que se inspeccionan con mayor frecuencia, pero también se inspeccionan comúnmente una placa, barras, tuberías, piezas fundidas y piezas forjadas mediante un examen de líquidos penetrantes. Las piezas deben limpiarse adecuadamente para obtener buenos resultados.

El examen de líquidos penetrantes ha recibido muchos nombres:

Otros nombres de PT

  1. Prueba de penetración (PT),
  2. Prueba de líquidos penetrantes (LP) y
  3. Ensayo de tintes penetrantes (DP). 

La Sociedad Estadounidense de Pruebas No Destructivas (ASNT) utiliza el nombre de prueba de líquidos penetrantes (LPT). El  Código de Recipientes a Presión y Calderas de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos  (ASME B y PVC) y el  Código de Inspección de la Junta Nacional  (NBIC) usan el nombre examen de líquidos penetrantes (LPE), pero el término es el mismo que PT tanto en ASNT como en ASME.

Como se indica en los manuales de capacitación de ASNT, el primer uso documentado de PT fue en la industria ferroviaria. Las ruedas de ferrocarril fundidas se sumergieron en aceite usado, se secaron y luego se recubrieron con tiza en polvo o una suspensión de tiza en alcohol. Una vez que las ruedas estuvieran secas, cualquier aceite almacenado en la falla se derramaría en la tiza y sería detectado. A esto se le llamó el método del aceite y la merlán.

El  Código de recipientes a presión y calderas de ASME  reconoce seis técnicas diferentes de PT. Varían según el tipo de penetrante y el método de limpieza antes de aplicar un revelador. Los dos tipos de penetrantes son penetrantes fluorescentes o de contraste de color (tinte). Luego se pueden usar con cualquiera de los tres métodos de limpieza: lavable con agua, post-emulsionante y removible con solvente. El más popular es el tinte penetrante que se elimina con solventes. Se hace referencia a este método a lo largo del artículo. La Figura 1 muestra la clasificación de métodos y técnicas de PT basada en ASNT.

Método de eliminación de solvente penetrante de tinte

El método de eliminación de solvente penetrante de tinte es más popular porque es de bajo costo y muy versátil. Por lo general, viene en tres latas de aerosol:

  1. limpiador,
  2. penetrante y
  3. desarrollador.

La mayoría de los materiales no porosos (acero, acero inoxidable, hierro fundido, aluminio, latón, bronce, titanio, caucho, plásticos y vidrio) se pueden examinar con PT. Los materiales porosos (hormigón, madera, papel, tela y algunos tipos de fibra de vidrio si las fibras están expuestas a la superficie) no deben examinarse con PT. 

Ventajas:

  • Alta sensibilidad a pequeñas discontinuidades superficiales.
  • Fácil inspección de piezas con formas complejas
  • Inspección rápida y económica de grandes áreas y grandes volúmenes de piezas / materiales
  • Se pueden inspeccionar pocas limitaciones de material (metálicas y no metálicas, magnéticas y no magnéticas, conductoras y no conductoras)
  • Una representación visual del defecto se indica directamente en la superficie de la pieza.
  • Las latas de aerosol hacen que el proceso sea portátil, conveniente y económico
  • Las indicaciones pueden revelar el tamaño relativo, la forma y la profundidad del defecto.
  • Es fácil y requiere una mínima cantidad de entrenamiento.

Desventajas:

  • Detecta fallas solo abiertas a la superficie
  • Los materiales con superficies porosas no se pueden examinar mediante este proceso.
  • Solo se pueden inspeccionar superficies limpias y lisas. (Se debe eliminar el óxido, la suciedad, la pintura, el aceite y la grasa).
  • Las manchas de metal del granallado con cepillo de alambre eléctrico o el granallado deben eliminarse antes del examen de líquidos penetrantes.
  • El examinador debe tener acceso directo a la superficie que se está examinando.
  • El acabado y la rugosidad de la superficie pueden afectar la sensibilidad del examen. (Puede que sea necesario pulir superficies antes de PT.)
  • Se deben realizar y controlar múltiples pasos del proceso
  • Se requiere una limpieza posterior de las piezas y el material, especialmente si se va a realizar una soldadura.
  • Se requiere una manipulación y eliminación adecuadas de los productos químicos.
  • Los humos pueden ser peligrosos e inflamables sin la ventilación adecuada.

Para que PT se utilice en la construcción del Código ASME o en reparaciones o alteraciones NBIC, se debe seguir un procedimiento escrito. Esto debe cumplir con el  Código de Recipientes a Presión y Calderas de ASME,  Sección V, Artículo 6, y abordar todas las variables esenciales y no esenciales. Muchos exámenes de líquidos penetrantes se realizan solo con fines informativos y no siguen un procedimiento escrito. Por ejemplo, no es necesario seguir un procedimiento de PT escrito si un soldador rectifica solo una grieta de soldadura para reparar y usa PT para asegurar la eliminación de toda la grieta. Sin embargo, si el PT se realiza para cumplir con el Código, el procedimiento escrito debe ser seguido por personal calificado en END.

Pasos de la prueba penetrante:

Hay seis pasos básicos a seguir cuando se utiliza el método de eliminación de solvente penetrante de tinte.

  1. Limpiar previamente la pieza. 
    Esto puede variar desde pulir y cepillar con alambre hasta simplemente limpiar la pieza con un trapo humedecido con el limpiador / removedor. La superficie debe estar libre de suciedad, óxido, escamas, pintura, aceite y grasa, y debe ser lo suficientemente suave para limpiar el penetrante sin dejar residuos.
prueba penetrante

2. Aplicar penetrante. 
El penetrante se aplica rociando el penetrante de la lata de aerosol o aplicándolo con una brocha. Se debe observar un tiempo de reposo (remojo) para permitir que el penetrante penetre en las grietas y huecos. Por lo general, esto es de 5 a 20 minutos, pero nunca debe ser lo suficientemente largo para que se seque el penetrante. Se deben seguir las recomendaciones y el procedimiento escrito del fabricante del penetrante.

prueba penetrante

3. Retire el penetrante. 
Todo el penetrante debe eliminarse con trapos limpios, secos y sin pelusa hasta que esté completamente limpio. La pieza o material debe frotarse vigorosamente hasta que el penetrante no sea visible en los trapos secos. A continuación, se debe rociar el limpiador / removedor en otro trapo limpio, seco y sin pelusa y se debe usar para frotar vigorosamente la pieza nuevamente hasta que no haya penetrante visible en el trapo.

4. Aplicar revelador.
Se debe rociar una capa delgada y ligera de revelador en la parte que se está examinando. Es necesario observar un tiempo de permanencia para permitir que el tinte salga de los defectos y cree una indicación (defecto) en el revelador. El tiempo de permanencia del revelador suele ser de 10 a 60 minutos. Se deben seguir de cerca las recomendaciones del fabricante del revelador y el procedimiento escrito.

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5. Evaluar indicaciones.
Es fundamental examinar la parte dentro del plazo designado en el procedimiento escrito. La duración de una indicación puede aumentar con el tiempo a medida que el penetrante se desangra, provocando que una indicación aceptable sea un defecto rechazable. La longitud de la indicación se mide para la evaluación, no la longitud del defecto. Aquí, las dos indicaciones lineales son defectos rechazables. La indicación redonda no es relevante. 

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6. Pieza de limpieza posterior.
La pieza debe limpiarse para eliminar todos los reveladores después de que se haya evaluado.

prueba penetrante

La Sección V de ASME también requiere que el método de eliminación de solvente penetrante de tinte sea evaluado con una intensidad de luz mínima de velas de 100 pies en la superficie de la pieza. La otra unidad es Lux (1 pie de vela = 10,764 Lu x) Se debe verificar la cantidad adecuada de luz con un fotómetro. Imagen de abajo del medidor de luz que muestra 109,9 pie-candela (ftc) de luz.

medidor de luz de prueba de penetración

En los Códigos de Construcción ASME B y PV, el examen de partículas magnéticas o el examen de líquidos penetrantes se llama muchas veces para detectar la posibilidad de defectos en la superficie. Si el material no es magnético, la única opción es PT.

Ejemplos de exámenes requeridos por el Código ASME incluyen:

  • fundiciones para defectos superficiales
  • placas para laminaciones en juntas de esquina cuando el borde de una placa está expuesto y no se fusiona en la junta soldada
  • soldaduras de tapón de orificio de giro de la cabeza
  • acumulación de metal de soldadura en placas
  • eliminación de defectos antes de la reparación de soldadura

Una vez que las piezas fabricadas como calderas, recipientes, tuberías y otros componentes están en servicio, el PT puede ser una herramienta muy valiosa.