Los materiales de prueba por líquidos penetrantes

Los materiales penetrantes utilizados hoy en día son mucho más sofisticados que el queroseno y el Blanqueador que usaron por primera vez los inspectores de ferrocarril a finales del siglo XIX. Los penetrantes actuales están cuidadosamente formulados para producir el nivel de sensibilidad deseado por el inspector. Para desempeñarse adecuadamente, un penetrante debe poseer una serie de características importantes. Un penetrante debe:

• Se extiende fácilmente sobre la superficie del material que se está inspeccionando para proporcionar una cobertura completa y uniforme.

• Ser atraído a los defectos que rompen la superficie por acción capilar.

• Permanecer en el defecto pero eliminarse fácilmente de la superficie de la pieza.

• Fluido permanente para que pueda ser llevado de nuevo a la superficie de la pieza a través de los pasos de secado y revelado.

• Ser altamente visible o fluorescer intensamente para producir indicaciones fáciles de ver.

• No ser dañino para el material que se está probando ni para el inspector.

Todos los materiales penetrantes no funcionan de la misma manera y no están diseñados para funcionar de la misma manera. Los fabricantes de penetrantes han desarrollado diferentes formulaciones para abordar una variedad de aplicaciones de inspección. Algunas aplicaciones requieren la detección de los defectos más pequeños posibles y tienen superficies lisas donde el penetrante es fácil de eliminar. En otras aplicaciones, el tamaño de defecto que se puede rechazar puede ser mayor, y se puede usar un penetrante formulado para encontrar defectos más grandes. Los penetrantes que se usan para detectar el defecto más pequeño también producirán la mayor cantidad de indicaciones irrelevantes.

Los materiales penetrantes se clasifican en las distintas especificaciones de la industria y del gobierno según sus características físicas y su rendimiento. La Especificación de Materiales Aeroespaciales (AMS, por sus siglas en inglés) 2644, Material de Inspección, Penetrante, es ahora la especificación principal utilizada en Estados Unidos para controlar los materiales penetrantes. Históricamente, la Norma Militar 25135, Materiales de Inspección, Penetrantes, ha sido el documento principal para especificar penetrantes, pero este documento está siendo eliminado progresivamente y reemplazado por la AMS 2644. Otras especificaciones, como la ASTM 1417, Práctica Estándar para Exámenes con Penetrantes Líquidos, también pueden contener información sobre la clasificación de materiales penetrantes, pero generalmente se remiten a la MIL-I-25135 o a la AMS 2644.

Los materiales penetrantes se presentan en dos tipos básicos. Estos tipos se enumeran a continuación:

• Tipo 1 - Penetrantes fluorescentes

• Tipo 2 - Penetrantes visibles

Los penetrantes fluorescentes contienen un tinte o varios tintes que fluorescen cuando se exponen a radiación ultravioleta. Los penetrantes visibles contienen un tinte rojo que proporciona un alto contraste contra el fondo blanco del revelador. Los sistemas de penetrantes fluorescentes son más sensibles que los sistemas de penetrantes visibles porque el ojo se siente atraído por el resplandor de la indicación que fluoresce. Sin embargo, los penetrantes visibles no requieren un área oscura ni una luz ultravioleta para realizar una inspección. Los penetrantes visibles también son menos vulnerables a la contaminación por sustancias como fluidos de limpieza que pueden reducir significativamente la intensidad de una indicación fluorescente.

Luego, los penetrantes se clasifican según el método utilizado para eliminar el exceso de penetrante de la pieza. Los cuatro métodos se enumeran a continuación:

• Método A - Lavable con agua
• Método B - Post-emulsionable, lipofílico
• Método C - Removible con disolvente
• Método D - Post-emulsionable, hidrofílico

Los penetrantes lavables con agua (Método A) se pueden eliminar de la pieza simplemente enjuagándola con agua. Estos penetrantes contienen un agente emulsionante (detergente) que permite lavar el penetrante de la superficie de la pieza solo con agua. A veces, los penetrantes lavables con agua se denominan sistemas autoemulsionables. Los penetrantes post-emulsionables vienen en dos variedades: lipofílicos e hidrofílicos. En los post-emulsionables, los sistemas lipofílicos (Método B) son solubles en aceite e interactúan con el emulsionante a base de aceite para permitir su eliminación. Los sistemas post-emulsionables hidrofílicos (Método D) utilizan un emulsionante que es un detergente soluble en agua, el cual levanta el exceso de penetrante de la superficie de la pieza con un enjuague de agua. Los penetrantes removibles con solvente requieren el uso de un solvente para eliminar el penetrante de la pieza.

Luego, los penetrantes se clasifican según la intensidad o detectabilidad de la indicación que se produce para una serie de grietas por fatiga muy pequeñas y estrechas. Los cinco niveles de sensibilidad se muestran a continuación:

• Nivel ½ - Sensibilidad Ultra Baja
• Nivel 1 - Sensibilidad Baja
• Nivel 2 - Sensibilidad Media
• Nivel 3 - Sensibilidad Alta
• Nivel 4 - Sensibilidad Ultra Alta

Las principales especificaciones del gobierno y de la industria de Estados Unidos actualmente dependen del Laboratorio de Materiales de la Fuerza Aérea de EE. UU. en la Base Aérea Wright-Patterson para clasificar los penetrantes en uno de los cinco niveles de sensibilidad. Este procedimiento utiliza especímenes de titanio e Inconel con pequeñas grietas superficiales producidas por fatiga de bajo ciclo en flexión para clasificar los sistemas de penetrantes. El brillo de la indicación producida se mide utilizando un fotómetro. Los niveles de sensibilidad y el procedimiento de prueba utilizado se pueden encontrar en la Especificación Militar MIL-I-25135 y en la Especificación de Material Aeroespacial 2644, Materiales de Inspección con Penetrantes.

Una nota interesante sobre los niveles de sensibilidad es que originalmente solo se planearon cuatro niveles. Sin embargo, cuando se juzgó que algunos penetrantes tenían sensibilidades significativamente menores que la mayoría de los demás en la categoría de nivel 1, se creó el nivel ½. Un excelente resumen histórico del desarrollo de especímenes de prueba para evaluar el desempeño de los materiales penetrantes se encuentra en la siguiente referencia.

Referencias:

• Flaherty, J. J., History of Penetrants: The First 20 Years, 1941-61, Materials Evaluation
  
  
  , Vol. 44, No. 12, November 1986, pp. 1371-1374, 1376, 1378, 1380, 1382
• https://www.nde-ed.org/NDETechnique

Traducido al español