PRÁCTICA No.

3 EQUIPO: 3
GRUPO: “C” FECHA: 3 de Noviembre del 2016

PRÁCTICA No. 3

Líquidos Penetrantes

COMPETENCIA:
Identificar las fallas superficiales en piezas soldadas, fundidas, sinterizadas,
forjadas, ó maquinadas utilizando líquidos penetrantes.

INTRODUCCIÓN:

El desarrollo de esta práctica consiste en identificar las fallas superficiales

que pueden existir en una pieza sometida a algún proceso como la soldadura, la
fundición. etc., por ejemplo: poros, grietas, costuras ó laminaciones. Esta prueba se lleva
a cabo en sólidos metálicos y no metálicos.

A grandes rasgos, esta prueba consiste en colocar un líquido coloreado o

fluorescente sobre la superficie a estudiar, el cual se introducirá en el material debido a la
capilaridad. Después de un periodo de tiempo se removerá el exceso del penetrante y se
aplicara un revelador, el cual mostrara las discontinuidades del material que no pueden
observarse a simple vista y que pueden aprovecharse para predecir, prevenir o corregir el
desempeño de un material bajo determinadas condiciones.

La evaluación del estado de un material por medio de líquidos penetrantes es un

tipo de ensayo no destructivo basado en el principio de la capilaridad que se utiliza para
detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales
examinados independientemente de la geometría y del material de la pieza, detecta
defectos superficiales como: poros, grietas, rechupes, traslapes, costuras, laminaciones,
etc.

Este método es una herramienta bastante útil, ya que podremos evaluar las
condiciones de una pieza o material y de ésta manera evitar errores o fallas producidas
por materiales en mal estado, o por materiales que haya sido seleccionado de manera
inadecuada para la función a desempeñar.

Otra de las utilidades de este tipo de pruebas es que permite visualizar las fallas
que se generan durante los procesos de tratados de los materiales, tal es el caso de la
sinterización, el forje, o lo que es más común el maquinado.

Las amplias aplicaciones de ésta técnica permiten que pueda emplearse la

inspección de materiales metálicos, cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas,
recubrimientos electroquímicos, entre otros. Una de las desventajas que presenta este
método es que sólo es aplicable a defectos superficiales y a materiales no porosos.

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MARCO TEÓRICO

1.- ENSAYES DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS

 Ensayos no destructivos. Son aquellos en los que los materiales sometidos a

este tipo de experimentos no ven alteradas su forma y presentación inicial, es
decir, no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas,
mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño
imperceptible o nulo sobre la probeta analizada.

 Ensayos destructivos. Son aquellos en los que los materiales sometidos a este
tipo de experimentos ven alteradas su forma y presentación inicial, es decir, que
altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o
dimensionales. Los ensayos destructivos implican un daño evidente sobre la
probeta analizada.

ENSAYO NO DESTRUCTIVO.

Los ensayos no destructivos intentan conocer la estructura interna del material, a

partir de ellos, se obtienen datos relacionados con la resistencia de este frente a los
agentes químicos, la dilatación, la densidad; la conductividad eléctrica, térmica,
magnética, etc.

Se denomina ensayo no destructivo a cualquier tipo de prueba practicada a un

material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas
o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo.

En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del
estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, en cuestiones
económicas suelen ser más baratos, ya que no implican la destrucción de la misma. En
ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y
continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos
provenientes de los ensayos destructivos publicados por la comunidad científica.

La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se

encuentra resumida en los tres grupos siguientes:

Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado,

medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión

y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.

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Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales,

mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y
electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.

ENSAYO DESTRUCTIVO.

Los ensayos destructivos tratan de averiguar el comportamiento del material frente

a requerimientos de tipo físico, por ejemplo: desgaste por rozamiento, dureza, esfuerzos
de tracción, de compresión, etc. Es decir, la capacidad e soportar esfuerzos físicos.

Si se hace una comparación con los métodos de Ensayos Destructivos, se puede

decir que éstos, aplicados a un control de calidad estadístico, permiten comprobar con un
cierto grado de seguridad, el nivel de calidad de una producción.

Sin embargo requieren la inutilización de un determinado número de muestras,

obtienen datos de una zona de la pieza y no pueden asegurar la calidad de todos los
elementos de un lote.

Ejemplo de ensayo destructivo.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ENSAYO NO DESTRUCTIVO DE LIQUIDOS

PENETRANTES

VENTAJAS DESVENTAJAS
 Relativamente fácil de aplicar y  Sólo detecta discontinuidades
controlar. abiertas a la superficie.
 Aplicable a materiales metálicos  No sirve para materiales
y no metálicos. porosos.
 No requiere costo de equipos.  Es difícil de examinar para
superficies muy rugosas o
porosas.
 No destruye la pieza.  La superficie a inspeccionar
debe estar limpia y sin
recubrimientos.

COMPARACION ENTRE ENSAYES DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS

ENSAYE DESTRUCTIVO ENSAYE NO DESTRUCTIVO

Tipo de prueba practicada a un Tipo de prueba practicada a un
material que altera permanentemente material que no altere de forma
sus condiciones. permanente sus propiedades físicas,
químicas, mecánicas o dimensionales.
Son más exactos que los ensayes Permiten el control al 100% de una
no destructivos. producción.
Permiten comprobar con buen grado Conservación y aseguramiento de la
de seguridad la calidad de una calidad funcional de los sistemas y
producción. elementos de producción.
Requieren la inutilización de un Colaboran en la prevención de
determinado número de muestras. accidentes.
No se puede asegurar toda la calidad Suelen ser ensayes económicos.
de los elementos de un lote.

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2.- SITUACIONES EN LAS QUE SE RECOMIENDA UTILIZAR LÍQUIDOS

PENETRANTES.

La inspección por líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que

se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los
materiales examinados. Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque
también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos cuando la inspección
por partículas magnéticas es difícil de aplicar. En algunos casos se puede utilizar en
materiales no metálicos.

Algunas de las aplicaciones más comunes de esta prueba se dan en las siguientes
ramas de la ingeniería:

 Plantas generadoras: Motores a reacción, cohetes espaciales

 En construcción: Estructuras, Puentes
 Industria automotriz: Partes de motores, chasis.
 Aviación e industria aeroespacial: Exteriores, chasis
 En manufactura: Partes de máquinas
 En petroquímica: Transporte por tuberías, tanques de almacenamiento.
 Misceláneos: Atracciones de parques de diversiones, conservación
restauración de obras de arte.

Todas estas aplicaciones de esta técnica son amplias, y van desde la inspección de
piezas críticas como son los componentes aeronáuticos hasta los cerámicos como las
vajillas de uso doméstico. Se pueden inspeccionar materiales metálicos, cerámicos
vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, entre otros. Una de las
desventajas que presenta este método es que sólo es aplicable a defectos superficiales y
a materiales no porosos.

REQUISITOS DE LA INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES

Para poder iniciar las pruebas de líquidos penetrantes, es conveniente tener en

cuenta la siguiente información:

Es muy importante definir las características de las discontinuidades y el nivel de

sensibilidad con que se las quiere detectar, ya que si son relativamente grandes o se
quiere una sensibilidad entre baja y normal, se recomienda emplear penetrantes visibles;
pero si la discontinuidad es muy fina y delgada o se requiere de una alta o muy alta
sensibilidad, es preferible emplear los penetrantes fluorescentes.

Debido a las diferencias entre los acabados entre las piezas o probetas a analizar,
otro factor para la correcta selección es la condición de la superficie a inspeccionar; ya
que si es una superficie rugosa o burda, como es caso de una unión soldada o una pieza
fundida, se debe emplear un penetrante líquido removible con agua. Pero si la superficie
es tersa y pulida, es preferible emplear un penetrante removible con solvente.

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Finalmente cuando se requiere una inspección de alta calidad o con problemas de

sensibilidad, se puede emplear un penetrante post-emulsificable.

Si el material a examinar es acero inoxidable, titanio o aluminio (para componentes

aeronáuticos, por ejemplo) o aleaciones de níquel (monel), entonces los penetrantes
deberán tener un control muy rígido de contaminantes, como son los compuestos
halogenados (derivados del flúor, cloro, bromo, iodo) o de azufre (sulfatos o sulfuros), ya
que si quedan residuos de ellos, pueden ocasionar fracturas o fragilidad del material.

Todos los proveedores de productos de alta calidad proporcionan un certificado de

pureza de sus productos sin cargo adicional.

Si se trabaja bajo normas internacionales (Código ASME, API, AWS) o de

compañías (Belí, Pran & Whitney o GE), los líquidos deben ser de los proveedores de las
listas de proveedores aprobados o confiables publicados por ellos. En caso necesario, se
solicitará al proveedor una lista de qué normas, códigos o especificaciones de compañías
cubren sus productos.

Una vez seleccionado uno o varios proveedores, nunca se deberán mezclar sus
productos; como por ejemplo, emplear el revelador del proveedor A con un penetrante del
proveedor B o un penetrante de una sensibilidad con un revelador de otra sensibilidad,
aunque ambos sean fabricados por el mismo proveedor.

VENTAJAS DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES

 La inspección por líquidos penetrantes es extremadamente sensible a las

discontinuidades abiertas a la superficie.

 La configuración de las piezas a inspeccionar no representa un problema para la

inspección.

 Son relativamente fáciles de emplear.

 Brindan muy buena sensibilidad.

 Son económicos.

 Son razonablemente rápidos en cuanto a la aplicación, además de que el equipo

puede ser portátil.

 Se requiere de pocas horas de capacitación de los inspectores.

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LIMITACIONES QUE PRESENTAN LOS LÍQUIDOS PENETRANTES

 Sólo son aplicables a defectos superficiales y a materiales no porosos.

 Se requiere de una buena limpieza previa a la inspección.
 No se proporciona un registro permanente de la prueba no destructiva.
 Los Inspectores deben tener amplia experiencia en el trabajo.
 Una selección incorrecta de la combinación de revelador y penetrante puede
ocasionar falta de sensibilidad en el método.
 Es difícil quitarlo de roscas, ranuras, huecos escondidos y superficies ásperas

CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES

Existen dos tipos básicos de líquidos penetrantes, fluorescentes y no fluorescentes.

Las características distintivas principales entre los dos tipos son:

 Los líquidos penetrantes fluorescentes contienen un colorante que fluorese

bajo la luz negra o ultravioleta.
 Los líquidos penetrantes no fluorescentes contienen un colorante de alto
contraste bajo luz blanca.

El penetrante ideal para fines de inspección deberá reunir las siguientes

características:
 Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas.

 Habilidad para 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.

 Atóxico, inodoro, no corrosivo, antiinflamable, estable bajo condiciones de

almacenamiento y de costo razonable.

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PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES

Algunas de las propiedades físicas de los líquidos penetrantes son las siguientes:

 Tensión superficial: Es una de las propiedades más 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 más importantes. Esto se
refiere al ángulo de contacto del líquido con la superficie, el cual debe ser lo
más bajo posible.

 Viscosidad: La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones

tangenciales. Esta propiedad no produce efecto alguno en la habilidad del
líquido 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: Es la tendencia de los líquidos a vaporizarse. 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 pérdida 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.

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 Capacidad de disolución: El penetrante debe tener una elevada capacidad

para contener grandes concentraciones de pigmentos coloreados o
fluorescentes usados y mantenerlos en solución.

Propiedad física Penetrante Revelador

Capilaridad Alta Baja
Tensión superficial Baja Alta
Adherencia Baja Alta
Cohesión Baja Alta
Viscosidad Baja Alta
Partículas Pequeñas Grandes

3.- PROCEDIMINETO GENERAL PARA LA APLICACIÓN DE LÍQUIDOS

PENETRANTES

Primero que nada se tienen que definir ciertas propiedades físicas, que son los
conceptos de que se hacen mención:
 Capilaridad: La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión
superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le
confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
 Cohesión: Es la fuerza que mantiene a las moléculas de un cuerpo a distancias
cercanas unas de las otras.
 Adherencia: Es la fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes.
 Viscosidad: Es la resistencia al deslizamiento de una capa de un fluido sobre otra
capa.
 Tensión superficial: Es la fuerza no compensada que ejerce la superficie del líquido
debido a la tensión no compensada de las moléculas subsuperficiales sobre la
membrana superior.

a) Métodos de limpieza previa

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
componen el penetrante. Los métodos de limpieza previa aceptables incluyen:

 Limpieza con detergentes.

 Limpieza con solventes.
 Vapor desengrasante.
 Limpieza con vapor de agua.
 Ataque químico (decapado o ataque metalográfico)
 Limpieza con ultrasonidos.
 Uso de removedores y decapantes.
 Removedores.

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b) Aplicación del líquido penetrante

Una vez que la pieza se haya limpiado y secado debidamente, los penetrantes se
aplican por inmersión, rociado, con un cepillo o brocha, vertiendo el líquido sobre la pieza
o cualquier otro método que cubra completamente la zona que se inspecciona.

c) Métodos de aplicación

Las piezas a inspeccionar deben ser cubiertas completa y homogéneamente por el

penetrante. En algunos casos puede que sea necesario cubrir solo un área pequeña en
una pieza muy grande.

d) Tiempo de penetración

Es el tiempo total que se deja al penetrante en la superficie de la pieza, en este

tiempo el penetrante realiza su camino para penetrar en cualquier discontinuidad posible.
En general, cuanto más fina y pequeña sea la discontinuidad mayor será el tiempo de
penetración.

e) Remoción del exceso del penetrante

Después de la aplicación del líquido penetrante, y después de un tiempo apropiado

de penetración o escurrido, se debe retirar la capa superficial del penetrante de forma que
el único penetrante que permanezca sea el que se hubiera alojado en las
discontinuidades de la pieza.

f) Revelado

Durante la preparación de las piezas para la inspección es necesario sacarlas

después de la aplicación del revelador húmedo o eliminar el agua remanente antes del
uso del polvo revelador seco.

g) Tiempo de revelado

Es el tiempo que se deja transcurrir desde la aplicación del revelador hasta el

punto de la inspección de las indicaciones. Se debe dejar suficiente tiempo para que el
revelador cumpla con su función.

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h) Inspección

Después de la aplicación del revelador comienza el proceso de inspección visual.

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 la definición y bajo condiciones de iluminación que sean
compatibles con los colorantes de los penetrantes.

El proceso de inspección se compone de 3 etapas:

 Inspección
 Interpretación
 Evaluación

i) Regla Práctica

El tiempo de revelado es generalmente la mitad del tiempo de penetración. El

tiempo de revelado nunca debe ser menor de siete minutos.

j) Indicaciones no relevantes

Son verdaderas indicaciones de penetrante en la superficie de la pieza, causadas

por discontinuidades que están generalmente presentes en el diseño.

k) Indicaciones falsas

Se debe tener precaución de no confundir grietas o marcas con indicaciones

falsas, éstas son el resultado de alguna forma de contaminación con penetrante, estas
indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de discontinuidad.

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l) Limpieza final

La limpieza final debe llevarse a cabo en razón de que los productos usados en el
ensayo pueden interferir con los procesos siguientes o tener efecto nocivo para las piezas
en servicio, es decir, todo líquido o sustancia utilizada se debe de retirar del material
analizado a fin de evitar que la permanencia de éstos pudiera dañar la estructura del
material.

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MATERIALES Y EQUIPO

 -Líquidos:

 Penetrante (ó penetrador)
 Limpiador (ó removedor )
 Revelador

 -Estopa
 -Cubre boca
 -Gafas
 -Agua
 -1 vaso desechable
 -Cámara fotográfica
 -Compresora
 -Guantes de látex
 Cepillo de cerdas de alambre

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BIBLIOGRAFÍA:

http://www.estrucplan.com.ar/Articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=1589
http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_no_destructivo
http://materias.fi.uba.ar/7201/ENSAYOS%20DESTRUCTIVOS.pdf
http://html.rincondelvago.com/estructuras_1.html
http://www.buenastareas.com/ensayos/Ensayos-Destructivos/432775.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ressuage_principe_2.svg
http://www.monografias.com/trabajos31/liquidos-penetrantes/liquidos-penetrantes.shtml
http://materiales.eia.edu.co/laboratorios/liquidos/procedimiento.htm
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