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ELABORACIN DE LA DOCUMENTACIN PARA LA CERTIFICACIN DE PERSONAL EN EL ENSAYO NO DESTRUCTIVO DE LQUIDOS

PENETRANTES CON BASE EN LAS NORMAS ISO 17024 Y ASNT CP 189-2001

MAURICIO CANO MONTOYA

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA, RISARALDA

PEREIRA 2007

ELABORACIN DE LA DOCUMENTACIN PARA LA CERTIFICACIN DE PERSONAL EN EL ENSAYO NO DESTRUCTIVO DE LQUIDOS

PENETRANTES CON BASE EN LAS NORMAS ISO 17024 Y ASNT CP 189-2001

MAURICIO CANO MONTOYA

Trabajo de grado para optar al ttulo de Ingeniero Mecnico

Director Manuel Pinzn Candelario MSc. Ingeniero Metalrgico

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA, RISARALDA

PEREIRA 2007

Nota de aceptacin:

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Firma del presidente del jurado

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Firma del jurado

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Firma del jurado

Pereira, 10 de Octubre de 2007

A Dios que me ha dado la fuerza y la salud para alcanzar los objetivos propuestos. A mis padres y hermanos quienes con su apoyo incondicional han contribuido a que alcance una meta muy anhelada en mi vida.

AGRADECIMIENTOS

El autor expresa sus agradecimientos a:

MANUEL PINZN CANDELARIO. MSc. Ingeniero Metalrgico. Director del trabajo de grado y docente de la Facultad de Ingeniera Mecnica de la Universidad Tecnolgica de Pereira.

CONTENIDO

pg.

INTRODUCCIN 21

1. CONOCIMIENTOS GENERALES DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) 22

1.1 INSPECCIN VISUAL (IV) 23

1.2 PARTCULAS MAGNTICAS (PM) 24

1.3 ULTRASONIDO (UT) 26

1.4 PRUEBAS RADIOGRFICAS (RX) 27

1.5 PRUEBAS ELECTROMAGNTICAS (PE) 28

1.6 PRUEBAS DE FUGA 29

1.7 EMISIN ACSTICA (EA) 31

1.8 PRUEBAS INFRARROJAS (PI) 32

2. MTODO DE LQUIDOS PENETRANTES (LP) 34

2.1 PRINCIPIOS FSICOS Y CARACTERSTICAS DEL ENSAYO 35

2.1.1 Tensin superficial 35

2.1.2 Mojabilidad o poder de humectacin 36

2.1.3 Capilaridad 38

2.1.4 Viscosidad 43

2.1.5 Densidad 44

2.1.6 Volatilidad 45

2.1.7 Punto de inflamacin 45

2.1.8 Caractersticas generales de un LP 46

2.2 CLASIFICACIN DE LOS LQUIDOS PENETRANTES (LP) 47

2.2.1 Segn la norma ASTM E 165 47

2.2.2 Segn la norma DIN 54 152 47

2.2.3 Segn la norma IRAM-CNEA Y 500-1001 48

2.3 DESCRIPCIN DEL MTODO DE LQUIDOS PENETRANTES (LP) 49

2.3.1 Preparacin y limpieza inicial de la pieza 49

2.3.2 Aplicacin del LP y tiempo de penetracin 49

2.3.3 Remocin del exceso de penetrante 54

2.3.4 Secado 54

2.3.5 Aplicacin del revelador 54

2.3.6 Interpretacin de las indicaciones y evaluacin 55

2.3.7 Registro de las indicaciones 58

2.3.8 Gua de seleccin de la tcnica 60

2.3.9 Ventajas y limitaciones del mtodo de LP 62

2.4 DIFERENTES PROCEDIMIENTOS DE APLICACIN DE LP 62

2.4.1 Procedimientos A1; B1 63



2.5 EQUIPAMIENTO Y MATERIALES 66

2.5.1 Equipo porttil 66

2.5.2 Equipos estacionarios 66

2.5.3 Equipos automatizados 68

2.5.4 Fuentes de luz ultravioleta (UV) 68

2.5.5 Recintos de observacin de LP fluorescentes 69

2.5.6 Piezas de trabajo normalizadas para evaluacin y calificacin de procesos 70

2.6 NORMATIVIDAD PARA EL MTODO DE LP 71

2.6.1 Evaluacin de los materiales usados en el ensayo 73

2.6.2 Procedimientos 73

2.6.3 Instrucciones de ensayo 74

3. REQUERIMIENTOS PARA CERTIFICACIN 77

3.1 DEFINICIONES 77

3.1.1 Mtodo 77

3.1.2 Certificacin 77

3.1.3 Educacin 77

3.1.4 Empleador 77

3.1.5 Evaluacin 77

3.1.6 Instructor 77

3.1.7 Organizacin externa 77

3.1.8 Experiencia 78

3.1.9 Procedimiento 78

3.1.10 Calificacin 78

3.1.11 Entrenamiento 78

3.1.12 Nivel I y Nivel II 78

3.1.13 Nivel III 78

3.2 CLASIFICACIN GENERAL DE NIVELES 78

3.2.1 Nivel III en Lquidos Penetrantes (LP) 78

3.2.2 Nivel II en Lquidos Penetrantes (LP) 79

3.2.3 Nivel I en Lquidos Penetrantes (LP) 79

3.2.4 Aprendiz 79

3.2.5 Instructor 79

3.3 PROCEDIMIENTO DE CALIFICACIN Y CERTIFICACIN 80

3.4 REQUISITOS DE CALIFICACIN PARA NIVEL I Y NIVEL II 80

3.4.1 Entrenamiento Para Nivel I y Nivel II 80

3.4.2 Experiencia Para Nivel I y Nivel II 83

3.4.3 Experiencia y Entrenamiento Previos Para Nivel I y Nivel II 84

3.5 REQUISITOS DE CERTIFICACIN PARA INSTRUCTORES 85

4. EVALUACIONES PARA LA CERTIFICACIN 86

4.1 EVALUACIN DE LA VISIN 86

4.1.1 Visin cercana 86

4.1.2 Visin de color 86

4.1.3 Frecuencia de la evaluacin 86

4.2 EVALUACIN GENERAL PARA NIVEL I Y NIVEL II 87

4.3 EVALUACIN ESPECFICA PARA NIVEL I Y NIVEL II 88

4.4 EVALUACIN PRCTICA PARA NIVEL I Y NIVEL II 89

4.4.1 Evaluacin prctica para Nivel I 89

4.4.2 Evaluacin prctica para Nivel II 89

4.5 APROBACIN DE LAS EVALUACIONES 90

4.6 REEVALUACIN 90

5. RESPONSABILIDADES Y DISPOSICIONES LEGALES 91

5.1 RESPONSABILIDADES 91

5.2 EXPIRACIN, SUSPENSIN Y REVOCATORIA DE LA CERTIFICACIN 91

5.2.1 Expiracin 91

5.2.2 Suspensin 91

5.2.3 Revocatoria 91

5.3 RESTABLECIMIENTO DE LA CERTIFICACIN 92

5.3.1 Certificacin suspendida 92

5.3.2 Certificacin revocada o expirada 92

5.4 REGISTROS Y DOCUMENTACIN 92

5.4.1 Registros de certificacin 92

5.4.2 Registros de entrenamiento 93

5.4.3 Registro de experiencia 93

5.4.4 Registro de experiencia previa 93

5.4.5 Registro de examen visual 93

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 94

6.1 CONCLUSIONES 94

6.2 RECOMENDACIONES 95

BIBLIOGRAFA 96

LISTA DE TABLAS

pg.

Tabla 1. Principales END 23

Tabla 2. Caractersticas generales de un LP 46

Tabla 3. Tiempos de penetracin para LP coloreados 50

Tabla 4. Tiempos de penetracin para LP coloreados post-emulsificables 51

Tabla 5. Tiempos de penetracin para LP fluorescentes lavables con agua 52

Tabla 6. Tiempos de penetracin para LP fluorescentes post-emulsificables 53

Tabla 7. Gua de seleccin de la tcnica o del proceso 61

Tabla 8. Normas ASTM para Lquidos Penetrantes 71

Tabla 9. Normas ASME para Lquidos Penetrantes 72

Tabla 10. Normas MIL para Lquidos Penetrantes 72

Tabla 11. Normas IRAM, JIS Y DIN para Lquidos Penetrantes 73

Tabla 12. Entrenamiento inicial y experiencia requeridas para Nivel I y Nivel II 84

Tabla 13. Nmero de preguntas para la evaluacin general 87

Tabla 14. Nmero de preguntas para la evaluacin especfica 88

LISTA DE FIGURAS

pg.

Figura 1. Ensayo de partculas magnticas 24

Figura 2. Aplicacin tpica del ensayo de ultrasonido 26

Figura 3. Aplicacin tpica del ensayo de radiografa 27

Figura 4. Aplicacin del ensayo de corrientes de Eddy 29

Figura 5. Aplicacin tpica del ensayo de emisin acstica 31

Figura 6. Ejemplos de termografa 32

Figura 7. Existencia de tensin superficial 36

Figura 8. Criterio de mojabilidad 37

Figura 9. Perfil del menisco 38

Figura 10. Fenmeno de capilaridad 39

Figura 11. Efecto de la presin sobre el fenmeno de capilaridad 40

Figura 12. Anlisis entre extremos de dos tubos capilares 42

Figura 13. Descripcin general del mtodo de LP 55

Figura 14. Registros visuales de un ensayo 59

Figura 15. Ejemplo de un formulario de ensayo 60

Figura 16. Estacin tpica para inspeccionar piezas por el mtodo de penetrantes fluorescentes lavables con agua 67

Figura 17. Equipo utilizado para la inspeccin de gran variedad de fundiciones con especificaciones rgidas 67

Figura 18. Equipos automatizados para LP 68

Figura 19. Lmpara de vapor de mercurio 69

Figura 20. Diferentes bloques patrn 71

RESUMEN

Con el trabajo expuesto a continuacin, se pretende dar a conocer la importancia de los Ensayos No destructivos en el sector industrial actualmente. Del mismo modo, se pretende dejar total claridad acerca de la aplicacin del mtodo de Lquidos Penetrantes y a su vez, de los requisitos ms relevantes y necesarios para certificar personal en dicho ensayo.

Para la realizacin del proyecto, se hizo una investigacin exhaustiva del mtodo de LP que sirvi para recopilar suficiente informacin acerca de las caractersticas ms importantes de dicho mtodo. Por otro lado, se hizo un estudio minucioso de las normas ISO 17024 y ASNT CP 189 para determinar los requisitos, los niveles, la forma de evaluacin y las disposiciones legales necesarias para certificar personal en el mtodo Lquidos Penetrantes.

Los resultados del presente trabajo, representan un gran aporte al proceso que viene adelantando la Universidad Tecnolgica de Pereira de crear un Organismo Certificador de Personal (O.C.P), el cual cumpla con los requerimientos exigidos por la Superintendencia de Industria y Comercio para que sea acreditado. Esto gracias a que el contenido del trabajo est basado en normas internacionales, garantizando as que las exigencias de la Superintendencia se cumplirn y que el organismo creado gozar de buena credibilidad.

INTRODUCCIN

Actualmente, los Ensayos No Destructivos desempean un papel muy importante en el desarrollo de la industria. Las tcnicas utilizadas en dichos ensayos permiten detectar una gran cantidad de fallas que normalmente estn presentes en los procesos de produccin y que pueden generar grandes prdidas en dinero, vida humana y dao al medio ambiente. Pese a esto, en la regin del eje cafetero no es muy comn encontrar personal capacitado y certificado que pueda ofrecer servicios de inspeccin, consultora y asesora en este tipo de prcticas. Por esta razn las empresas de la regin se ven en la obligacin de solicitar dichos servicios desde otras regiones del pas, lo que incrementa los presupuestos destinados al mantenimiento y aseguramiento de la calidad de sus procesos productivos.

Para la elaboracin del trabajo, se realiz el estudio y el anlisis de las normas ISO 17024 y ASNT CP 189, las cuales determinan todos los parmetros requeridos para crear organismos certificadores de personal y los procedimientos a seguir a la hora de certificar personal en cualquier disciplina de los Ensayos No Destructivos.

Con la elaboracin de la documentacin para la certificacin de personal en el Ensayo No Destructivo de Lquidos Penetrantes se est haciendo un gran avance para la creacin de un Organismo Certificador de Personal, el cual es una iniciativa de la Universidad Tecnolgica de Pereira. Esto debido a que las caractersticas ms relevantes en la aplicacin del mtodo de Lquidos Penetrantes y los criterios necesarios para certificar personal en dicho mtodo, se determinan y se resaltan en el trabajo que se expone a continuacin.

1. CONOCIMIENTOS GENERALES DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)

Como su nombre lo indica, los END son pruebas de carcter NO destructivo que se realizan a los materiales, ya sean stos metales, plsticos (polmeros), cermicos o compuestos. Este tipo de pruebas generalmente se emplea para determinar cierta caracterstica fsica o qumica del material en cuestin.

Las principales aplicaciones de los END se pueden encontrar en:

Deteccin de discontinuidades (internas y superficiales). Determinacin de composicin qumica. Deteccin de fugas. Medicin de espesores y monitoreo de corrosin. Adherencia entre materiales. Inspeccin de uniones soldadas.

Los END son sumamente importantes en el continuo desarrollo industrial. Gracias a ellos es posible por ejemplo, determinar la presencia de defectos en los materiales o en las soldaduras de equipos tales como recipientes a presin, en los cuales una falla catastrfica puede representar grandes prdidas en dinero, vida humana y dao al medio ambiente.

Los principales END se muestran en la Tabla 1, en la cual se han agregado las abreviaciones en Ingls y Espaol.

Tabla 1. Principales END

TIPO DE PRUEBA ABREVIACIN EN ESPAOL ABREVIACIN

EN INGLS Inspeccin Visual IV VI

Lquidos Penetrantes LP PT Partculas Magnticas PM MT

Ultrasonido UT UT Pruebas Radiogrficas RX RT

Pruebas Electromagnticas (Corrientes de Eddy) PE ET Pruebas de Fuga PF LT Emisin Acstica EA AE

Pruebas Infrarrojas PI IT

1.1 INSPECCIN VISUAL (IV)

La inspeccin visual es uno de los END ms ampliamente utilizado, ya que se puede obtener informacin inmediata de la condicin superficial de los materiales que se inspeccionan, con el hecho de observar detenidamente el rea de inters.

En muchas ocasiones la persona que realiza IV recibe ayuda de algn dispositivo ptico (anteojos, lupas, etc.), ya sea para mejorar la percepcin de las imgenes o bien para proporcionar contacto visual en reas de difcil acceso. Por ejemplo, en el caso de inspeccionar el interior de tuberas de dimetro pequeo, es necesario utilizar boroscopios rgidos o flexibles, pequeas videocmaras, etc.

Es importante anotar que el personal que realiza IV debe tener conocimiento sobre los materiales que est inspeccionando, as como tambin del tipo de irregularidades o discontinuidades a detectar en los mismos.

Con lo anterior, se puede concluir que el personal que realiza IV debe tener cierto nivel de experiencia en la ejecucin de la tcnica en cuanto a situaciones especficas (Por ejemplo, la IV de uniones soldadas).

1.2 PARTCULAS MAGNTICAS (PM)

El ensayo de partculas magnticas se basa en el principio fsico conocido como Magnetismo, el cual exhiben principalmente los materiales ferrosos como el acero y que consiste en la capacidad o poder de atraccin entre materiales. Es decir, cuando un material es magntico atrae en sus extremos o polos a otros materiales igualmente magnticos o con capacidad para magnetizarse.

De acuerdo con lo anterior, si un material magntico presenta discontinuidades en su superficie, stas actuarn como polos y por tal atraern cualquier material magntico o ferromagntico que est cercano a dichas discontinuidades. De esta forma, un material magntico puede ser magnetizado local o globalmente y se puede esparcir sobre su superficie pequeos trozos o diminutas partculas magnticas. De la misma manera, si se observa cualquier acumulacin de dichas partculas sobre la superficie del material, se estara evidenciando la presencia de discontinuidades sub-superficiales y/o superficiales en el metal. Este mecanismo puede observarse en la figura 1.

Figura 1. Ensayo de partculas magnticas

El ensayo de PM est limitado a la deteccin de discontinuidades superficiales y en algunas ocasiones sub-superficiales. As mismo, su aplicacin tambin se encuentra limitada por su carcter magntico, es decir, solo puede ser aplicada en materiales ferromagnticos.

An as, este mtodo es ampliamente utilizado en el mbito industrial y algunas de sus principales aplicaciones se encuentran en:

El control de calidad o inspeccin de componentes maquinados. La deteccin de discontinuidades en la produccin de soldaduras. En programas de inspeccin y mantenimiento de componentes crticos en

plantas qumicas y petroqumicas (Recipientes a presin, tuberas, tanques de almacenamiento, etc.)

La deteccin de discontinuidades de componentes sujetos a cargas cclicas (Discontinuidades por Fatiga).

En general, existen dos principales medios o mecanismos mediante los cuales se puede aplicar el ensayo de PM, estos son: va hmeda y va seca. Cuando las partculas se aplican por va hmeda, stas normalmente se encuentran suspendidas en un medio lquido tal como aceite o agua. En la aplicacin de las partculas magnticas por va seca, stas se encuentran suspendidas en el aire.

As mismo, existen dos principales tipos de partculas magnticas: aquellas que son visibles con luz blanca natural o artificial y aquellas cuya observacin debe ser bajo luz negra o ultravioleta, las cuales son conocidas comnmente como partculas magnticas fluorescentes.

Cada medio de aplicacin (hmeda o seca) y cada tipo de partculas magnticas (visibles o fluorescentes) tiene sus ventajas y desventajas. El medio y el tipo de partcula a utilizar lo determinan distintos factores, entre los cuales se tienen: el tamao de las piezas a inspeccionar, el rea a inspeccionar, el ambiente bajo el cual se realiza la prueba, el tipo de discontinuidades a detectar y el costo. El personal que realiza este tipo de pruebas, generalmente realiza un anlisis de los factores anteriores para determinar cual es el medio y tipo ptimo de partculas magnticas a utilizar para cierta aplicacin especfica.

Otro factor importante a considerar, es la forma o mecanismo mediante el cual se magnetizan las piezas o el rea a inspeccionar, lo cual puede conseguirse de distintas formas, ya sea mediante el uso de un yugo electromagntico, puntas de contacto, imanes permanentes, etc.

1.3 ULTRASONIDO (UT)

El mtodo de Ultrasonido se basa en la generacin, propagacin y deteccin de ondas elsticas (sonido) a travs de los materiales. En la figura 2 se muestra un sensor o transductor (palpador) acsticamente acoplado en la superficie de un material. Este sensor contiene un elemento piezo-elctrico cuya funcin es convertir pulsos elctricos en pequeos movimientos o vibraciones, las cuales a su vez generan sonido con una frecuencia en el rango de los MegaHertz (inaudible al odo humano). El sonido o las vibraciones en forma de ondas elsticas se propagan a travs del material hasta que pierden por completo su intensidad hasta que topan con una interfase (algn otro material tal como el aire o el agua), la cual genera que las ondas experimenten fenmenos tales como: reflexin, refraccin, distorsin, etc. Dichos fenmenos pueden interpretarse como cambios en la intensidad, la direccin y el ngulo de propagacin de las ondas originales.

Figura 2. Aplicacin tpica del ensayo de ultrasonido

De esta manera, es posible aplicar el mtodo de Ultrasonido para determinar caractersticas de los materiales tales como:

Velocidad de propagacin de ondas. Tamao de grano en metales. Presencia de discontinuidades (grietas, poros, laminaciones, etc.) Adhesin entre materiales. Inspeccin de soldaduras. Medicin de espesores de pared.

Como puede observarse, con el mtodo de Ultrasonido es posible obtener una evaluacin de la condicin interna del material en cuestin. Sin embargo, este mtodo es ms complejo en prctica y en teora, lo cual demanda personal calificado para su aplicacin y para la interpretacin de indicaciones o resultados que se obtengan del ensayo.

1.4 PRUEBAS RADIOGRFICAS (RX)

La Radiografa como mtodo de END se basa en la capacidad de penetracin que caracteriza principalmente a los Rayos X y a los Rayos . Con este tipo de radiacin es posible irradiar un material con el fin de conocer si ste presenta cambios internos considerables como para dejar pasar, o bien, retener dicha radiacin. De esta manera es posible determinar la presencia de irregularidades internas con el simple hecho de medir o caracterizar la radiacin incidente contra la radiacin retenida o liberada por el material.

Actualmente, la manera ms sencilla para determinar la radiacin que pasa a travs de un material, consiste en colocar una pelcula radiogrfica cuya funcin es cambiar de tonalidad en el rea que recibe radiacin. Este mecanismo se puede entender mejor en la figura 3. En la parte superior se encuentra una fuente radiactiva, la cual emite radiacin a un material metlico quien a su vez presenta internamente una serie de poros, los cuales por contener aire o algn otro tipo de gas dejan pasar ms cantidad de radiacin que cualquier otra parte del material. El resultado queda plasmado en la pelcula radiogrfica situada en la parte inferior del material metlico.

Figura 3. Aplicacin tpica del ensayo de radiografa

Como puede observarse el mtodo de Radiografa es sumamente importante, ya que nos permite obtener una visin de la condicin interna de los materiales. De aqu que sea ampliamente utilizada en aplicaciones tales como medicina, evaluacin de soldaduras y control de calidad en la produccin de diferentes productos.

Sin embargo, este mtodo tambin tiene sus limitaciones. El equipo necesario para realizar una prueba radiogrfica presenta una seria limitacin si se considera su costo de adquisicin y mantenimiento. Del mismo modo, dado que en este mtodo de prueba se manejan materiales radiactivos, es necesario contar con un permiso autorizado para su uso, as como tambin, con detectores de radiacin para asegurar la integridad y salud del personal que realiza las pruebas radiogrficas.

1.5 PRUEBAS ELECTROMAGNTICAS (PE)

Las Pruebas Electromagnticas se basan en la medicin o caracterizacin de uno o ms campos magnticos generados elctricamente e inducidos en el material de prueba. Distintas condiciones tales como discontinuidades o diferencias en conductividad elctrica pueden ser las causantes de la distorsin o modificacin del campo magntico inducido. Este fenmeno se puede observar en la figura 4.

La tcnica ms utilizada en PE es la de Corrientes de Eddy. Esta tcnica puede ser empleada para identificar una amplia variedad de condiciones fsicas, estructurales y metalrgicas en materiales metlicos ferromagnticos y en materiales no metlicos que sean elctricamente conductores. De esta forma, la tcnica se emplea principalmente en la deteccin de discontinuidades superficiales.

Sus principales aplicaciones se encuentran en la medicin o determinacin de propiedades tales como la conductividad elctrica, la permeabilidad magntica, el tamao de grano, dureza, dimensiones fsicas, etc. Tambin sirve para detectar traslapes, grietas, porosidades e inclusiones.

Figura 4. Aplicacin del ensayo de corrientes de Eddy

Este tipo de ensayos ofrece la ventaja de que los resultados de prueba se obtienen casi en forma instantnea. Adems, dado que lo nico que se requiere es inducir un campo magntico, no hay necesidad de tener contacto directo con el material de prueba, minimizando as la posibilidad de causar algn dao a dicho material. Sin embargo, la tcnica est limitada a la deteccin de discontinuidades superficiales y a materiales conductores.

1.6 PRUEBAS DE FUGA (PF)

Las Pruebas de Deteccin de Fugas se utilizan en sistemas o componentes presurizados o que trabajan en vaco. Esto con el fin de detectar y localizar fugas, adems de medir la cantidad de fluido que escapa por ellas.

Las fugas son orificios que pueden presentarse en forma de grietas, fisuras, hendiduras, etc., y en donde puede recluirse o escaparse algn fluido.

La Deteccin de Fugas es de gran importancia, ya que una fuga puede afectar la seguridad o desempeo de distintos componentes y reducen enormemente su confiabilidad. Generalmente, las pruebas de deteccin de fugas se realizan:

Para prevenir fugas de materiales que puedan interferir con la operacin de algn sistema.

Para prevenir fuego, explosiones y contaminacin ambiental, o dao al ser humano.

Para detectar componentes no confiables o aquellos en donde el volumen de fuga exceda los estndares de aceptacin.

El propsito de estas pruebas es asegurar la confiabilidad y servicio de componentes y prevenir fallas prematuras en sistemas que contienen fluidos trabajando a presin o en vaco. Los componentes o sistemas a los cuales generalmente se les realiza pruebas de deteccin de fugas son:

Recipientes y componentes hermticos. Para prevenir la entrada de contaminacin o preservar internamente los fluidos contenidos. Por ejemplo: dispositivos electrnicos, circuitos integrados, motores y contactos sellados.

Sistemas hermticos. Para prevenir la prdida de los fluidos contenidos. Por ejemplo: sistemas hidrulicos y de refrigeracin; en la industria petroqumica para vlvulas, tuberas y recipientes.

Recipientes y componentes al vaco. Para verificar el deterioro del sistema de vaco con el tiempo. Por ejemplo: tubos de rayos catdicos, artculos empacados en vaco y juntas de expansin.

Sistemas generadores de vaco. Para verificar fugas que minimizan su desempeo.

Dentro de los diferentes tipos de pruebas de fuga se tienen: Ultrasonido. Burbujeo. Lquidos Penetrantes. Medicin de presin. Deteccin de Halgenos (Diodo de Halgeno). Espectrmetro de Helio. Radioistopos trazadores.

La seleccin del mtodo a utilizar generalmente se basa en el tipo de fuga a detectar, el tipo de servicio del componente en cuestin y el costo de la prueba. En cualquier caso es necesario, al igual que en otros mtodos de END, que el personal que los realice est calificado en la aplicacin de los mismos.

1.7 EMISIN ACSTICA (EA)

Actualmente, uno de los END que ha venido teniendo gran aplicacin a nivel mundial en la inspeccin de una amplia variedad de materiales y componentes estructurales, es sin duda el mtodo de emisin acstica.

Este mtodo detecta cambios internos en los materiales o dicho de otra manera, detecta movimientos muy pequeos que ocurren en los materiales. Dichos movimientos pueden ocurrir cuando existen cambios micro-estructurales como transformaciones de fase en los metales, crecimiento de grietas, fractura de los frgiles productos de corrosin, cedencia, deformacin plstica, etc.

La deteccin de las alteraciones mencionadas, se basa en el hecho de que cuando ocurren, parte de la energa que liberan es transmitida hacia el exterior del material en forma de ondas elsticas (sonido), es decir, emiten sonido.

La localizacin de dichas ondas elsticas se realiza mediante el uso de sensores piezo-elctricos, los cuales son instalados en la superficie del material. Los sensores al igual que en el mtodo de Ultrasonido convierten las ondas elsticas en pulsos elctricos y los envan hacia un sistema de adquisicin de datos, en el cual se realiza el anlisis de los mismos (ver figura 5).

Figura 5. Aplicacin tpica del ensayo de emisin acstica

La figura muestra un cuerpo con una discontinuidad inicial sometido a esfuerzo de tensin. Si la discontinuidad crece o se desarrolla, sus seales de emisin acstica asociadas revelarn su existencia durante su crecimiento. Esta es una de las principales ventajas de la tcnica de Emisin Acstica Monitoreo en Tiempo Real.

1.8 PRUEBAS INFRARROJAS (PI)

La principal tcnica empleada en las Pruebas Infrarrojas es la Termografa Infrarroja (TI). Esta tcnica se basa en la deteccin de reas calientes o fras mediante el anlisis de la parte infrarroja del espectro electromagntico. La radiacin infrarroja se transmite en forma de calor mediante ondas electromagnticas a travs del espacio. De esta forma, mediante el uso de instrumentos capaces de detectar la radiacin infrarroja, es posible detectar discontinuidades superficiales y sub-superficiales en los materiales.

Generalmente, en la tcnica de TI se emplean una o ms cmaras que proporcionan una imagen infrarroja (termograma), en la cual las reas calientes se diferencian de las reas fras por diferencias de tonalidades.

Como ejemplo podemos observar la termografa de la figura 6, en la cual los tonos amarillos y rojizos representan las reas calientes y los tonos azules y violetas representan las reas fras.

Figura 6. Ejemplos de termografa

De esta forma se puede obtener un termograma tpico de una pieza o componente sin discontinuidades. Posteriormente, si hubiese alguna discontinuidad, sta interrumpir el flujo o gradiente trmico normal, lo cual ser evidente en el termograma.

La tcnica de TI ofrece grandes ventajas entre las cuales se tienen: no requiere contacto fsico, la prueba se efecta con rapidez incluso en grandes reas, los resultados de la prueba se obtienen en forma de una imagen o fotografa lo cual agiliza la evaluacin de los mismos.

En general, existen dos principales tcnicas de TI: La termografa pasiva y la termografa activa.

Termografa pasiva. Consiste en obtener un termograma del componente en cuestin, sin la aplicacin de energa. El componente por si mismo proporciona la energa para generar la imagen infrarroja. Ejemplos de la aplicacin de sta tcnica se encuentran en la evaluacin de un motor funcionando, maquinaria industrial, conductores elctricos, etc.

Termografa activa. En esta tcnica, para obtener un termograma es necesario inducir cierta energa al material o componente en cuestin. Muchas componentes, dadas sus condiciones de operacin y servicio, son evaluados en forma esttica o a temperatura ambiente, lo cual da lugar a que el termograma que se obtenga presente un patrn o gradiente trmico uniforme. Es en este tipo de situaciones en que la termografa activa tiene uso, por lo cual esta tcnica puede ser empleada en la deteccin de laminaciones o inclusiones, las cuales representan variaciones en conduccin de calor y por lo tanto son evidentes en el termograma.

Hoy en da la Termografa Infrarroja se utiliza exitosamente en numerosas aplicaciones, entre las cuales se tienen: discontinuidades sub-superficiales y superficiales como la corrosin, resistencia elctrica, inclusiones, prdida de material, grietas, esfuerzos residuales, deficiencias en espesores de recubrimiento, etc. El principal inconveniente de las pruebas infrarrojas puede ser el costo del equipo. Sin embargo, los resultados se obtienen rpidamente y la evaluacin es relativamente sencilla, por lo que no se requiere mucho entrenamiento en el uso y aplicacin de la tcnica.

2. MTODO DE LQUIDOS PENETRANTES (LP)

El END de Lquidos Penetrantes se emplea generalmente para evidenciar discontinuidades superficiales sobre casi todos los materiales no porosos (o con excesiva rugosidad o escamado) como metales, cermicos, vidrios, plsticos, etc., caracterstica que lo hace utilizable en innumerables campos de aplicacin.

El ensayo de LP se introdujo a la industria en los aos que precedieron a la Segunda Guerra Mundial, la causa Principal fue la necesidad de poder disponer de un control vlido alternativo al de Partculas Magnetizables el cual requera, para su aplicacin, materiales con caractersticas ferromagnticas, especialmente en el campo aeronutico.

El origen del ensayo de LP se remonta a fines del siglo pasado en donde los talleres ferroviarios de Harford (EE.UU.) aplicaban el procedimiento de aceite y blanqueo para la deteccin de fisuras en componentes de vagones y locomotoras. La tcnica en especial consista en una buena limpieza del elemento a ensayar con la ayuda de agua caliente y con su respectivo secado. Posteriormente se sumerga el elemento en una mezcla caliente de aceite (25%) y queroseno (75%), quitando el exceso con trapos y papeles. El siguiente paso era el blanqueo con cal o tiza en una suspensin alcohlica. Por ltimo se observaba la posible exudacin del aceite en la cal en las zonas defectuosas del elemento. Este mtodo presentaba baja sensibilidad debido al poco contraste y a las caractersticas inadecuadas de los lquidos empleados.

En 1941 Roberto y Jos Switzer patentaron un mtodo mejorado, el cual fue vendido a Magnaflux Corporation. De esta manera, con su comercializacin comenz la difusin de la tcnica.

Actualmente el END de LP posee una alta sofisticacin en cuanto a las caractersticas de los productos empleados, pudindose detectar en condiciones especiales, fisuras de espesores de decimos de micrn.

2.1 PRINCIPIOS FSICOS Y CARACTERSTICAS DEL ENSAYO

El principio en el cual se basa el ensayo de LP consiste en la capacidad de que dicho lquido pueda penetrar (por capilaridad, no por gravedad) y ser retenido en discontinuidades tales como fisuras y poros abiertos a la superficie.

Sin embargo, no es posible enunciar una caracterstica fsica que por s sola, determine terminantemente la bondad de un LP.

Las principales propiedades fsicas de los LP que se pueden considerar se describen a continuacin.

2.1.1 Tensin superficial. La tensin superficial es la forma de cohesin de las molculas de la superficie del lquido en funcin de la cual, a igualdad de volumen, asume la forma correspondiente a la mnima superficie compatible con el vnculo externo. La forma de la gota simplifica este concepto.

Para demostrar la existencia de la tensin superficial, se usa un marco rectangular con un lado corredizo en el cual se extiende una pelcula de agua jabonosa. El lado corredizo est sometido a una fuerza que tiende a volverlo a su posicin cuando se lo aleja. Midiendo el trabajo dL de superficie de la pelcula lquida, se obtiene de la frmula de Gauss: (Ver figura 7)

Figura 7. Existencia de tensin superficial

Un ejemplo de cmo acta la tensin superficial es una pompa de jabn. Dicha pompa consiste en una lmina de agua jabonosa que tiende a asumir la superficie mnima, que para el caso es de forma esfrica.

La tensin superficial, as como la viscosidad, dependen de la temperatura y disminuyen con el aumento de la energa cintica de las molculas del lquido. Por otro lado, la tensin superficial tambin es funcin del estado superficial.

La temperatura superficial de los Lquidos Penetrantes es normalmente de 25 dinas/cm a 30 dinas/cm.

2.1.2 Mojabilidad o poder de humectacin. Por mojabilidad se entiende a la propiedad de un lquido de expandirse adhirindose a la superficie de un slido, la cual depende de la interaccin del lquido con la fase slida y gaseosa en la que se encuentra. La mojabilidad est estrechamente ligada a la tensin superficial y est determinada por el ngulo de contacto con la superficie . En la figura 8 se muestran tres condiciones intermedias: < 90; = 90; > 90.

Figura 8. Criterio de mojabilidad

Un LP de buena calidad debe poseer un bajo ngulo de contacto a fin de asegurar una buena mojabilidad de la superficie de examen y una ptima penetracin en las discontinuidades.

Es fcil demostrar que con una buena tensin superficial no es suficiente para garantizar la capacidad de penetracin y en consecuencia la calidad de un producto. Por ejemplo el agua, teniendo una alta tensin superficial, posee un ngulo de contacto grande que la hace escasamente penetrable. Si a dicha agua se le agregan agentes humectantes, el ngulo es drsticamente reducido y aunque se obtiene una consiguiente reduccin de la tensin superficial, ella podr resultar buen penetrante.

Por lo tanto, en la evaluacin del producto se debe evaluar separadamente la tensin superficial y el ngulo de contacto para no llegar a conclusiones errneas.

Se sabe que la interaccin de las partculas de lquido con las partculas slidas ejerce una influencia sobre la forma de la superficie del lquido dentro del recipiente. Si una gran cantidad de lquido est contenido en un gran recipiente, la forma de su superficie est determinada por el peso, el cual engendra una superficie plana y horizontal en su parte media.

Sin embargo, junto a las paredes del recipiente, la superficie del lquido adquiere una curvatura que se llama menisco, y que puede ser cncavo cuando el lquido moja la superficie (Fig. 9-a) o convexo para los que no la mojan (Fig. 9-b).

Figura 9. Perfil del menisco

2.1.3 Capilaridad. Se ha visto que la superficie de un lquido contenido en un recipiente presenta cierta curvatura en las fronteras del lquido y las paredes slidas del recipiente. Sobre el resto de la superficie, conserva una forma plana. Pero si el tamao total de la superficie es pequeo, toda la superficie del lquido sentir la influencia de las paredes y ste aparece curvo en toda su extensin.

En este caso, cuando las dimensiones del recipiente en el que se encuentra el lquido o en el caso ms general, si la distancia entre las superficies limitantes del lquido es comparable al radio de curvatura de su superficie, a estos recipientes se los llamar capilares. A los fenmenos que tienen lugar dentro de estos recipientes se denominan fenmenos de capilaridad o simplemente capilaridad.

La capilaridad viene generalmente entendida cuando se analiza el particular fenmeno por el cual, cuando se sumerge un tubo capilar en un lquido, se obtiene una diferencia de niveles entre el lquido contenido en el tubo y aquel que permanece afuera, formando el lquido de un menisco. El desnivel obtenido podr ser positivo o negativo, segn el ngulo de contacto y la mojabilidad del lquido. Si se tiene una buena mojabilidad ( < 90) en el interior del capilar se obtiene un aumento del nivel (desnivel positivo), en el caso contrario ( > 90) el nivel baja. Ver figura 10.

Figura 10. Fenmeno de capilaridad

En razn de la presin engendrada por la curvatura de la superficie, el lquido contenido en el tubo est sometido a una presin P dirigida hacia el centro de curvatura del menisco, es decir hacia arriba, e igual a:

Donde: ro: Radio del menisco. : Coeficiente de tensin superficial del lquido.

Son los efectos de dicha presin por la cual el lquido sube por el tubo hasta una altura h, a la cual la presin hidrosttica gh de la columna de lquido equilibra a la presin P (ver figura 11). La condicin de equilibrio es debida al accionar de las dos fuerzas contrapuestas: una hacia arriba (T) debido a la tensin superficial, y la otra hacia abajo (P) debida al peso de la columna de lquido.

Figura 11. Efecto de la presin sobre el fenmeno de capilaridad

Habiendo definido anteriormente la tensin superficial como una fuerza por unidad de longitud (dina/cm), se tendr que la resultante vertical T en el interior de un capilar de radio r, est dada por la siguiente relacin: (ver Fig. 11)

La fuerza P ejercida por el peso de la columna de lquido se calcula mediante:

Donde: : densidad del lquido. g: aceleracin de la gravedad h: desnivel.

En condiciones de equilibrio T = P se tiene que:

Por lo tanto, colocando un Lquido Penetrante en un tubo capilar de radio r conocido y midiendo el desnivel h que se crea, es posible calcular el valor de la tensin superficial mediante la siguiente expresin:

La diferencia de niveles que se crea resulta mayor cuanto ms pequeo sea el dimetro interno del tubo capilar.

El fenmeno de Capilaridad constituye la base de la accin penetrante de un lquido en el interior de las discontinuidades (1)

Tomando como una buena aproximacin el cos 1, la tensin superficial est dada por la siguiente expresin:

La ascensin capilar permite explicar una serie de fenmenos bien conocidos como la absorcin del lquido por un papel de filtro fabricado de manera que presente poros finos y sinuosos, el escurrido del petrleo hacia el pozo, la subida de la savia a lo largo de los troncos de los rboles en donde las fibras de la madera juegan el rol de tubos capilares, etc.

En realidad, considerar un tubo capilar como una discontinuidad no es completamente exacto por cuanto uno es abierto en sus dos extremidades, y el otro comnmente no atraviesa el total de la pared del material en examen. Si se sumergen dos tubos capilares, uno con los dos extremos abiertos y el otro slo con uno (ver Fig. 12) en este ltimo se obtiene desnivel menor. Este fenmeno se debe a que el rea presente en el tubo, comprimindose a causa del aumento del nivel, genera una presin P1 que se suma al peso P de la columna de lquido.

Ing. Ricardo Echevarria Lab. de E.N.D Fac. de Ingeniera Universidad Nac. del Comahue

Figura 12. Anlisis entre extremos de dos tubos capilares

Esta condicin simula de manera ms correcta lo que sucede realmente en la discontinuidad no pasante, en cuanto que el penetrante deber vencer la presin del rea en ella contenida.

La presin ejercida por el penetrante para introducirse en la discontinuidad, se denomina generalmente Presin de Capilaridad y se calcula de la siguiente manera:

Donde: P: Presin de Capilaridad. : Tensin Superficial del Lquido Penetrante. : ngulo de Contacto.

W: Longitud de la Discontinuidad.

Esta relacin muestra claramente como la presin de capilaridad est ligada a las caractersticas fsico-qumicas del producto (, cos ) y a las caractersticas de la discontinuidad (W).

Por lo tanto se pueden hacer las siguientes consideraciones:

La presin de capilaridad aumenta con el aumento de la tensin superficial. La presin de capilaridad aumenta cuando disminuye el ngulo de contacto (y

en consecuencia aumenta la mojabilidad). La presin de capilaridad aumenta cuando disminuye el largo de la

discontinuidad.

2.1.4 Viscosidad. La viscosidad de un fluido es la propiedad fsica debida a la interaccin interna de las molculas denominada cohesin, y corresponde a la fuerza tangencial o de corte debida a dicha cohesin que hay que vencer para separar dos capas adyacentes en el lquido.

El coeficiente de viscosidad es la fuerza por unidad de superficie para mantener una diferencia de velocidad de 1 cm/seg entre dos estratos paralelos y distantes 1 cm entre ellos y se expresa en dina/cm2 seg.

El inverso del coeficiente de viscosidad se denomina fluidez y se representa con = 1/. La viscosidad no influye directamente sobre la valoracin cuantitativa del LP, pero se asume una particular importancia en la fase operativa del ensayo.

En otras palabras, el LP debe poseer la suficiente fluidez para entrar con facilidad y rapidez en los defectos tanto como para salir de ellos cuando se lo requiera. Al mismo tiempo debe ser lo suficientemente viscoso como para no ser extrable fcilmente de las discontinuidades en la etapa de remocin del exceso (Ver numeral 2.2).

La eficiencia global del proceso puede ser considerada mayor o menor segn el riesgo de prdida de las indicaciones en la etapa de remocin del exceso segn se considere prevaleciente o no sobre la velocidad de penetracin en la discontinuidad y sobre la eficiencia del revelado.

Los LP de alta viscosidad (tixotrpicos) son usados para aplicaciones en spray o de manera electrosttica por cuanto tienen una lenta velocidad de drenaje. Por esta razn, son particularmente usados sobre superficies verticales.

Los LP de baja viscosidad son utilizados para aplicaciones por inmersin, en donde se requiere un rpido drenaje para disminuir el consumo de penetrante y la contaminacin del emulsificador y/o el agua.

Es fcil determinar como la viscosidad de un LP es determinante en la velocidad de penetracin en una discontinuidad. Si se tienen dos LP con idntico Parmetro de Sensibilidad Esttica (PPE) ( = ) pero con distintos valores de viscosidad (), el LP con mayor viscosidad emplear ms tiempo para entrar en una discontinuidad de dimensiones Standard.

Dicha consideracin est relacionada con el Parmetro de Penetrabilidad Cinemtica (PPC), el cual es directamente proporcional a la tensin superficial y al ngulo de contacto, e inversamente proporcional a la viscosidad.

=

Por lo tanto los LP con alto valor de PPC (baja viscosidad), necesitarn de un tiempo menor de penetracin con la consiguiente reduccin del tiempo de inspeccin. Del mismo modo, un LP caracterizado por una baja viscosidad escurrir rpidamente de la superficie de examen, especialmente si dicha superficie es vertical o inclinada. Dicho fenmeno incide negativamente en el accionar del LP y en la confiabilidad del ensayo.

En consecuencia, si el caso particular exige el uso de LP de baja viscosidad, ser preferible aplicar la tcnica de inmersin para asegurar una suficiente cantidad de penetrante sobre la superficie a controlar.

En el caso de utilizar un LP de alta viscosidad, se recomienda hacer alguna evaluacin econmica.

2.1.5 Densidad. De manera general, los LP poseen un Peso Especfico (PE) muy bajo. Esto debido a que la gran mayora de LP son compuestos orgnicos oleosos. Por tal razn, el PE y la densidad de un LP no inciden directamente sobre la sensibilidad y confiabilidad del ensayo.

La densidad aumenta con el incremento de la temperatura debido a la evaporacin de los componentes ms voltiles que generalmente ms ligeros.

La densidad para lquidos se mide en g/cm3 y para reveladores en polvos para dar una idea de granulometra o finura se mide en g/cm3. En reveladores secos, la densidad debe ser normalmente menor a 200 g/L.

2.1.6 Volatilidad. Por volatilidad se entiende la propiedad fsico-qumica de algunos elementos, constituyentes de la mezcla lquida, de pasar fcilmente al estado gaseoso (evaporarse) de la superficie de examen.

La consecuencia inmediata de la volatilidad es la variacin de la composicin qumica (y por lo tanto de la tensin superficial, mojabilidad, viscosidad densidad, etc.) de la mezcla original.

La volatilidad es funcin de la temperatura y la presin a la cual se encuentra la mezcla del LP.

Es evidente que para un LP ideal, la volatilidad debe ser mnima y similar para cada componente. Esto con el objeto de mantener la composicin qumica original.

Un LP muy voltil no resulta econmicamente competitivo debido a que si se usa en un contenedor abierto para la tcnica por inmersin, tiende continuamente a evaporarse con la consiguiente prdida de sus caractersticas.

2.1.7 Punto de inflamacin. Es la temperatura mnima a la cual el LP debe ser calentado, en condiciones normalizadas de laboratorio, para producir vapor en cantidad suficiente como para formar una mezcla inflamable.

En la inspeccin por LP se requieren penetrantes con un alto punto de inflamabilidad y un bajo grado de volatilidad para ajustarse a las normas de seguridad vigentes.

La medicin del punto inflamabilidad se puede hacer con el aparato de Tag (Norma ASTM D-56) cuando su valor es inferior a 80 C y con el mtodo Cleveland de vaso abierto (Norma ASTM D-92) para puntos de inflamabilidad mayores de 80 C.

2.1.8 Caractersticas generales de un LP. Las propiedades fsicas que deben poseer de manera general los LP y sus respectivos reveladores se resumen en la tabla 2.

Tabla 2. Caractersticas generales de un LP

PROPIEDAD FSICA PENETRANTE REVELADOR Capilaridad Alta Baja

Tensin Superficial Baja Alta

Adherencia Baja Alta

Cohesin Baja Alta

Viscosidad Baja Alta

Partculas Pequeas Grandes

Despus de definir los principios fsicos ms relevantes de los LP, se puede decir que un LP es ideal cuando rene las siguientes propiedades o caractersticas:

Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeas y estrechas. Habilidad de mantener su color o fluorescencia. Habilidad de expandirse en capas muy finas. Resistencia a la evaporacin. No corrosivo. Poco inflamable. Estable bajo condiciones de almacenamiento.

2.2 CLASIFICACIN DE LOS LQUIDOS PENETRANTES (LP)

2.2.1 Segn la norma ASTM E 165

Tipo I: Fluorescente. Mtodo A: Lavable con agua (ASTM E-1200). Mtodo B: Postemulsificable lipoflico (ASTM E-1208). Mtodo C: Removible con solvente (ASTM E-1219). Mtodo D: Postemulsificable hidroflico (ASTM E-1210).

Tipo II: Coloreado (Permanente o Visible). Mtodo A: Lavables con agua (ASTM E-1418) Mtodo C: Removibles con solvente (ASTM E-1220)

2.2.2 Segn la norma DIN 54 152

Penetrantes Cdigo Designacin A Fluorescente B Coloreado C Fluorescente y Coloreado

Removedores Cdigo Designacin A Solvente lquido B Agua y solvente C Agua D Emulsificadores hidroflicos (base agua) E Emulsificadores lipoflicos (base aceite)

Reveladores Cdigo Designacin A Seco B No acuoso C Acuoso

2.2.3 Segn la norma IRAM-CNEA Y 500-1001

Penetrantes 1. Lavables con agua

A: Penetrante Fluorescente 2. Postemulsificables 3. Removibles con solvente

1. Lavables con agua B: Penetrante Coloreado 2. Postemulsificables 3. Removibles con solvente 1. Lavables con agua C: Penetrante de Uso Dual 2. Postemulsificables 3. Removibles con solvente

Removedores

a. Agua 1. Base Oleosa

b. Emulsionantes 2. Base Acuosa

c. Disolventes

Reveladores

a. Polvos secos 1. Dispersin de polvo en agua

b. Dispersiones y soluciones acuosas 2. Solucin de polvo en agua c. Suspensin de polvo en disolventes Voltiles no acuosos

2.3 DESCRIPCIN DEL MTODO DE LQUIDOS PENETRANTES (LP)

Normalmente la tcnica del ensayo de LP se puede describir mediante los siguientes pasos:

2.3.1 Preparacin y limpieza inicial de la pieza (Fig.13-a). Para aplicar de manera adecuada la tcnica, es necesario identificar perfectamente la pieza a inspeccionar. Se recomienda ensayar la pieza por lo menos una pulgada hacia las adyacencias de la zona de Inters y proteger las dems reas que no sern ensayadas.

La preparacin o acondicionamiento superficial, es una de las fases crticas del proceso de ensayo por cuanto si sta no es idnea, las discontinuidades quedarn obturadas con suciedad y el penetrante no podr hacer su trabajo. La eleccin del mtodo de limpieza depender del tipo de contaminante que ser removido, del tipo de material a ser ensayado (propiedades termomecnicas, dureza, aleacin y terminacin superficial) y del tamao de la pieza.

La superficie de ensayo debe quedar libre de contaminantes como pintura, aceite, grasa, xidos y taladrinas. Esto se puede lograr empleando mtodos de limpieza qumicos, debido a que los mtodos mecnicos como ya se mencion, pueden obstruir la deteccin de defectos existentes. Entre los mtodos qumicos ms comunes se tienen: Inmersin en caliente con soluciones detergentes, desengrase usando vapor o disolventes, desoxidacin utilizando componentes alcalinos o cidos y para eliminar pinturas se utilizan componentes custicos.

Una vez realizado el acondicionamiento superficial, la pieza debe quedar totalmente seca. Esto se puede lograr por evaporacin natural, recirculacin de aire fro o caliente o utilizando lmparas o estufas. El tiempo mnimo de secado deber determinarse de manera experimental, dependiendo de los productos y materiales en uso y teniendo en cuenta que la pieza deber estar a una temperatura entre 16 C y 52 C (2).

2.3.2 Aplicacin del LP y tiempo de penetracin (Fig. 13-b). El LP se aplica por inmersin, con pincel o por spray. Si para este ltimo caso se usan equipos de aire comprimido se deben colocar filtros en la entrada de aire para evitar contaminar el penetrante con partculas presentes en el circuito. El penetrante se vierte sobre la pieza cubriendo la zona de inspeccin. norma ASME Seccin V T652

Es necesario obtener una pelcula fina y uniforme en toda la superficie de inters y dejar transcurrir un tiempo prudente para que el lquido penetre en los defectos. Dicho tiempo de penetracin es crtico y depende de la temperatura de ensayo (16 C y 52 C), tipo de discontinuidad y material. Por consiguiente el mnimo tiempo de penetracin ser el recomendado por las normas o el que determine un procedimiento calificado. En las tablas 3, 4, 5 y 6 se describen los tiempos de penetracin para diferentes tipos de penetrantes, segn el tipo de defectos.

Tabla 3. Tiempos de penetracin para LP coloreados

TIPO DE DEFECTO TIEMPO DE PENETRACIN (min) Fisuras de Tratamiento Trmico 2 Fisuras de Amolado 10 Fisuras de Fatiga 10 En Plsticos 1 5 En Cermicos 1 5 En Herramientas de Corte 1 10 En Forjados 20 En Soldaduras 10 20 Solapado en Fro de Fundiciones en Matriz 10 20 Porosidad en Cermicos 3 10 En Fundiciones en Matriz 3 10 Solapados de Forja 20

Tabla 4. Tiempos de penetracin para LP coloreados post-emulsificables

MATERIAL Y CONDICIN DEFECTO

TIEMPO DE APLICACIN (min)

15C 32C 1C 15C

Todos Los Metales Fisuras de Tratamiento Trmico 3 -5 10 - 15

Todos Los Metales Fisuras de Amolado 7 10 15 - 20

Todos Los Metales Fisuras de Fatiga 8 10 16 - 20

Plsticos Fisuras 3 5 10 - 15

Cermicos Fisuras 3 5 10 - 15

Cermicos Porosidad 3 5 10 - 15

Herramientas de Corte

Puntas de Carburos Bronceado Pobre 3 5 10 - 15

Puntas de Corte Fisuras en la Punta 3 5 10 - 15

Puntas de Corte Fisuras en la Caa 3 5 10 - 15

Metales

Fundiciones de Molde Permanente Porosidad de Rechupe 3 5 10 - 15

Fundiciones en Matriz Porosidad Superficial 3 5 10 - 15

Fundiciones en Matriz Solapado en Fro 3 20 10 - 20

Forjados Fisuras y Solapados 7 20 15 - 20

Metal Rolado Costuras 7 20 10 - 15

Soldaduras de Aluminio Fisuras y Porosidades 3 5 10 - 15

Soldaduras de Acero Fisuras y Porosidades 7 20 15 - 20

Tabla 5. Tiempos de penetracin para LP fluorescentes lavables con agua

MATERIAL CONFORMADO TIPO DE DEFECTO TIEMPO DE

PENETRACIN (min)

Aluminio

Fundiciones Porosidad 5 15 Cerrado en fro 5 15 Forjados Solapados 30 Soldaduras Falta de unin 30 Porosidad 30 Todos los conformados Fisuras de fatiga 30

Magnesio

Fundiciones Porosidad 15 Cerrado en fro 15 Forjados Solapados 30 Soldaduras Falta de unin 30 Porosidad 30 Todos los conformados Fisuras de fatiga 30

Aceros Inoxidables


Latn y

Bronce

Fundiciones Porosidad 10 Cerrado en fro 10 Forjados Solapados 30 Partes Bronceadas Falta de unin 15 Porosidad 15 Todos los conformados Fisuras de fatiga 30

Plsticos Todos los conformados Fisuras 5 30

Vidrios Todos los conformados Fisuras 5 30

Herramientas con Punta de Carburos ----------

Falta de unin 30 Porosidad 30 Fisuras de amolado 10

Titanio y Aleaciones Para Alta

Temperatura ----------- Todas

Uso solamente con penetrantes

post-emulsificables

Tabla 6. Tiempos de penetracin para LP fluorescentes post-emulsificables

MATERIAL CONFORMADO TIPO DE DEFECTO TIEMPO DE

PENETRACIN (min)

Aluminio


Magnesio


Aceros Inoxidables


Latn y

Bronce

Fundiciones Porosidad 5 Cerrado en fro 5 Forjados Solapados 10 Partes Bronceadas Falta de unin 10 Porosidad 10 Todos los conformados Fisuras de fatiga 10

Plsticos Todos los conformados Fisuras 2

Vidrios Todos los conformados Fisuras 5

Herramientas con Punta de Carburos ----------

Falta de unin 5 Porosidad 5 Fisuras de amolado 20

Titanio y Aleaciones Para Alta

Temperatura ----------- Todas 20 30

2.3.3 Remocin del exceso de penetrante (Fig. 13-c). La remocin depender del LP utilizado. Se debe remover el exceso de la superficie evitando extraer aquel que se encuentra dentro de las discontinuidades. Se entiende por exceso de LP todo lquido que no se ha introducido en los defectos y que permanece sobrante sobre la superficie de la pieza a inspeccionar.

Esta etapa es crtica y de su correcta realizacin depender el resultado final de la inspeccin. Si no se ha eliminado perfectamente el LP de la superficie, en la inspeccin final aparecern manchas de penetrante que producirn indicaciones falsas e incluso, el enmascaramiento de los defectos y discontinuidades. El resultado de esta etapa debe ser evaluado bajo luz blanca para penetrantes coloreados y bajo luz ultravioleta para fluorescentes.

Es aconsejable remover en primer lugar la mayor parte del penetrante con trapos o papel absorbente y despus remover lo dems utilizando un papel ligeramente impregnado con disolvente.

Segn la tcnica empleada, dicha remocin puede hacerse de tres maneras: a) Lavado con agua, b) Aplicando emulsionante y posterior lavado con agua, o c) Mediante solventes.

2.3.4 Secado (depende de la tcnica). En la remocin del exceso de LP se puede presentar que el agente limpiador ha quedado en exceso sobre la superficie del material, por lo tanto es necesario eliminarlo utilizando material absorbente. Este paso puede ser obviado segn la tcnica utilizada.

2.3.5 Aplicacin del revelador (Fig. 13-d). Se aplica el revelador sobre la superficie preparada. El revelado es la operacin que hace visible la posicin del defecto y debe ser efectuada tan pronto como sea posible, luego de la remocin del LP y el secado de la pieza. El revelador es bsicamente un producto en polvo de compuestos qumicos blancos, inertes y con una granulometra tal que dispone de un gran poder de absorcin. La aplicacin del revelador puede ser en forma seca o en forma acuosa pulverizada en una suspensin alcohlica, que una vez evaporada, deja una fina capa de polvo.

El tiempo de revelado depende del tipo de penetracin del revelador y del defecto o discontinuidad, pero deber permitirse adems el tiempo suficiente para que se formen las indicaciones. Una regla prctica dice que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos.

Durante la preparacin de una pieza a inspeccionar y despus de aplicar reveladores hmedos, es necesario secar dicha pieza o eliminar el remanente antes de usar polvo revelador seco.

Figura 13. Descripcin general del mtodo de LP

2.3.6 Interpretacin de las indicaciones y evaluacin

Interpretacin de indicaciones. Una vez transcurrido el tiempo de revelado, se procede a la inspeccin de los posibles defectos o discontinuidades de las piezas de inters. La inspeccin se realiza antes de que el penetrante comience a exudar sobre el revelador hasta el punto de ocasionar la perdida de definicin.

La capa fina de revelador que ha quedado sobre la superficie, absorber el LP retenido en las discontinuidades, llevndolo a la superficie para hacerlo visible.

Las indicaciones podrn ser observadas ya sea por contraste o por fluorescencia segn la tcnica empleada y teniendo en cuenta las siguientes condiciones de iluminacin:

a) Para LP fluorescentes. El rea de inspeccin debe ser oscurecida. La intensidad de la luz ultravioleta debe ser como mnimo de 800 W/cm2 la superficie de la pieza, y deber verificarse regularmente una vez cada ocho horas(3). Otras condiciones para tener en cuenta son:

El operador debe permanecer al menos cinco minutos en el rea oscurecida para adaptar su visin antes de comenzar la inspeccin.

La lmpara de rayos UV deber ser calentada al menos cinco minutos antes de ser utilizada.

La luz blanca no deber exceder 20 lux (2 ftc).

b) Para LP coloreados. La iluminacin debe ser de 320 lux a 540 lux (30 ftc a 50 ftc).

Para la interpretacin de las indicaciones, se debe tener claro que tipo de indicaciones se pueden presentar en el ensayo:

Indicaciones reales. Son indicaciones que muestran defectos indeseables (Ej: Fisuras).

Indicaciones relevantes. Son indicaciones reales que estn por fuera de las especificaciones permitidas.

Indicaciones no relevantes. Son indicaciones debidas a la retencin de LP por caractersticas de la pieza, las cuales son aceptables aunque excedan las dimensiones permitidas.

Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminacin por gotas cadas sobre la pieza, marcas de dedos, etc. Estas indicaciones no pueden referirse a ningn tipo de discontinuidad.

Segn norma ASME Seccin V T676.4

Para llevar a cabo una correcta interpretacin de las indicaciones el inspector se puede valer de instrumentos que aumenten su capacidad de visin (lupas). Dicho inspector deber determinar indicaciones falsas, relevantes y no relevantes de acuerdo al plan de especificaciones.

La manera ms comn y segura de medir es colocando un dispositivo plano con las dimensiones mximas aceptables sobre las indicaciones. De esta manera se asegura que las indicaciones que no sean cubiertas completamente no sern aceptables.

Evaluacin. La evaluacin consiste en analizar todas las indicaciones que no son aceptables. Esto con el fin de determinar si dichas indicaciones son:

Realmente inaceptables. Falsas. Que aparecieron por error o descuido. Reales pero no relevantes. Aceptables despus de una minuciosa inspeccin.

Los mtodos de evaluacin ms comunes incluyen:

Limpiar el rea de la indicacin con cepillo o trapo con solvente. Cubrir el rea con revelador seco o revelador no acuoso. Redimensionar bajo una iluminacin adecuada para el tipo de LP.

En ciertos casos las indicaciones se pueden presentar ms largas debido a un excesivo sangrado. Para dichos casos se recomienda limpiar el rea y observar con aumento e iluminacin la indicacin. Esto con el fin de verificar si la indicacin es o no ms larga de lo que parece, debido a que posiblemente los extremos de la indicacin no han retenido suficiente LP por ser demasiado estrechos. En estos casos la experiencia del inspector tambin desempea un papel fundamental.

2.3.7 Registro de las indicaciones

Informes escritos. En los informes escritos de inspeccin por LP se debe incluir por lo menos la siguiente informacin:

a) Nombre del cliente u orden de trabajo. b) Normas de referencia y/o nmero o cdigo de la especificacin del ensayo. c) Identificacin de la pieza; planos de referencia; tipo de material; condiciones de

recepcin y de la superficie a ensayar. d) Productos a utilizar; marcas e identificacin del fabricante. e) Temperatura en el momento del ensayo. f) Preparacin de la pieza, procedimiento de limpieza preliminar y secado. g) Procedimiento de aplicacin del LP y tiempo de penetracin. h) Procedimiento de remocin. i) Procedimiento de revelado. j) Condiciones y tiempo de observacin. k) Registro de las indicaciones (fotos, esquemas, etc.). l) Conclusin y evaluacin de los resultados del ensayo.

Los informes deben estar firmados por el operador, el responsable del ensayo y eventualmente puede ser firmado por el inspector del cliente.

Registros Fotogrficos. En la figura 14 se muestra un ejemplo de cmo se deben entregar los registros fotogrficos de un ensayo.

Figura 14. Registros visuales de un ensayo

Se deben resaltar las zonas de inters, antes y despus del ensayo.

Para el ejemplo, se inspeccion un gancho en su totalidad. De esta manera se puede concluir que la inspeccin no presenta indicaciones relevantes especialmente en las zonas sealadas A y B, las cuales son las ms traccionadas de la pieza.

Formato de formularios de ensayo. En la figura 15 se muestra un ejemplo del formato y la informacin que debe incluir un formulario de ensayo.

Figura 15. Ejemplo de un formulario de ensayo

2.3.8 Gua de seleccin de la tcnica. En la tabla 7 se describen diferentes situaciones y los mtodos que se deben emplear para realizar el ensayo adecuadamente.

Tabla 7. Gua de seleccin de la tcnica o del proceso

PROBLEMA

PROCESO TIPO I Y II

OBSERVACIONES

Alta produccin de artculos pequeos

A

Pequeas cantidades mojadas en canastas

Alta produccin de artculos grandes

B

Grandes forjas, extrusiones, etc.

Alta sensibilidad para discontinuidades finas

B

Indicaciones ms claras y ms brillantes

Discontinuidades superficiales, rayones, etc. Deben detectarse

B

Puede controlarse la profundidad de emulsificacin.

Artculos con rugosidad superficial

A

---------------

Artculos con cuerdas y cueros

A

El penetrante podra fijarse en las esquinas.

Artculos con rugosidad superficial media

A B La eleccin depende de los

requerimientos de produccin y sensibilidad.

Se necesita equipo porttil.

C

---------------

No se dispone de agua y electricidad

C

---------------

Artculos anodizados, agrietados despus del anodizado

C B A

De preferencia el orden indicado

Deteccin de fugas

A B

---------------

2.3.9 Ventajas y limitaciones del mtodo de LP

Ventajas.

a) Es un mtodo extremadamente sensible a las discontinuidades abiertas a la superficie.

b) Es un mtodo aplicable a materiales metlicos y no metlicos. c) La configuracin de las piezas a inspeccionar no representa un problema para

la inspeccin. d) Es un mtodo que no requiere de equipos costosos para su aplicacin. e) Se requiere de pocas horas de capacitacin de los inspectores. f) Permite obtener resultados inmediatos.

Desventajas.

a) Es un mtodo que slo detecta discontinuidades abiertas a la superficie. b) No es aplicable a materiales porosos. c) Es un mtodo que se torna difcil de aplicar en superficies rugosas. d) No es adecuado para inspeccionar superficies con recubrimientos. e) No proporciona un registro permanente de la prueba.

2.4 DIFERENTES PROCEDIMIENTOS DE APLICACIN DE LP

A continuacin se muestran los diagramas de los diferentes procedimientos disponibles para aplicar el mtodo de LP adecuadamente.

2.4.1 Procedimientos A1; B1

2.5 EQUIPAMIENTO Y MATERIALES

Todos los equipos utilizados en el mtodo de LP varan desde simples aerosoles hasta equipos semiautomatizados, automatizados y computarizados. A continuacin se describen los equipos ms comunes.

2.5.1 Equipo porttil. Es un equipo utilizado especialmente en campo, y limitado a inspecciones localizadas en superficies no muy grandes. Este equipo se puede utilizar para penetrantes coloreados, fluorescentes y lo conforman los siguientes elementos:

Limpiador (limpieza inicial). Penetrante. Removedor. Revelador. Trapos o toallas de papel (libres de pelusas). Lmpara de UV porttil (solo para LP fluorescentes).

2.5.2 Equipos estacionarios (Fig. 16 y Fig. 17). Este tipo de equipo se utiliza en instalaciones fijas y consiste en una serie de unidades modulares (tanques, plataformas de drenaje, secadoras, cmaras para la aplicacin del revelador, etc.), que dependen del tipo de tcnica utilizada. Dichas unidades se disean teniendo en cuenta las necesidades de inspeccin y atendiendo a las dimensiones y nmero de piezas a ensayar.

Con el fin de garantizar tanto las condiciones de seguridad e higiene requeridas, un equipo de inspeccin debe poseer instrumentos que garanticen el xito y la confiabilidad del ensayo. Entre estos instrumentos estn: termmetros en baos, manmetros, dispensadores y duchas, lmparas de luz visible y ultravioleta, etc.

Figura 16. Estacin tpica para inspeccionar piezas por el mtodo de penetrantes fluorescentes lavables con agua

Figura 17. Equipo utilizado para la inspeccin de gran variedad de fundiciones con especificaciones rgidas

2.5.3 Equipos automatizados (Fig. 18). Durante muchos aos, la inspeccin por el mtodo de LP se ha realizado de manera manual moviendo las piezas de estacin en estacin a travs de la lnea de equipos estacionarios. Sin embargo, existen muchos casos en que el proceso manual no es adecuado o no es posible de realizar, debido a que se requieren velocidades de produccin muy elevadas.

Por dicha razn se han implementado sistemas automatizados de inspeccin para grandes volmenes de produccin de piezas. Estos sistemas modernos proveen un control preciso y con alta reproducibilidad, lo cual incrementa a su vez la productividad y disminuye los costos. Los equipos automatizados incorporan programas lgicos de control (PLC), los cuales manejan las piezas a travs del proceso, monitoreando las funciones de cada etapa por medio de pantallas de televisin.

Figura 18. Equipos automatizados para LP

2.5.4 Fuentes de luz ultravioleta (UV). En los procedimientos A1, A2, y A3 (Ver numeral 4.2), la visualizacin de las discontinuidades debe realizarse bajo una iluminacin de luz UV debido a que los productos fluorescentes de los LP se visualizan con la mxima eficacia cuando son irradiados con una longitud de onda 365 nm. Las fuentes de este tipo de luz se consiguen de manera variada en el mercado.

El equipo de emisin de luz negra, comnmente llamada luz de Wood, est constituido fundamentalmente de una lmpara a vapor de mercurio con un filtro de vidrio al plomo. Dicho filtro cumple la funcin de dejar pasar slo la radiacin luminosa de una longitud de onda comprendida entre 320 nm a 400 nm. Esta radiacin es la ms conveniente para activar el fenmeno de fluorescencia de los LP.

Las lmparas de vapor de mercurio no slo emiten radiacin UV sino tambin luz visible. Para eliminar dicha luz y obtener longitudes de onda alrededor de 365 nm se utilizan filtros, los cuales eliminan longitudes de onda menores a 320 nm que resultan peligrosas para el operador y superiores a 400 nm que no son eficaces para activar la fluorescencia y mejorar la visibilidad. En la figura 19 se muestran los principales componentes de una lmpara de vapor de mercurio.

Figura 19. Lmpara de vapor de mercurio

2.5.5 Recintos de observacin de LP fluorescentes. Los recintos de inspeccin por lo general son lugares que poseen sistemas de ventilacin con recirculacin de aire para mantener unas condiciones estables del ambiente y en donde se manejan las probetas bajo condiciones adecuadas de iluminacin. En el caso de LP fluorescentes, se debe oscurecer el recinto mediante una cortina o trampas de luz para eliminar la mayora de luz visible. Las lmparas de luz UV deben disponerse de tal manera que puedan ser desplazadas manualmente, con el fin de lograr un mejor enfoque.

2.5.6 Piezas de trabajo normalizadas para la evaluacin y calificacin de procesos. Generalmente, para verificar la efectividad y la sensibilidad de un LP y otros componentes de la tcnica se utilizan una serie de probetas llamadas Bloques Patrones. Dichas probetas se encuentran disponibles en el mercado con fisuracin media, fina o basta dependiendo del tipo de material a ensayar y de las posibles discontinuidades que se presentan.

A continuacin se describen los bloques patrones ms comunes:

Bloques de aluminio. Este tipo de bloque est especificado en la norma ASME Seccin V Artculo 6 T- 653.2. El material de este bloque es Aluminio ASTM B209 Tipo 2024 o SB- 211 y sus dimensiones son de 80mmx50mm, 10 mm de espesor y la ranura es de 3 mm de ancho y 2 mm de profundidad.

Bloques de acero cromado duro. Este tipo de bloque tiene una base de acero inoxidable austentico o un acero dctil con un depsito de cromo duro entre 0,1 mm a 0,5 mm dependiendo de las fisuras deseadas.

La fisuracin se realiza por medio de flexin en cuyo caso se obtienen fisuras transversales con mayor concentracin en el centro (mayor tensin) o por medio de improntas por bloque (500 Kg, 750 Kg y 1000 Kg) obtenindose as fisuraciones radiales en cada una de ellas.

La norma IRAM-CNEA 500-1 004 especifica la construccin probetas cilndricas de este tipo.

Bloques Cermicos Shannon. Son discos cermicos con porosidades y microfisuras usados para LP coloreados o fluorescentes sin el proceso de revelado.

Bloques de Ni-Cr. Se pueden conseguir comercialmente como un kit de cuatro probetas con un recubrimiento de nquel-cromo con espesores de 10 m, 20 m, 30 m y 50 m. La norma MIL 8963 especifica las indicaciones de preparacin de estas probetas

Figura 20. Diferentes bloques patrn

2.6 NORMATIVIDAD PARA EL MTODO DE LP

Las tablas 8, 9, 10 y 11 describen diferentes normas y cdigos que describen la aplicacin de la tcnica de LP.

Tabla 8. Normas ASTM para Lquidos Penetrantes

ASTM DESIGNACIN TTULO

E 165 Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination. E 1208 Standard Test Method for Fluorescent Liquid Penetrant Using The Lipophilic Post-Emulsification Process. E 1209 Standard Test Method Fluorescent Liquid Penetrant Examination Using The Water-Washable Process. E 1210 Standard Test Method for Fluorescent Liquid Penetrant Examination Using The Hydrophilic Post-Emulsification Process. E 1219 Standard Test Method for Fluorescent Liquid Penetrant Examination Using The Solvent-Removable Process. E 1135 Standard Test Method for Comparing The Brightness of Fluorescent Penetrants. E 1417 Standard Practice for Liquid Penetrant Examination. E 1316 Standard Terminology for Nondestructive Examinations. E 1418 Standard Test Method for Visible Penetrant Examination Using The Water-Washable Process.

Tabla 9. Normas ASME para Lquidos Penetrantes

ASME SECTION V DESIGNACIN TTULO

ARTICLE 6 Liquid Penetrant Examination ARTICLE 6 Mandatory Appendices

ARTICLE 24 SD-129 Standard Test Method for Sulfur In Petroleum Products (General Bomb Method) ARTICLE 24 SD-808 Standard Method of Test for Chlorine in New and Used Petroleum Products (Bomb Method) ARTICLE 24 SE-165 Standard Recommended Practice for Liquid Penetrant Inspection Method ARTICLE 24 SE-270 Standard Definitions of Terms Relating to Liquid Penetrant Inspection

Tabla 10. Normas MIL para Lquidos Penetrantes

U.S MILITARY AND GOVERNMENT SPECIFICATIONS DESIGNACIN TITULO

MIL-STD-6866 Military Standard Inspection, Liquid Penetrant MIL-STD-410 Nondestructive Testing Personnel Qualifications and Certifications MIL-1-25135 Inspection Materials, Penetrant MIL-1-25105 Inspection Unit, Fluorescent Penetrant, Type MA-2 MIL-1-25106 Inspection Unit. Fluorescent Penetrant, Type MA-3 MIL-STD-271 Nondestructive Testing Requirements for Metals

Tabla 11. Normas IRAM, JIS Y DIN para Lquidos Penetrantes

IRAM, JIS Y DIN DESIGNACIN TTULO

IRAM-CNEA Y500-1001 Ensayos No Destructivos con Lquidos Penetrantes. Principios Generales. IRAM-CNEA Y500-1004 Experimental LP. Calificacin y Evaluacin de Productos Para el Ensayo.

IRAM 760 Ensayo No Destructivo. Acero Fundido. Examen Por LP. IRAM 9415 Implantes Quirrgicos Metlicos. Inspeccin por LP. JIS Z 2343 Mtodos Para Ensayo de Lquidos Penetrantes y Clasificacin de Indicaciones

DIN 54 152 Parte 1 Inspeccin con Penetrantes. Procedimiento DIN 54 152 Parte 2 Inspeccin con Penetrantes. Verificacin de Materiales Penetrantes de Inspeccin

DIN 54 152 Parte 3 Inspeccin con Penetrantes. Bloques de Referencia Para la Determinacin de la Sensibilidad de los Sistemas Penetrantes

2.6.1 Evaluacin de los materiales usados en el ensayo. Dada la amplia utilizacin del mtodo de LP en diferentes materiales metlicos y no metlicos, dicho mtodo debe ser confiable en cuanto a sensibilidad se refiere. La confiabilidad del mtodo no slo reside en la correcta ejecucin de la tcnica sino tambin en la utilizacin de productos de ensayo de excelente calidad, que cumplan con las normas y cdigos vigentes. A pesar de lo anterior, el control de las propiedades fsico-qumicas de los productos no es una prctica que generalmente se efecte antes de aplicar la tcnica, lo que implica que el cliente se basa simplemente en marcas, folletos y proveedores de los productos.

Dentro de las normativas para la aplicacin de la tcnica de LP est el estndar IRAM-CNEA Experimental Y500-1004. Esta norma establece cuales deben ser las caractersticas generales de composicin de los productos segn cada tcnica. Los objetivos de dicha norma son: entregar los mtodos de ensayo para la evaluacin de los productos (penetrantes, emulsionantes, removedor, revelador) y establecer los criterios para la calificacin del conjunto de los productos utilizados en cada tcnica.

2.6.2 Procedimientos. De manera general, un procedimiento es una serie de etapas que siguen un orden regular (establecido previamente) con el fin de reunir los requerimientos de un cdigo o especificacin dado (norma).

Para el caso de LP, un procedimiento debe sealar de manera completa y exacta las etapas precisas del proceso del ensayo, los factores especficos y esenciales para la inspeccin de la pieza en particular y los criterios de aceptacin y rechazo. Del mismo modo, el esquema de dicho procedimiento debe incluir la siguiente informacin:

Alcance Informacin General Referencias Personal Equipamiento Procesos (Inspeccin) Informes (Documentacin, hoja de ruta, normas de aceptacin, etc.)

2.6.3 Instrucciones de ensayo. Las instrucciones de ensayo constituyen un documento que detalla la secuencia precisa a seguir de acuerdo con el procedimiento establecido. Estas instrucciones deben ser claras, concisas y no ambiguas para que se puedan seguir sin ninguna dificultad y dudas por parte del operador.

Un ejemplo de cmo se debe elaborar un formulario de instrucciones puede ser el que se presenta a continuacin:

INSTRUCCIN ESCRITA LQUIDOS PENETRANTES

Fecha .../.../... Procedimiento de Ensayo

N....

Componente a ensayar Identificacin Material Condicin de la superficie Zona de ensayo

Esquema de zona a ensayar

Limpieza Inicial Temperatura de Ensayo: Limpieza Inicial: Termmetro N: Secado: Marca:

Iluminacin Requerida Lmpara de UV: N: Iluminacin: Luxmetro: N: Iluminacin Mxima en Cuarto Oscuro:

Penetracin Penetrante: Tcnica: Marca:

Modo de Aplicacin Tiempo de Penetracin

Post-Emulsificacin Emulsificador: Marca: Tiempo de emulsificacin: Presin de agua de remocin:

Remocin del Penetrante Remocin con: Marca: Papel / trapos: Control de remocin: (Luz visible / UV) Secado:

Revelado Revelador: Marca: Concentracin del revelador: Agitacin del revelador Secado: Tiempo de revelado:

Observacin Tiempo de observacin: Iluminacin

Tiempo de registro de las indicaciones

Indicacin N 0 min 1 min 2 min t min 1 2 n

Registro de indicaciones: Croquis, fotos, etc.

Limpieza final:

Operador:

Preparado por:

3. REQUERIMIENTOS PARA CERTIFICACIN

En este captulo se pretende determinar de manera clara y concisa todos los requisitos necesarios exigidos por la norma ASNT CP 189 para que una persona pueda ser certificada en el Ensayo No Destructivo de Lquidos Penetrantes de acuerdo a su nivel de experiencia y conocimiento. Para lograr esto, es necesario primero que todo, definir algunos trminos que son muy usados en la norma y que ayudarn a comprender mejor el contenido de la misma.

3.1 DEFINICIONES

3.1.1 Mtodo. Se refiere a cada una de las disciplinas de END, por ejemplo, Ensayo de Ultrasonido, del cual pueden existir varias tcnicas de ensayo.

3.1.2 Certificacin. Se refiere a un testimonio escrito que dice que una persona ha reunido los requisitos aplicables de la norma.

3.1.3 Educacin. Es un programa institucionalizado prescrito por autoridades apropiadas y ofrecido por escuelas, institutos, organizaciones, colegios o universidades, con el propsito de proporcionar instruccin, la cual es planeada de manera ordenada y sistemtica.

3.1.4 Empleador. Es aquella corporacin privada o entidad pblica que certifica personal. Para nuestro caso se refiere al Organismo Certificador de Personal.

3.1.5 Evaluacin. Es un formato controlado o una interrogacin documentada, la cual es conducida de acuerdo con un procedimiento.

3.1.6 Instructor. Es una persona calificada y designada de acuerdo con la norma para entrenar o educar personal en el mtodo de Lquidos Penetrantes.

3.1.7 Organizacin Externa. Es una agencia o persona que proporciona servicios de END Nivel III.

3.1.8 Experiencia. Se refiere a las actividades de trabajo logradas en el mtodo de Lquidos Penetrantes bajo direccin y supervisin calificada. La experiencia incluye el desempeo del mtodo y actividades relacionadas, pero no incluye tiempo empleado en programas organizados de entrenamiento.

3.1.9 Procedimiento. Es una instruccin escrita detallada para manejar el mtodo de LP o para certificar personal. Los procedimientos deben ser aprobados por un Nivel III certificado en END.

3.1.10 Calificacin. Se refiere a la educacin, las habilidades, el entrenamiento, el conocimiento y la experiencia requeridas por el personal para la apropiada ejecucin de un Nivel especifico de Lquidos Penetrantes.

3.1.11 Entrenamiento. Es un programa organizado y documentado de actividades designadas con el fin de impartir el conocimiento y las habilidades para ser certificado de acuerdo a la norma.

3.1.12 Nivel I y Nivel II. Son personas certificadas en el mtodo de Lquidos Penetrantes de acuerdo con la norma.

3.1.13 Nivel III. Es una persona que posee un certificado Nivel III en END avalado por la ASNT.

3.2 CLASIFICACIN GENERAL DE NIVELES

Se tienen cinco niveles de calificacin, los cuales son definidos en trminos de las habilidades y conocimientos requeridos para llevar a cabo actividades especficas del mtodo de Lquidos Penetrantes.

3.2.1 Nivel III en Lquidos Penetrantes (LP). Una persona Nivel III debe poseer las habilidades y los conocimientos para establecer tcnicas; Interpretar cdigos, normas y especificaciones; Designar la tcnica particular para ser usada; Verificar el procedimiento adecuado. Dicha persona debe tener adems familiaridad general con los mtodos descritos en la tabla 1 y debe ser capaz de conducir o dirigir el entrenamiento y evaluacin de personal.

3.2.2 Nivel II en Lquidos Penetrantes (LP). Una persona Nivel II debe poseer las habilidades y el conocimiento para montar y calibrar equipos, conducir ensayos e interpretar, evaluar y documentar resultados de acuerdo con los procedimientos aprobados por un Nivel III en END. Un Nivel II debe estar completamente familiarizado con los alcances y limitaciones del mtodo y debe ser capaz de dirigir el trabajo de aprendices y personal Nivel I. El Nivel II en Lquidos Penetrantes debe estar en capacidad de organizar y reportar resultados.

3.2.3 Nivel I en Lquidos Penetrantes (LP). Una persona Nivel I debe poseer las habilidades y el conocimiento para llevar a cabo apropiadamente calibraciones, ensayos y con previa aprobacin escrita de un Nivel III en END, debe llevar a cabo interpretaciones especficas y evaluaciones. Adems debe aceptar, rechazar y documentar resultados, de acuerdo con procedimientos especficos aprobados.

Un Nivel I en Lquidos Penetrantes debe estar capacitado para seguir procedimientos aprobados bajo la supervisin de una persona certificada en Nivel II o Nivel III en END.

3.2.4 Aprendiz. Una persona que no est certificada todava en ningn nivel es considerada como aprendiz. Los aprendices trabajan con personas certificadas, bajo la direccin de personal Nivel II y Nivel III y no puede dirigir independientemente ningn ensayo ni tampoco escribir reportes de resultados de ensayos.

3.2.5 Instructor. Un instructor en Lquidos Penetrantes debe poseer las habilidades y el conocimiento para planear, organizar y presentar clases, laboratorios, demostraciones y/o instrucciones del mtodo, adems de presentar programas de educacin y entrenamiento de acuerdo con contenidos de cursos aprobados por un Nivel III en END.

3.3 PROCEDIMIENTO DE CALIFICACIN Y CERTIFICACIN

El empleador (organismo certificador de personal) debe desarrollar y conservar un procedimiento, detallando el programa usado para la calificacin y certificacin de personal en el mtodo de Lquidos Penetrantes.

El procedimiento debe describir los requisitos mnimos para certificar personal en el mtodo y los niveles de calificacin deseados. Dicho procedimiento debe incluir como mnimo lo siguiente:

a) Obligaciones y responsabilidades del personal. b) Requisitos de entrenamiento. c) Requisitos de experiencia. d) Requisitos de evaluacin. e) Requisitos de registros y documentacin, incluyendo control, responsabilidad y

perodo de retencin. f) Requisitos de recertificacin.

El procedimiento de certificacin y calificacin del empleador debe ser aprobado por un Nivel III en END designado por el mismo empleador.

3.4 REQUISITOS DE CALIFICACIN PARA NIVEL I Y NIVEL II

3.4.1 Entrenamiento Para Nivel I y Nivel II. Los candidatos para la certificacin Nivel I o Nivel II en Lquidos Penetrantes deben completar un entrenamiento o programa de formacin organizado y suficiente para familiarizarse con los principios y las reglas de las tcnicas aplicables al mtodo. Dicho entrenamiento debe ser conducido de acuerdo con el contenido de un curso aprobado por un Nivel III en END. El curso debe incluir los temas descritos a continuacin.

Entrenamiento Nivel I. El programa de formacin para Nivel I en Lquidos Penetrantes debe contener por lo menos lo siguiente:

1. Introduccin. a. Breve historia en Ensayos No Destructivos y en el ensayo de Lquidos

Penetrantes b. Propsitos del Ensayo de Lquidos Penetrantes c. Principios bsicos del Ensayo de Lquidos Penetrantes d. Tipos de Lquidos Penetrantes disponibles comercialmente e. Mtodo de calificacin de personal (Descripcin general)

2. Procedimiento de Lquidos Penetrantes. a. Preparacin de piezas b. Iluminacin adecuada c. Aplicacin del penetrante a diferentes tipos de piezas d. Remocin del penetrante de la superficie e. Aplicacin del revelador y secado f. Inspeccin y evaluacin g. Post-Limpieza

3. Varios Mtodos de Ensayo de Lquidos Penetrantes. a. Normas ASTM y ASME de mtodos comunes (ASTM E 165, E 1417, ASME V) b. Caractersticas de cada mtodo c. Aplicaciones generales de cada mtodo

4. Equipo de Ensayo de Lquidos Penetrantes. a. Unidades de ensayo de Lquidos Penetrantes. Manipulacin y Calibracin b. Equipos de iluminacin y metros de luz c. Materiales para el ensayo de Lquidos Penetrantes d. Precauciones en la inspeccin de Lquidos Penetrantes

Entrenamiento Nivel II. El programa de formacin para Nivel II en Lquidos Penetrantes debe contener por lo menos lo siguiente:

1. Repaso a. Principios bsicos. b. Procedimiento de varios mtodos. c. Equipo.

2. Seleccin apropiada

lp 2

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