Comprobando la eficiencia del ensayo por tintas penetrantes

Universidad de La Sabana[pic 1]

Agosto 2018

Comprobando la Eficiencia del Ensayo de Tintas Penetrantes

Santiago García, Jonatan Mora, Juan Pablo Zubieta, Eliana Angarita

Resumen

Los materiales con imperfecciones superficiales no evidentes son un problema común en la industria actual; para esto se han desarrollado métodos que permiten analizar más a fondo la integridad de los mismos en sus capas más externas. Uno de los más básicos y sencillos de aplicar es el ensayo por tintas penetrantes. Este artículo contempla dicho procedimiento en busca de este tipo de discontinuidades en distintos objetos comunes, y la forma en que éste revela las irregularidades. Esta prueba nos permite evidenciar que un objeto puede llegar a poseer defectos superficiales no visibles que, de no ser notados, provocarían un mal desempeño en la práctica. Con base en este procedimiento, hemos podido confirmar defectos visibles en los elementos analizados, así como detectar aquellos que en primera instancia no eran fácilmente identificables; permitiéndonos comprobar a lo largo del artículo la eficacia de este ensayo no destructivo.

1. Introducción

La prueba de tintes penetrantes es una práctica bastante popular en el análisis de integridad de materiales en la industria, por esta razón, y como estudiantes de ingeniería industrial nos interesamos por verificar la eficiencia de esta prueba en materiales convencionales y que presentaban irregularidades, en algunos casos, fácilmente perceptibles, y en otros, difícilmente notables.

Este ensayo, de manera general, se basa en el aprovechamiento de la capilaridad de los materiales, la baja viscosidad de las tintas y su reducida tensión superficial. Todo ello con el fin de revelar discontinuidades superficiales y así poder analizar la integridad del material.

A lo largo de este artículo se mostrará el procedimiento llevado a cabo en una prueba de este tipo, procurando seguir al pie de la letra cada paso y condición impuestas por la norma ASTM E1417-99 1, siguiendo así las mejores prácticas establecidas para este ensayo, de modo que podamos verificar forma objetiva que tan efectivo es este ensayo no destructivo para los elementos escogidos como muestras de prueba.

Como hipótesis esperada proponemos que se notarán imperfecciones profundas en las piezas cuyas discontinuidades son bastante evidentes, y además descubriremos imperfecciones que no son fáciles de ver a simple vista en las piezas que parecen estar menos afectadas, lo cual nos permitirá verificar que esta prueba es efectivamente una forma sencilla y útil de analizar las discontinuidades superficiales en los materiales.

1. Marco Teórico

Las pruebas o ensayos no destructivos implican un examen rápido y controlado a objetos en estudio con el fin de detectar defectos estructurales o físicos antes de continuar con un proceso determinado. Se les conoce como pruebas no destructivas debido a que su aplicación no altera o daña de forma permanente las propiedades físicas, químicas, mecánicas, etc., del material. Como en este informe se trata específicamente de estas pruebas con líquidos penetrantes (PT), a continuación, se presenta la información necesaria para comprender su uso y utilidad:

Líquidos penetrantes:

Este método básico se apoya en la capacidad de ciertos líquidos o sustancias para penetrar y ser retenidos con facilidad en discontinuidades en la superficie de un material. Esta acción capilar, depende de 3 propiedades principalmente: Mojabilidad, Tensión Superficial y Viscosidad. (Smith, W., 2004). En una prueba no destructiva con líquidos penetrantes, se deben tener en cuenta las siguientes propiedades:

• Tensión superficial: Para obtener buenas propiedades de penetración y mojado se necesita una tensión superficial relativamente baja.
• Viscosidad: Esta propiedad sólo afecta la velocidad de penetración de un fluido. Para una prueba con líquidos penetrantes es necesario usar un fluido de viscosidad baja o media.
• Capilaridad: Es la capacidad de un líquido para penetrar en alguna fisura o deformidad física. Para que un líquido pueda penetrar sin dificultad en una fisura de algún material, la capilaridad del fluido debe ser alta, es decir, su capacidad capilar.
• Cohesión: Son las fuerzas intermoleculares de un fluido o material. Si en un líquido penetrante estas fuerzas son relativamente alta, indica que la cohesión del mismo también lo es. Una mayor cohesión entre las moléculas de un fluido hará que le sea más difícil al fluido penetrar en las deformidades superficiales de un material.
• Adherencia: Es la capacidad que tiene un fluido para crear una fuerza entre las moléculas del fluido y las moléculas de un material externo. En un líquido penetrante, la adherencia del fluido al material debe ser alta con la finalidad de que pueda esparcirse correctamente en toda la fisura que pueda tener el material. (SCI - Control & Inspección, 2010).  

Tabla 1. Propiedades físicas para el líquido penetrante y revelador en una prueba no destructiva por tintas penetrantes. [3, Escalona, I]

1. Resultados y Análisis

Para comenzar, utilizamos los siguientes elementos como objetos de prueba:[pic 2]

1. Dos piezas de acero soldadas toscamente, las cuales escogimos para verificar si la prueba aplicada evidenciaba las imperfecciones que ya eran visibles.[pic 3][pic 4]
2. Media pieza de un par de tijeras de acero con mango plástico, las cuales escogimos ya que a primera vista no se apreciaban imperfecciones.
3. Llave inglesa número 5/16 de acero, con pequeñas roturas en sus extremos, aunque continua en el resto de su superficie. La cual escogimos para verificar si la prueba distinguía estas diferencias.[pic 5][pic 6][pic 7]

Imagen 1. Piezas para la aplicación de la prueba.

1. Regla metálica de 15cm con al menos 10 años de uso, la cual escogimos como primera guía para el desarrollo de cada paso en la prueba.[pic 8]

Imagen 2. Regla metálica.

Para iniciar con la prueba utilizamos el adelgazador DR-60 Sherwin-Williams, de la línea Double-Check, para remover todo tipo de suciedad y grasas sobre la superficie de cada uno de los elementos seleccionados, rociándolo sobre las piezas y limpiando el exceso con toallas de papel. Cabe resaltar que en la Imagen 1, las piezas ya habían pasado por este proceso. Luego de esto, esperamos unos minutos hasta que los objetos se secaran completamente.

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