El documento describe dos métodos de inspección no destructiva: los líquidos penetrantes y las partículas magnéticas. Los líquidos penetrantes se usan para detectar discontinuidades en superficies no porosas aplicando un líquido y luego un revelador. Las partículas magnéticas detectan defectos en materiales ferromagnéticos magnetizando la superficie y aplicando partículas magnéticas. Ambos métodos son ampliamente usados para inspeccionar piezas metálicas y detectar defectos.

1. END
Líquidos Penetrantes
& Partículas Magnéticas

2. Monografía:
“Líquidos Penetrantes”
Ing. Ricardo Echevarria
Universidad de
Comahue, Chile

3. El ensayo de líquidos penetrantes se aplica para poder descubrir
discontinuidades (fisuras, grietas) prácticamente en todas las
superficies NO POROSAS y con pocas rugosidades, como metales,
vidrios plásticos, cerámicos y otros materiales.
Fue desarrollado después de la 2ª guerra mundial, como alternativa para
la técnica Partículas Magnéticas; su ventaja consiste en que puede
utilizarse en cualquier tipo de material, sea éste magnético o no.
En la actualidad los LP, (bajo condiciones específicas) permiten una
detección de fisuras de décimas de micrón (1x10-6m)
Líquidos Penetrantes

4. El principio físico del ensayo es la capacidad del líquido de penetrar
por capilaridad fisuras y grietas y ser retenidos en su interior.
Para este efecto se deben considerar varios fenómenos físicos de
importancia, principalmente:
1. Tensión superficial
2. Mojabilidad o poder de humectación
3. Capilaridad
4. Viscosidad, densidad y otros
Líquidos Penetrantes
Principios Físicos

5. Líquidos Penetrantes
Ventajas y Desventajas

6. Líquidos Penetrantes
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MÉTODO
Limpieza de la superficie
Aplicación del LP y tiempo de
Penetración
Limpieza intermedia (agua,
emulsionante, solventes
Secado (puede obviarse)
Aplicación del revelador,
para identificar las
discontinuidadaes
Inspección, evaluación,
limpieza final

7. La tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria
para aumentar su superficie por unidad de área, entonces sus
unidades son N/m o Dina/cm (1 N/m = 103 Dina/cm). Se debe a la
atracción entre las moléculas de los líquidos.
Líquidos Penetrantes
Tensión Superficial
Las moléculas superficiales tienden a ser atraídas hacia el interior
del líquido

8. Los sistemas siempre tienden a la mínima energía, los líquidos
con alta tensión superficial tienden minimizar su superficie
evitando al máximo esta descompensación y formando gotas o
esferas en ingravidez.
Al añadir jabón, un alfiler, que podía flotar en el agua, cae. En
efecto, estos ciertos agentes tensioactivos minimizan la tensión
superficial creando espumas permitiendo la formación de las
pompas de jabón.
Líquidos Penetrantes
Tensión Superficial

9. Mientras mayor la tensión superficial, mayor la “fuerza de resistencia”
del líquido
Líquidos Penetrantes
Tensión Superficial
En este sentido, es
necesario que los LP
posean una baja tensión
superficial, lo que les
permite ser más
penetrables en fisuras y
grietas que se desean
detectar en el ensayo.
La TS de los LP está en
el orden de
0,025 – 0,030 N/m

10. La mojabilidad o poder de humectación es la capacidad de los
líquidos de expandirse por adhesión; se determina a partir del
ángulo que el líquido forma en la superficie de contacto con el
sólido, denominado “ángulo de contacto” y depende de la
naturaleza del líquido y del sólido en contacto.
Líquidos Penetrantes
Mojabilidad o poder de humectación
Este ángulo que forma el líquido respecto a la superficie de
contacto con el sólido está determinado por la resultante de las
fuerzas adhesivas (L-S) y cohesivas (L-L).

11. Líquidos Penetrantes
Mojabilidad o poder de humectación

12. Líquidos Penetrantes
Capilaridad
Los líquidos, en contacto con superficies, forman una especie
de curvatura en la frontera líquido-sólido, aunque la gran
parte de la superficie líquida sea plana.
En caso que las dimensiones del envase contenedor del
líquido sea pequeño, entonces parecerá que toda la superficie
se curvea, ya sea hacia arriba o hacia abajo.

13. Líquidos Penetrantes
Capilaridad
A los recipientes donde la curvatura se hace total en toda su
sección se llama “capilares” y a los fenómenos que suceden
en ellos “fenómenos de capilaridad”.

14. Líquidos Penetrantes
Capilaridad
Un análisis
matemático de
estos fenómenos
nos llevan a
conclusiones
interesantes.

15. Líquidos Penetrantes
Capilaridad
Las fisuras que se examinan usando LP por lo general no
son “pasantes”, por lo que los LP deben vencer una presión
extra debido a la presión del aire que se encuentra dentro de
la fisura

16. Líquidos Penetrantes
Capilaridad
En general, la presión que debe ejercer un LP para poder
penetrar en una fisura se denomina “Presión de Penetración”
y se calcula como:
Lo que significa que:
P sube, si W (longitud de la discontinuidad) disminuye
P sube, si γ aumenta,
P sube, si θ disminuye,

17. Líquidos Penetrantes
Viscosidad
Es la fuerza necesaria para separar dos capas de líquido
adyacentes, la inversa a la VISCOCIDAD es la FLUIDEZ.
Se caracteriza por el coeficiente de viscosidad:
η = dina/cm2.s
En la práctica de los LP se utiliza el término “Parámetro de
Penetrabilidad Cinemática”, que es inversa a la viscosidad:

18. Líquidos Penetrantes
Viscosidad
En la práctica, esto significa que un líquido viscoso tarda más
tiempo de penetrar en las fisuras, lo que trae consigo ciertos
aspectos prácticos
Esto significa que LP con baja viscosidad necesitan menor
tiempo de inspección, lo que aparentemente es bueno en la
práctica de LP, pero….

19. Líquidos Penetrantes
Densidad, volatilidad, punto de inflamación
La densidad de los LP es generalmente menor a la densidad
del agua (0,85 -0,9 g/cm3).
La volatilidad es la propiedad del liquido para pasar al estado
gaseoso, esto puede conllevar al cambio de propiedades del
líquido.
El punto de inflamación es la temperatura en la que los
vapores que se forman encima del líquido producen una
mezcla capaz de explotar bajo cualquier estímulo externo
adecuado.

20. Líquidos Penetrantes
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MÉTODO
Limpieza de la superficie
Aplicación del LP y tiempo de
Penetración
Limpieza intermedia (agua,
emulsionante, solventes
Secado (puede obviarse)
Aplicación del revelador,
para identificar las
discontinuidadaes
Inspección, evaluación,
limpieza final

21. Líquidos Penetrantes

22. Líquidos Penetrantes
INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN Esta fina capa de
revelador identificará las
discontinuidades
presentes para
posibilitar la
visualización de los
posibles defectos en la
superficie
inspeccionada. Esta
identificación puede
realizarse por contraste
o por fluorescencia

23. Líquidos Penetrantes
PROCEDIMIENTOS GENERALES

24. Líquidos Penetrantes
PROCEDIMIENTOS GENERALES

25. Líquidos Penetrantes
LOS EMULSIFICANTES

26. Líquidos Penetrantes
EL REVELADOR. ACCIÓN
El Revelador tiene como función principal el de absorber y
llevar a la superficie al penetrante para que éste sea más
visible. Pueden ser:
Polvos secos (para penetrantes con contraste)
Soluciones acuosas
Suspensiones de polvos en medios no acuosos
Su granulometría es el orden de las unidades de micrón

27. Líquidos Penetrantes
NORMAS

28. Líquidos Penetrantes
FLUORESCENCIA
En el espectro de radiación electromagnética se encuentra
un pico a 365 nm que es utilizado para la inspección de LP
(Luz negra)

29. Líquidos Penetrantes
FLUORESCENCIA
La fluorescencia es la radiación electromagnética de cierto
tipo de materiales que tiene una energía mayor de la que la
excitó.
En el espectro de radiación electromagnética se encuentra
un pico a 365 nm que es utilizado para la inspección de LP
(Luz negra).
En este caso, el efecto de fluorescencia se mantiene
mientras se mantiene la fuente de la radiación primaria y la
luz obtenida posee siempre menor energía, vale decir mayor
longitud de onda y se torna visible.
En caso de lámparas se usa 20 lux de luminiscencia.

30. Líquidos Penetrantes
TIEMPOS DE PENETRACIÓN

31. Partículas Magnetizables
La técnica partículas magnetizables (magnéticas) es un
procedimiento destinado a encontrar discontinuidades
superficiales y subsuperficiales (hasta 5 mm) en
materiales ferromagnéticos.
En principio se debe magnetizar la superficie en
inspección, luego aplicar partículas ferromagnéticas y
estas formarán indicaciones en los lugares donde
existan imperfecciones estructurales, debido a la
interrupción del campo electromagnético creado.
Los materiales ferromagnéticos esencialmente son los
que están a base de Fe, Co, Ni.

32. Partículas Magnetizables
Los usos principales del método son:
• Inspección final
• Inspección de recepción
• Mantenimiento
• Control de calidad
• Control de inspección, y otros
Una gran ventaja es que se pueden encontrar fisuras
en su desarrollo, es decir antes que salgan a la
superficie

33. Partículas Magnetizables
Las partículas que se utilizan son principalmente de
magnetita y limaduras de hierro, pueden tener un
tamaño de hasta 150 µm.
Materiales no ferromagnéticos no pueden ser
inspeccionados por este método (aluminio, cobre,
plomo, titanio y aceros inoxidables austeníticos).
La inspección es más rápida que los líquidos
penetrantes y más económica.
•Requiere menor limpieza que Líquidos Penetrantes.

34. Partículas Magnetizables
La corriente utilizada en este método de inspección
puede ser alterna (penetración máxima de 2 mm) o
corriente rectificada de media onda (penetración hasta
6 mm).
Se requerirá un promedio de 600A de CA por pulgada
de diámetro o espesor y de 900A de CRMO para la
misma dimensión.
.

35. Partículas Magnetizables
Esta método se aplica a materiales ferromagnéticos, tales como:
Piezas de fundición, forjadas, roladas.
Cordones de soldadura.
Inspección en servicio de algunas partes de avión, ferrocarril,
recipientes sujetos a presión,
Ganchos y engranes de grúa, estructuras de plataforma, etc.
Es sensible para la detección de discontinuidades de tipo lineal,
tales como;
Grietas de fabricación o por fatiga.
Desgarres en caliente.
Traslapes.
Costuras, faltas de fusión.
Laminaciones, etc.

36. Partículas Magnetizables
Ventajas:
+ Es posible encontrar fisuras bajo la superficie
metálica, aunque esta ventaja es limitada.
+ No necesita de limpieza profunda para su aplicación.
Desventajas:
- Se debe considerar las superficies no magnéticas
- Se debe magnetizar en diferentes direcciones
- Se precisa desmagnetizar la pieza después del
ensayo
- Destreza del inspector
- Relativos altos gastos energéticos en piezas
grandes

37. Partículas Magnetizables
- Al igual que en la mayoría de los Ensayos No
Destructivos, en la inspección con Partículas Magnéticas
intervienen muchas variables (corriente eléctrica,
dirección del campo, tipo de materiales usados, etc.), las
cuales deben ser correctamente manejadas por el
inspector para obtener los mejores resultados.
- Por esta razón las normas MIL, ASTM, API, AWS y ASME
entre muchas otras, y los manuales de mantenimiento de
las aeronaves, exigen la calificación y certificación del
personal que realiza este tipo de pruebas, con el fin de
garantizar la confiabilidad de los resultados y así
contribuir a la calidad del producto. Entre las regulaciones
más conocidas de certificación de personal se
encuentran: NAS-410, ISO 9712, SNT– TC–1A,
ANSI/ASNT CP-189 y EN-473.

38. Partículas Magnetizables
El campo magnético:

39. Partículas Magnetizables
El campo magnético:

40. Partículas Magnetizables
El Yugo:
Los yugos pueden ser con imanes permanentes o
electroimanes, con CC y CA, se utilizan en superficies
planas

41. Partículas Magnetizables
Las Bobinas:
Las bobinas se utilizan para inspecciones cilíndricas

42. Partículas Magnetizables
Los Conductores Centrales:
Se utilizan para inspecciones de tubos o anillos

43. Partículas Magnetizables
Contacto Directo:
Se utilizan para inspecciones de pequeñas piezas

44. Partículas Magnetizables
Contacto con Puntas:
Se utilizan para inspecciones de piezas grandes