Informe Tintas Penetrantes 6r4q3y

1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL:  Evaluar mediante la detección por tintas penetrantes los diferentes tipos de defectos y discontinuidades que se encuentran las probetas usando la normativa AWS D1.1/D1.3 o API 1104 según sea el caso. 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Reconocer los diferentes tipos de discontinuidades y defectos que existen en la junta soldada  Aprender el correcto funcionamiento de los equipos para ensayo por tintas penetrantes.  Medir y localizar las discontinuidades en la probeta.  Conocer el procedimiento para el uso del kit de tintas penetrantes  Aplicar la Norma ASTM E-165, correspondiente al análisis por tintas penetrantes  Comparar discontinuidades y su evaluación debido a la norma aplicable. 2. MARCO TEÓRICO 2.1. ENSAYO TINTAS PENETRANTES. El análisis no destructivo con Líquidos Penetrantes se emplea generalmente para evidenciar discontinuidades superficiales sobre casi todos los materiales no porosos(o con excesiva rugosidad o escamado) como metales, cerámicos, vidrios, plásticos, etc., característica que lo hace utilizable en innumerables campos de aplicación. [1] Se introdujo en la industria durante la segunda guerra mundial, con el fin de disponer un control válido alternativo al de partículas magnetizables, el cual requiere para su aplicación características de metales con cualidades ferromagnéticas. [1] Esta técnica está basada en el fenómeno de la capilaridad, permite evidenciar de una manera confiable y rápida, discontinuidades abiertas a la superficie (fisuras, porosidad, pliegues, etc.) sobre casi cualquier componente (ferroso y no ferroso) independientemente de la geometría y del material de la pieza. [1] 2.1.1. Principios físicos.  Capilaridad: Es la acción que origina que un líquido ascienda o descienda a través de los llamados tubos capilares.  Cohesión: Es la fuerza que mantiene a las moléculas de un cuerpo a distancias cercanas unas de las otras.  Adherencia: Es la fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes.  Viscosidad: Es la resistencia al deslizamiento de una capa de un fluido sobre otra capa.  Tensión superficial: Es la fuerza no compensada que ejerce la superficie del líquido debido a la tensión no compensada de las moléculas subsuperficiales sobre la membrana superior. [1]

2.1.2. Características de los líquidos penetrantes. El líquido penetrante tiene la propiedad de penetrar en cualquier abertura u orificio en la superficie del material. El penetrante ideal debe reunir lo siguiente:  Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas.  Habilidad de permanecer en aberturas amplias.  Habilidad de mantener color o la fluorescencia.  Habilidad de extenderse en capas muy finas.  Resistencia a la evaporación.  De fácil remoción de la superficie.  De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad.  De fácil absorción de la discontinuidad.  Atoxico.  Inoloro.  No corrosivo.  Anti inflamable.  Estable bajo condiciones de almacenamiento.  Costo razonable. [1] Tabla 1. Propiedades de Tintas penetrantes Propiedad física Capilaridad Tensión superficial Adherencia Cohesión Viscosidad Partículas

Penetrante Alta Baja

Revelador Baja Alta

Baja Baja Baja Pequeñas Fuente: [1]

Alta Alta Alta Grandes

 Poder humectante: El penetrador debe ser capaz de mojar completamente la superficie del material y es una de las propiedades más importantes. Esto se refiere al ángulo de o del líquido con la superficie, el cual debe ser lo más bajo posible. [1]  Viscosidad: Esta propiedad no produce efecto alguno en la habilidad del líquido para penetrar, aunque afecta la velocidad de penetración. Los penetrantes de alta viscosidad penetran lentamente, en tanto que los de baja viscosidades escurren muy rápido y tiene la tendencia a no ser retenidos en los defectos de poca profundidad; por lo tanto se recomienda una viscosidad media. [1]  Volatilidad: Los líquidos penetrantes no deben ser volátiles. Si existe una evaporación excesiva se los productos del penetrante, se verá afectada la

sensibilidad de todo el proceso, debido tanto al desequilibrio de la formula, como a la pérdida del poder humectante. [1]  Gravedad especifica o densidad relativa: No juega un papel directo sobre el comportamiento de un penetrante dado; sin embargo, con densidades bajas se facilita el transporte de materiales extraños que tenderán a sedimentar en el fondo cuando se usan tanques abiertos. La mayoría de los líquidos penetrantes tienen densidades relativas que varían entre 0.86 y 1.06 a 16°C, por lo general la densidad es menor a 1. [1]  Punto de inflamación: Como medida de seguridad practica los líquidos penetrantes deberán poseer un punto de inflamación elevado con el fin de reducir los peligros de incendio. Generalmente el punto de inflamación es mayor de 95 °C y en recipientes abiertos no debe ser menor de 65 °C. [1]  Inactividad química: Los productos usados en la formulación de los líquidos penetrantes deben se inertes y no corrosivos con respecto a los materiales a ser ensayados y a los recipientes que los contienen. [1]  Capacidad de disolución: El penetrante debe tener una elevada capacidad para contener grandes concentraciones de pigmentos coloreados o fluorescentes usados y mantenerlos en solución. [1] 2.2.

MÉTODO DE APLICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES EN PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS. Se aplica el líquido penetrante a la superficie de la pieza a ser examinada, permitiendo que penetre en las aberturas del material, después de lo cual el exceso del líquido es removido. Se aplica entonces el revelador, el cual es humedecido o afectado por el penetrante atrapado en las discontinuidades de esta manera se incrementa la evidencia de las discontinuidades, tal que puedan ser vistas ya sea directamente o por medio de una lámpara o luz negra. [1]  Tipo I = Penetrante fluorescente  Tipo II = Tintas permanentes o visibles  Proceso A = Penetrante lavable en agua  Proceso B = Penetrante postemulsificado  Proceso C = Penetrante removido con solvente  Revelador seco: Grano fino se aplica por espolvoreado, rociado o sumergido.  Revelador no acuoso: Es una suspensión absorbente, aplicado por rocío  Revelador húmedo: Es una suspensión absorbente de polvo en agua, se aplica por inmersión.  Portátil (atomizador)  Estacionario (inmersión)

 Simple vista Spoteheck (portátil)  Luz negra Syglo (estacionario) [1] 2.2.1. Preparación y limpieza de la pieza. Limpiar cuidadosamente la superficie a inspeccionar de pintura, aceite, grasa y otros contaminantes. Será necesario eliminar los restos de óxidos, pinturas, grasas, aceites, taladrinas, carbonilas, etc. Y esto se hace por métodos químicos, ya que los mecánicos, están prohibidos por la posibilidad que tiene su aplicación de tapar defectos existentes. Se pueden usar todos aquellos procesos que dejen a la superficie limpia y seca; que no dañen al espécimen y que no empleen productos que sean incompatibles con los componentes. [1]

Fig.1. Limpieza. Fuente: [1] Soluciones detergentes en caliente por inmersión, desengrase en fase de vapor o desengrase mediante disolvente, son los principales métodos para eliminar grasas y aceites. Los óxidos y las carbonillas térmicas se eliminaran con desoxidantes alcalinos o ácidos y a veces, principalmente en superficies rectificadas se hace un ataque ácido a fondo que abre las grietas durante la operación. Las pinturas se eliminan con productos cáusticos en caliente o basados en ellos. [1]

2.2.2. Aplicación del penetrante. Los penetrantes se aplican por inmersión, rociado con un cepillo o brocha, vertiendo el líquido sobre la pieza o cualquier otro método, vertiendo el líquido sobre la pieza o cualquier otro método que cubra la zona que se inspecciona. Será necesario obtener una película fina uniforme en toda la superficie y se deberá esperar un tiempo llamado tiempo de penetración para que el líquido penetre en grietas. Este tiempo oscila entre los 5 y 15 minutos dependiendo del material y la clase de grietas. [5]

Fig.2. Aplicación Penetrante. Fuente: [1] 2.2.3. Eliminación del exceso de penetrante. Se debe retirar la capa superficial del penetrante de forma que lo único que permanezca sea el que se hubiera alojado en las discontinuidades. Se entiende por exceso de penetrante todo liquido que no se ha introducido en los defectos y que permanece sobrante sobre la superficie de la pieza a inspeccionar. [1] Esta etapa es crítica y de su correcta realización dependerá el resultado final de la inspección, ya que es necesario eliminar y limpiar el exceso de penetrante de tal modo que no extraigamos el penetrante introducido en los defectos. Si no se ha eliminado perfectamente el líquido penetrante, en la inspección final aparecerán manchas de penetrante produciendo indicaciones falsas e incluso, el enmascaramiento de las grietas. Para saber si hemos eliminado bien el exceso de penetrante es necesario hacer una inspección visual. Es aconsejable quitar en primer lugar la mayor parte del penetrante con trapos o papel absorbente y después eliminar el resto utilizando trapos o papel ligeramente impregnados en disolvente. [1]

Fig.3. Remoción. Fuente: [1] 2.2.4. Aplicación del revelador. Aplicar el revelador y dejarlo actuar. El revelado es la operación que hace visible al ojo humano la posición del defecto. El revelador es básicamente un producto en polvo de compuestos químicos blancos, inertes y con una granulometría tal que dispone de un gran poder de absorción. Una vez aplicado el revelador, hay que esperar un tiempo para que absorba el penetrante, este tiempo oscila entre 5 y 15 minutos. [1]

Durante la preparación de las piezas para la inspección es necesario secarlas después de la aplicación del revelador húmedo o eliminar el remanente antes del uso del polvo revelador seco. [1]

Fig.4. Revelado. Fuente: [1] 2.2.5. Inspección final de la pieza. Una vez transcurrido el tiempo de revelado, se procede a la inspección de los posibles defectos de las piezas procesadas. El tiempo de revelado depende del tipo de penetración, del revelador y del defecto, pero deberá permitirse tiempo suficiente para que se formen las indicaciones. La inspección se realiza antes de que el penetrante comience a exudar sobre el revelador hasta el punto de ocasionar la perdida de definición. [1] El proceso de inspección se compone de tres etapas.  Inspección.  Interpretación. Una regla práctica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos.  Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que están generalmente presentes en el diseño.  Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminación con penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de discontinuidad. [1]

Fig.5. Inspección. Fuente: [1] 2.2.6. Limpieza final. Se debe llevar a cabo en razón de los productos usados en el ensayo. Tabla 2: Tiempo de Penetración Material

Proceso

Tipo de

Tipo I Y Tipo I Y Tipo I Y

discontinuidad

II

II

II

Proceso Proceso Proceso

Aluminio

A

B

C

Fundición

Porosidades

5 a 10

5 min

3 min

Extrusión y

Traslapes

min

10

7

forja

Falta de fusión

NR

5

3

Soldadura

Porosidades

30

5

3

Todos

Grietas

30

10

5

Todos

Grietas de fatiga

30

30

5

NR Fundición

Porosidades

15

5

3

Extrusión y

Traslapes

NR

10

7

forja

Falta de fusión

30

10

5

Soldadura

Porosidades

30

10

5

Todos

Grietas

30

10

5

Grietas de fatiga

NR

30

7

Fundición

Porosidades

30

10

5

Extrusión y

Traslapes

NR

10

7

forja

Falta de fusión

60

10

7

Soldadura

Porosidades

60

10

7

Todos

Grietas

30

10

7

Todos

Grietas de fatiga

NR

30

10

Fundición

Porosidades

10

5

3

Extrusión y

Traslapes

NR

10

7

forja

Falta de fusión

15

10

3

Recubrimientos

Porosidades

15

10

3

Todos

Grietas

30

10

3

Plásticos

Todos

Grietas

5 a 30

5

5

Vidrio

Todos

Grietas

5 a 30

5

5

Herramienta con

Falta de fusión

30

5

3

punta de carburo

Porosidades

30

5

3

Grietas

30

20

5

NR

20 a 30

15

Magnesio

Acero

Latón y bronce

Titanio y aleaciones a altas

Todos

temperaturas Todos

Todos

metales

Esfuerzos o

NR

240

Granulación Interna

NR = no recomendable Fuente: [1] 2.3.

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES Tabla 3. Clasificación de los líquidos penetrantes

Fuente: [1]

240

Fig.6. Procedimiento A1:B1. Fuente: [1] 3.

MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR 3.1. MATERIALES.

Fig.7. Mandil. Fuente: AUTORES

Fig.8. Casco Fuente: AUTORES

Fig.9. Junta a filete, e=10 mm Fuente: AUTORES 3.2. HERRAMIENTAS.

Fig.10. Galga tipo Leva Fuente: AUTORES

Fig.11. Calibrador pie de rey Fuente: AUTORES

Fig.12. Cepillo de alambre

Fig.13. Lupa

Fuente: AUTORES

Fuente: AUTORES

Fig.14. Guaipe Fuente: AUTORES

Fig.15. Cleaner Fuente: AUTORES

Fig.16. Penetrante

Fig.17. Revelador

Fuente: AUTORES

Fuente: AUTORES

3.3. RECURSOS.  Recurso humano.

Fig.18. Personal  

Fuente: AUTORES Normativa AWS D1.1 Guía VT y PT

4. PROCEDIMIENTO O DESARROLLO. 1) Inspeccionar el lugar de trabajo para comprobar que exista la suficiente luminosidad e aireación para comenzar con la práctica de tintas penetrantes. 2) Utilizar el equipo de protección personal adecuado para este tipo de inspección, estos equipos son: guantes de látex, mascarilla, casco y mandil. 3) Limpiar la junta soldada a tope con un cepillo de alambre para retirar el resto de escoria que deja el proceso de soldadura en el cordón.

Fig.19. Cepillo de alambre Fuente: AUTORES 4) Hacer pelotas de guaipe con un diámetro de 5 cm para poder tener una buena limpieza de la junta soldada.

Fig.20. Pelotas de guaipe Fuente: AUTORES 5) Limpiar la junta soldada con el guaipe prefabricado para la limpieza. 6) Aplicar el cleaner tomando en cuenta que debe ser aplicado con un ángulo de inclinación entre 30 – 45° con respecto a la placa soldada. 7) Limpiar con un guaipe el restante de cleaner de la superficie de la placa soldada, este proceso debe en el sentido del cordón girándolo suavemente. 8) Aplicar el penetrante de igual manera que el cleaner, debe ser aplicado en un ángulo de 30 a 45°. 9) Esperar que actué el penetrante, el tiempo debe ser entre 10 y 20 min. 10) Limpiar con un guaipe el cordón de la junta soldada, este debe ser en sentido del cordón girando suavemente el guaipe. 11) Aplicar el revelador en un ángulo de 30 a 45°. 12) Esperar 12 minutos para observar los resultados. 13) Observar el tipo de discontinuidades presentes en el cordón de soldadura de la junta a tope.

Fig.21. Visualización de discontinuidades. Fuente: AUTORES 14) Evaluar la junta soldada aplicando la normativa AWS D1.1 15) Realizar el informe respectivo sobre el estado de la junta soldada.

5. RESULTADOS EN LAS PROBETAS

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍAMECÁNICA

INGENIERÍA MECÁNICA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (E.N.D) REGISTRO DE EXAMEN POR LIQUIDOS PENETRANTES Informe N°2 Solicitud nro. Solicitante Ing. Juan Paredes Dirección Calle Ciudad ESPECIFICACION DE LA PROBETA Componente: Junta a tope Identificación Material: Acero A-36 Plano de referencia: XY Condiciones de la superficie Espesor 10 mm Esquema de zona a ensayar

Tipo de técnica de ensayo Limpieza inicial Temperatura de ensayo CLEANER 5 min Tipo Modelo de aplicación PENETRANTE 15 min Tipo Modelo de aplicación

Liquidos penetrantes Si Ambiente Pulverizador en aerosol SKC-S

Marca Secado

Magnaflux Evaporación normal

Pulverizador en aerosol SKL-SP2

Marca Secado

Magnaflux Evaporación normal

REVELADOR 10 min Tipo Modelo de aplicación

Pulverizador en aerosol SKD-S2

Iluminación requerida Lámpara de UV Luxómetro Iluminacion máxima en el cuarto oscuro LIQUIDO PENETRANTE Lavable con agua Proceso post emulsificable Lavable con solvente Coloreado Fluorescente Aplicación

Post emulsificación Emulsificador Tipo de emulsificación

N/A N/A N/A N/A

Marca Secado

Magnaflux Evaporación normal

Iluminación

Natural

Especificación según proceso

Marca

N/A N/A N/A Si No Tiempo de penetración N/A N/A

REMOCIÓN DEL PENETRANTE Remoción con Guaipe Papel N/A Control de remoción Si

Marca Presión de agua de remoción Marca Trapos Secado

REVELADO Revelador SKD-S2 Marca Concentración de revelador Si Tiempo de revelado Agitación del revelador Si Temperatura Tipo de suspensión Secado TIEMPO DE REGISTRO DE INDICACIONES Indicación Tiempo (min) Limpieza 5 Secado 2 Penetrante 15 Lavado 2 Revelado 10

Magnaflux

N/A N/A

N/A N/A Evaporación normal Magnaflux 10 min Ambiente Evap. normal

RESULTADOS PROCEDIMIENTO Y APLICACIÓN DE LAS TINTAS PENETRANTES 1. LIMPIADOR

2. LIQUIDO PENETRANTE

3. REVELADOR

4. ANÁLISIS DE DISCONTINUIDADES

Nombre Cargo Firma Fecha

Registrado por Grupo END Alumnos

Revisado por Ing. Mg. Juan Paredes INSPECTOR

Aprobado por Ing. Mg. Juan Paredes INSPECTOR

22/11/2016

23/11/2016

23/11/2016

Por el cliente

Universidad Técnica de Ambato Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica Semestre: Noveno semestre

Materia: Ensayos No Destructivos (E.N.D.)

REPORTE DE INSPECCIÓN VISUAL

   

Nombre del cliente Inspector

Dirección del cliente

U.T.A

Teléfono

-

Revisado por

Ing. Juan Paredes

Fecha de inspección Horario de entrada Institución realiza

Garcés Alejandro Intriago Andrés Moreno Néstor Toscano Joseph

21/11/16

Fecha ultima insp.

21/11/16

9:00

Horario de salida

12:00

Ingeniería Mecánica

Numero examen

002

REGISTRO DE DATOS Inspección:

Tintas penetrantes (PT)

Ubicación:

Plano X;Y

Orientación:

Vista Superficial

Capacidad:

No aplica

Reparaciones:

No aplica

Espesor de pintura:

Detalles constructivos:

No Aplica

Diámetro de probeta

-

Espesor de probeta:

10 mm

Ancho de la placa:

20 mm

Tramos de estudio:

4 tramos

EQUIPO Y TECNOLOGÍA APLICADAS VT1

Equipo de iluminación

Tipo

Ejecución

Linterna

SI

NO

Luz halógena

SI

NO

Lámparas portátiles

Detalle(fotos)

SI

NO

Luz natural

SI

NO

Otro

SI

NO

Espejos articulados

SI

NO

Lentes de aumento

SI

NO

Otro

SI

NO

Escuadra

SI

NO

SI

NO

Flexómetro

SI

NO

Galga tipo leva

SI

NO

Otro

SI

NO

Equipo de visión

Calibrador pie de rey

Equipos de medida

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Tipo

Determinación del estado de integridad de la probeta

Proceso de soldadura JUNTAS SOLDADAS

Ejecución

Detalle

Mordeduras

SI

NO

Poros

SI

NO

Socavadura

SI

NO

Falta de Penetración Salpicaduras

SI

NO

SI

NO

Sobremontas

SI

NO

Linealidad

SI

NO

SMAW

SI

NO

GTAW

SI

NO

TIG

SI

NO

SAW

SI

NO

Tipo de corriente: Tipo de electrodo: Diámetro del electrodo Gas:

Alterna A=60, V=110

Otro

E 6011 3/32 “ No aplica NA

Tipo de apariencia: Textura: Apariencia visual

Discontinuidad

Porcentaje de afectación: Posible recuperación:

Muy bien Muy bien Bajo

Si

Tabla de Discontinuidades Coordenada Longitu Diámetr RESULTADOS s de d [mm] o [mm] ACEPTAD RECHAZADA ubicación A -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1 0.5 1.1 0.7 0.9 1.1 1 1.3 -

Se acepta, no excede a la longitud del cordón

Nido de Poros Falta de continuidad Poro

Mordedura

(2.3;1)mm (7.2;1.1)mm (8.9;2)mm (11.6;2.1)mm (15;2)mm (21.3;3)mm (33;1)mm (70;2)mm (12;1.1) mm (26;3) mm

-

3 3

Se acepta, no excede a lo

-

-

(41;2)mm (57;3) mm (63;2) mm -

2.1 3 2 -

(0;0) mm

1 mm

-

-

(0;0) mm (17;1) mm (28;1) mm (35;0) mm (47;-1) mm (62;-1) mm (78;2) mm (95;1) mm

1 1 1.1 0.5 1.5 1.8 2 2

-

establecido en la norma AWS D1.1 -

-

Salpicadura -

Falta de fusión -

-

Se rechaza dado que debe tener una fusión completa -

Falta de Linealidad Sobremonta

Se acepta según la norma AWS D1.1

Otros

6. CONCLUSIONES  Se encontraron distintas discontinuidades en la probeta examinada, la mayor parte de ellas fueron poros, mordeduras y sobremonta, estos factores son importantes durante la inspección debido a que determina si aprueba o no la 

junta soldada. Se examino la sobremonta con la herramienta correcta para este tipo de ensayo, la galga, con la cual se trabajó y se obtuvo los datos para calificar y dar nuestros



criterios de aceptación y rechazo de las placas o juntas soldadas. Se determinó las coordenadas de las distintas discontinuidades halladas en la placas soldadas, mediante un flexometro y estableciéndonos un plano de



referencia XY, al inicio del cordón de soldadura Se comparó los resultados obtenidos de la medición de las discontinuidades con el capítulo VI de la normativa AWS D1.1 para dar nuestro criterio de aceptación y rechazo de las juntas soldadas.

7. RECOMENDACIONES  Realizar la practica en un ambiente con suficiente luminosidad para poder tener una mejor visibilidad de las discontinuidades que existen en las juntas soldadas.



Manejar de una buena manera los instrumentos de medición, en este caso, la galga para obtener datos correctos sobre las discontinuidades, las cuales pueden



ser cruciales al momento de dar el criterio de aceptación y/o rechazo. Quitar las impurezas que se encuentran en el cordón de soldadura porque estos pueden ocultar las discontinuidades y no pueden ser vistas a simple vista.

8. BIBLIOGRAFÍA [1 R. Echeverria, Líquidos Penetrantes, México: Universidad de Comahue, ] 2003. [2 ASM INTERNATIONAL, ASM HANDBOOK "Nondestructive Evaluation and ] Quality Control", vol. 17, United States: The Materials Information Company, 1997. [3 American Welding Society, Structural Welding Code, Miami: American ] Welding Society, 2010. [4 ASM International, Weld Integrity and Performance: A Source Book ] Adapted from ASM International Handbooks, Conference Proceedings, and Technical Books, Miami: ASM International, 1997.