Líquido penetrante, mais uma técnica preditiva
Líquido penetrante, também chamado de inspeção de penetração de líquido ou teste penetrante, é um método de inspeção amplamente aplicado e de baixo custo usado para verificar defeitos superficiais em todos os materiais não porosos (metais, plásticos, etc., ou cerâmica).
Esse é um dos tipos de técnicas preditivas classificadas como “Ensaios não destrutivos” – END. O penetrante pode ser aplicado a todos os materiais não ferrosos e materiais ferrosos, embora para componentes ferrosos a inspeção de partículas magnéticas seja frequentemente usada em vez de sua capacidade de detecção de sub superfície.
O Líquido Penetrante é usado em materiais de fundição, forjamento e soldagem para detectar defeitos superficiais, tais como fissuras, porosidade superficial, vazamentos em novos produtos e rachaduras por fadiga em componentes em serviço.
Como tudo começou
O método do óleo com algum tipo de pó relevador usado na indústria ferroviária no início de 1900 foi o primeiro uso reconhecido dos princípios dos líquidos penetrantes para detectar fissuras.
O método de óleo e esse revelador usava um solvente para limpeza do óleo após seu uso, seguido pela aplicação de um pó revelador, que absorvia o óleo das rachaduras revelando seus locais.
Logo um corante foi adicionado ao líquido, no caso o óleo, para melhorar esse processo da revelação. Na década de 1940, um corante fluorescente ou visível foi adicionado ao óleo usado para penetrar objetos de teste.
Tempo e temperatura durante o processo
A experiência mostrou que a temperatura e o tempo de imersão do líquido eram importantes para esse processo. Isso iniciou a prática de instruções escritas para fornecer resultados padronizados e uniformes.
O tempo de penetração é relativo pois depende do tipo de material, tipo de descontinuidade, estado da superfície a ser analisada e temperatura do líquido penetrante.
É recomendado adotar o tempo de penetração conforme indicado pelo fabricante dos kits do líquido penetrante. Além disso é recomendado que o tempo seja no mínimo de 10 minutos e não ultrapasse os 60 minutos.
Os limites de temperatura do líquido segundo a “American Society of Mechanical Engineers – ASME V artigo 6 – 1998” deve estar na faixa de 10º a 52ºC.
Princípio da técnica preditiva do líquido penetrante
A inspeção por líquido penetrante baseia-se na ação capilar, em que o fluido de baixa tensão superficial penetra em descontinuidades de quebra de superfície limpas e secas.
O líquido penetrante pode ser aplicado ao componente a ser inspecionado mergulhando, pulverizando, pincelando ou escovando o mesmo.
Após o tempo de penetração adequado ter sido realizado, o excesso de penetrante é removido e um revelador é aplicado. O desenvolvedor ajuda a extrair penetrante da falha para que uma indicação invisível fique visível para o realizador do teste.
A inspeção é realizada sob luz ultravioleta ou branca, dependendo do tipo de corante utilizado – fluorescente ou não fluorescente (visível).
Vantagens e desvantagens
As principais vantagens da inspeção por líquido penetrante está na rapidez do teste e do seu baixo custo. As desvantagens incluem a detecção de apenas defeitos superficiais e essa inspeção se limitar a uma superfície lisa e limpa, onde o excesso de penetrante pode ser removido antes de ser observado seus resultados.
Realizar o teste em superfícies ásperas, como em áreas soldadas, dificultará a remoção de qualquer excesso de penetrante e poderá resultar em indicações falsas.
O penetrante lavável em água deve ser considerado aqui se nenhuma outra opção estiver disponível. Além disso, em certas superfícies, um contraste de cor suficientemente grande não pode ser alcançado ou o corante mancha a peça de trabalho.
Capacitação do realizador do teste
A execução desse teste necessita de um treinamento para seu executor, aliado à sua experiência relacionada a materiais, considerada bastante valiosa. A limpeza adequada dessas superfícies é necessária para assegurar que os contaminantes da mesma tenham sido removidos e que estejam limpos e secos.
O uso de procedimentos escritos evoluiu, dando a capacidade para engenheiros de projeto e fabricantes obterem os resultados de alto padrão de qualquer técnica de teste de líquido penetrante devidamente treinado e certificado.
Alguns métodos de limpeza demonstraram ser prejudiciais à sensibilidade do teste, portanto pode ser necessário condicionamento ácido para remover manchas de metal e reabrir o defeito.
Todo esse conhecimento e capacitação é necessário para que seus resultados sejam seguros e confiáveis durante esse processo de inspeção.
Veja mais sobre o tema “Capacitação técnica“.
Como realizar a inspeção do líquido penetrante
Essa inspeção como um método ou técnica de preditiva pode ser descrito em seis etapas para sua realização:
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Preparação da superfície – Limpeza inicial
Antes de se iniciar o ensaio ou teste, a superfície deve ser devidamente limpa e seca, não devem existir água, óleo ou outro contaminante. Contaminantes ou excesso de rugosidade, ferrugem, entre outros, tornam o ensaio não confiável.
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Aplicação do Líquido Penetrante
Nesta etapa é realizada a aplicação de um líquido chamado penetrante, geralmente de cor vermelha. Isso fará que se forme um filme sobre a superfície e que, por ação do fenômeno chamado capilaridade, penetre na descontinuidade. Deve ser respeitado um determinado tempo para que a penetração do líquido se complete.
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Remoção do excesso do líquido penetrante
Consiste na remoção do excesso do líquido penetrante da superfície, através de produtos adequados, condizentes com o tipo de líquido penetrante aplicado, devendo a superfície ficar isenta de qualquer resíduo na superfície.
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Revelação
Consiste na aplicação de um filme uniforme de um revelador sobre a superfície examinada. O revelador é usualmente um pó fino (talco) branco.
Pode ser aplicado seco ou em suspensão, em algum líquido. O revelador age absorvendo o penetrante das descontinuidades e fazendo a revelação.
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Avaliação e Inspeção
Após a aplicação do revelador, as indicações começam a serem observadas, através da mancha causada pela absorção do penetrante contido nas aberturas, e que serão objetos de avaliação.
A inspeção deve ser feita sob boas condições de luminosidade, se o penetrante é do tipo visível (cor contrastante com o revelador) ou sob luz negra, em área escurecida, caso o penetrante seja fluorescente.
Nesta etapa deve ser preparado um relatório escrito que mostre as condições do ensaio, tipo e identificação da peça ensaiada, resultado da inspeção e condição de aprovação ou rejeição da peça.
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Limpeza pós ensaio
A última etapa, geralmente obrigatória, é a limpeza de todos os resíduos de produtos, que podem prejudicar uma etapa posterior de trabalho da peça inspecionada (usinagem, soldagem, dentre outras operações).
Normas relacionadas
Segue abaixo algumas normas que trazem as instruções que devem ser seguidas na elaboração das inspeções por líquido penetrante.
ISO – International Organization for Standardization
- ISO 3059, Non-destructive testing – Penetration testing and magnetic particle testing – Viewing conditions;
- ISO 3452, Non-destructive testing. Penetrant testing;
- ISO 10893-4: Non-destructive testing of steel tubes. Liquid penetrant inspection of seamless and welded steel tubes for the detection of surface imperfections;
- ISO 12706, Non-destructive testing – Penetrant testing – Vocabulary;
- ISO 23277, Non-destructive testing of welds – Penetrant testing of welds – Acceptance levels.
CEN – European Committee for Standardization
- EN 1371-1, Founding – Liquid penetrant inspection – Part 1: Sand, gravity die and low pressure die castings;
- EN 1371-2, Founding – Liquid penetrant inspection – Part 2: Investment castings;
- EN 2002-16, Aerospace series – Metallic materials; test methods – Part 16: Non-destructive testing, penetrant testing;
- EN 10228-2, Non-destructive testing of steel forgings – Part 2: Penetrant testing.
ASTM International
- ASTM E 165, Standard Practice for Liquid Penetrant Examination for General Industry;
- ASTM E 1417, Standard Practice for Liquid Penetrant Testing.
Fonte bibliográfica:
https://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/PenetrantTest/
Kohan, Anthony Lawrence (1997), Boiler operator’s guide (4th ed.), McGraw-Hill Professional, p. 240, ISBN 978-0-07-036574-2.
