O método

O ensaio por líquidos penetrantes é um método desenvolvido para a detecção de descontinuidades essencialmente superficiais, abertas na superfície do material. O método começou a ser utilizado antes da primeira guerra mundial, principalmente pela indústria ferroviária na inspeção de eixos. Nessa época, o método consistia em aplicar querosene ou óleo sobre a superfície da peça e removê-lo após várias horas. Em seguida, era aplicada uma mistura de solvente com pó de giz sobre a superfície, que ao secar absorvia de dentro das trincas o querosene ou óleo aplicado anteriormente. Evidentemente, este processo permitia apenas a observação de grandes defeitos abertos sobre a superfície da peça.

O método de ensaio por líquidos penetrantes, como conhecemos hoje, tomou impulso em 1942, nos EUA, quando foi desenvolvido o método de penetrantes fluorescentes, destinado a inspeção de componentes para a área aeronáutica. O método vem-se desenvolvendo através da pesquisa e do aprimoramento de novos produtos utilizados no ensaio, até seu estágio atual. Os penetrantes foram desenvolvidos para detectar descontinuidades com até 1 mm de largura.

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Aplicação

O ensaio por líquidos penetrantes consiste em fazer penetrar na abertura da descontinuidade um líquido; após a remoção do excesso de líquido da superfície, faz- se o líquido retido sair da descontinuidade por meio de um revelador. A imagem da descontinuidade fica então desenhada sobre a superfície.

Princípios físicos e propriedades do penetrante

O nome penetrante vem da propriedade essencial que este material deve ter, isto é, a capacidade de penetrar em aberturas finas. Um produto penetrante com boas características deve ter facilidade para penetrar em aberturas finas; ter facilidade de permanecer em aberturas relativamente grandes; não evaporar ou secar rapidamente; ser facilmente eliminado da superfície onde for aplicado; quando aplicado o revelador, sair em pouco tempo das descontinuidades onde tenha penetrado; ter facilidade de se espalhar nas superfícies, formando camadas finas; ter um forte brilho, seja fluorescente ou em cor; a cor ou a fluorescência devem permanecer em presença de calor, luz ou luz negra; não reagir com a embalagem nem com o material a ser testado; não ser facilmente inflamável; ser estável quando estocado ou em uso; não ser demasiadamente tóxico; ter baixo custo.

Para que o penetrante tenha qualidade, é necessário que certas propriedades estejam presentes. Dentre elas destacam-se viscosidade, tensão superficial, molhabilidade, volatilidade, ponto de fulgor, inércia química, facilidade de dissolução, penetrabilidade, capilaridade e sensibilidade.

Tensão superficial

A tensão superficial de um líquido é o resultado das forças de coesão entre as moléculas que formam a superfície do líquido. Assim, um líquido com baixa tensão superficial é melhor penetrante, pois tem maior facilidade de penetrar nas descontinuidades. Os líquidos que exibem melhores propriedades de capilaridade são aqueles com baixos valores de viscosidade e tensão superficial, simultaneamente. As características de alguns líquidos, sob temperatura de 20°C, podem ser encontradas no quadro.

Viscosidade

A propriedade de viscosidade por si só não define um bom ou mau penetrante, isto i, se o líquido tem ou não tem a capacidade de penetrar nas descontinuidades. A lógica nos diz que um liquido menos viscoso é melhor penetrante que um mais viscoso; no entanto, isso nem sempre é verdadeiro, pois a água tem baixa viscosidade mas náo é um bom penetrante. A viscosidade é importante para determinar a velocidade com que o penetrante é capaz de entrar numa descontinuidade. Líquidos mais viscosos demoram mais a entrar; líquidos pouco viscosos têm a tendência a não permanecer muito tempo sobre a superfície da peça, o que pode ocasionar tempo insuficiente para penetração. Além disso, líquidos de alta viscosidade podem ser retirados das falhas quando se executa a limpeza do excesso.

Vantagens

O ensaio por líquidos penetrantes presta-se a detectar descontinuidades superficiais e que sejam abertas na superfície, tais como trincas, poros, dobras, etc.; pode ser aplicado em todos os materiais sólidos que não sejam porosos ou com superfície muito grosseira. É usado em materiais não magnéticos como alumínio, magnésio, aços inoxidáveis austeníticos, ligas de titânio, zircônio, bem como em materiais magnéticos. É também aplicado em cerâmica vitrificada, vidro e plásticos.

O ensaio por líquidos penetrantes pode revelar descontinuidades (trincas) extremamente finas, da ordem de 0,001 mm de abertura. A principal vantagem do método é a sua simplicidade; é de fácil aplicação e interpretação dos resultados. O aprendizado é simples, requer pouco tempo de treinamento do inspetor. Como a indicação se assemelha a uma fotografia do defeito, é muito fácil avaliar os resultados. Não há limitação para o tamanho e forma das peças a ensaiar, nem para o tipo de material.

Desvantagens

O ensaio por líquidos penetrantes só detecta descontinuidades abertas para a superfície, já que o penetrante precisa entrar na descontinuidade para ser posteriormente revelado; por esta razão, a descontinuidade não deve estar preenchida com material estranho. A superfície do material não pode ser porosa ou muito rugosa ou absorvente, porque nesses tipos de superfície não existe possibilidade de remover totalmente o excesso de penetrante, o que causa mascaramento de resultados.

A aplicação do penetrante deve ser feita numa determinada faixa de temperatura. Superfícies muito frias, abaixo de 10°C, ou muito quentes, acima de 52°C, não são recomendáveis ao ensaio.

Alguns penetrantes especiais existentes no mercado foram desenvolvidos para faixas de temperaturas que excedem as mencionadas, porém seu uso é restrito. Algumas aplicações das peças em inspeção exigem que a limpeza seja efetuada da maneira mais completa possível após o ensaio; é o caso de maquinaria para indústria alimentícia e material a ser soldado posteriormente, entre outros. Este fato pode tornar-se limitativo ao exame, especialmente quando a limpeza for difícil de fazer.