Líquido Penetrante (LP) – Uso em ensaios não destrutivos

POR Pedro Coelho

Publicado: domingo, 8 de janeiro de 2023

Compartilhe :

A inspeção por líquido penetrante (LP) é um método de baixo custo, fácil de aplicar e usado para detectar defeitos de quebra superficial, como trincas, sobreposições e porosidade em forjados, fundidos, materiais cerâmicos e não porosos. Este método pode ser descrito como uma extensão da inspeção visual, mas com uma maior sensibilidade.

Esse produto pode ser usado para inspecionar grandes áreas, mas o líquido penetrante é um processo lento em termos de aplicação e indicação de falhas.

História do método de inspeção por líquido penetrante

Antigamente o método de inspeção de superfície envolvia basicamente a fricção de negro de fumo em cerâmica vidrada, em que o negro de fumo se depositava nas rachaduras da superfície, tornando-as visíveis.

Mais tarde, tornou-se prática nas oficinas ferroviárias examinar componentes de ferro e aço pelo método "óleo e badejo". Nesse método, um óleo pesado comumente disponível em oficinas ferroviárias era diluído com querosene em grandes tanques para que partes da locomotiva, como rodas, pudessem ser submersas.

Após a remoção e limpeza cuidadosa, a superfície era revestida com uma fina suspensão de giz em álcool, de modo que uma camada superficial branca fosse formada após a evaporação do álcool.

Depois o objeto era então vibrado ao ser atingido por um martelo, fazendo com que o óleo residual em qualquer rachadura na superfície vazasse e manchasse o revestimento branco.

Este método foi usado desde a última parte do século 19 até aproximadamente 1940, quando o método de partículas magnéticas foi introduzido e considerado mais sensível para ferro e aços ferromagnéticos.

Um método diferente (embora relacionado a esse) foi introduzido na década de 1940. A superfície sob exame era revestida com uma laca e, após a secagem, a amostra era levada a vibrar pela batida de um martelo.

Essa vibração fazia com que a camada de verniz quebradiço rachasse geralmente em torno dos defeitos da superfície. A laca quebradiça (revestimento de tensão) era geralmente usada principalmente para mostrar a distribuição de tensões em uma peça e não para encontrar defeitos nelas.

Vários desses experimentos iniciais foram desenvolvidos pela Magnaflux em Chicago, IL, EUA, em associação com a Switzer Bros., Cleveland, OH, EUA. Óleos penetrantes mais eficazes contendo corantes altamente visíveis (geralmente vermelhos) foram desenvolvidos pela Magnaflux para aumentar a capacidade de detecção de falhas.

Este método, conhecido como método de penetração de corante visível ou de contraste de cor, ainda é usado extensivamente hoje. Em 1942, a Magnaflux introduziu o sistema Zyglo de inspeção de penetração, onde corantes fluorescentes foram adicionados ao líquido penetrante. Esses corantes então fluorescem quando expostos à luz ultravioleta (às vezes chamada de "luz negra"), tornando as indicações de rachaduras e outras falhas de superfície mais visíveis para os inspetores.

Eng. Vinicius Tetti fazendo inspeção com liquido penetrante

Princípio e etapas desse método inspeção

O princípio da inspeção por líquido penetrante consiste em pulverizar um corante colorido na superfície de um componente que penetra em qualquer abertura da superfície por ação capilar. O líquido se concentra nas cavidades e, após a remoção do excesso de penetrante, torna-se visível pela aplicação de um revelador, que reverte a ação capilar, na superfície da amostra.

Como é um processo manual, o líquido penetrante pode consumir muito tempo para tarefas de inspeção em grande escala. Ele pode ser automatizado, usando recursos de robótica e reconhecimento de padrões, para inspeção em uma linha de fabricação.

A inspeção por líquido penetrante é uma inspeção de seis estágios (Fig Abaixo) que é realizada da seguinte forma:

• A superfície do componente inspecionado deve ser limpa e seca antes da inspeção.
• Um líquido penetrante colorido é pulverizado na superfície do componente.
• O excesso de líquido é removido da superfície por enxágue com água ou produto químico.
• Um revelador é aplicado sobre a superfície do componente para revelar líquido penetrante preso em defeitos por reação química.
• A inspeção do componente é realizada e os defeitos localizados.
• A pós-limpeza da amostra é realizada após a inspeção.

Procedimento de inspeção de líquido penetrante.

Tipos de líquido penetrante

Para se descobrir as falham podem ser utilizados três tipos de líquido penetrante: solúvel em água, pós-emulsionável e removível por solvente. O penetrante solúvel em água pode ser lavado diretamente com água e é o tipo de penetrante mais utilizado.

Já os corantes pós-emulsionáveis são penetrantes à base de óleo que requerem o uso de um emulsificante antes da lavagem com água. Eles são mais caros do que os penetrantes laváveis com água, mas têm uma maior sensibilidade a defeitos. Os solventes penetrantes removíveis são usados para inspeção na linha de fabricação de grandes peças de trabalho. Esses penetrantes são à base de óleo e requerem um solvente químico para limpeza.

Os penetrantes líquidos podem ser visíveis sob luz branca e luz ultravioleta (UV) fluorescente. A escolha do penetrante depende da sensibilidade necessária, do tamanho da amostra inspecionada, da acessibilidade e do custo da inspeção. As diferentes sensibilidades e custos relativos dos penetrantes de corante são mostrados na figura abaixo:

Diferença de sensibilidade e custo para vários líquidos penetrantes

A limpeza e rugosidade da superfície, e o tamanho, forma e acessibilidade da amostra são fatores limitantes da inspeção por líquido penetrante. Este método é geralmente usado para testar componentes não ferrosos, como aço inoxidável austenítico, e é amplamente utilizado na indústria aeronáutica para inspecionar cerâmicas e soldagens estruturais. A inspeção por partículas magnéticas é considerada mais apropriada em materiais ferrosos ou magnetizáveis.

As duas marcas mais conhecidas quando se fala de liquido penetrante, a Magnaflux e a Metal-Chek

Vantagens e Desvantagens do Teste de Penetração

Como todos os métodos de inspeção não destrutivos, a inspeção por líquido penetrante também tem as vantagens e desvantagens. As principais vantagens e desvantagens quando comparadas a outros métodos de avaliação não destrutiva estão resumidas abaixo.

Principais vantagens

• O método tem alta sensibilidade para pequenas descontinuidades superficiais.
• O método tem poucas limitações de material, ou seja, materiais metálicos e não metálicos, magnéticos e não magnéticos, e materiais condutores e não condutores podem ser inspecionados.
• Grandes áreas e grandes volumes de peças/materiais podem ser inspecionados rapidamente e com baixo custo.
• Peças com formas geométricas complexas são inspecionadas rotineiramente.
• As indicações são produzidas diretamente na superfície da peça e constituem uma representação visual da falha.
• As latas de aerossol tornam os materiais penetrantes muito portáteis.
• Materiais penetrantes e equipamentos associados são relativamente baratos.

Principais Desvantagens

• Somente defeitos de quebra de superfície podem ser detectados.
• Somente materiais com uma superfície relativamente não porosa podem ser inspecionados.
• A pré-limpeza é crítica, pois os contaminantes podem mascarar os defeitos.
• As manchas de metal da usinagem, esmerilhamento e jateamento de areia ou vapor devem ser removidas antes da aplicação do liquido penetrante.
• O inspetor deve ter acesso direto à superfície que está sendo inspecionada.
• O acabamento superficial e a rugosidade podem afetar a sensibilidade da inspeção.
• Múltiplas operações dos processos devem ser executadas e controladas.
• É necessária a pós-limpeza de peças ou materiais aceitáveis.
• Manuseio químico e descarte adequado são necessários.

Referências

• NDT Data Fusion Por X. E. Gros, Xavier Emanuel Gros · 1997
• https://www.nde-ed.org/NDETechniques/PenetrantTest/index.xhtml ( acessado em 22/12/2022 as 19:08)
• https://www.flyability.com/dye-penetrant ( acessado em 22/12/2022 as 19:10)
• https://www.nde-ed.org/NDETechniques/PenetrantTest/Introduction/improvingdetection.xhtml ( acessado em 06/01/2023 as 19:18)
• https://www.nde-ed.org/NDETechniques/PenetrantTest/Principles/commonuses.xhtml ( acessado em 06/01/2023 as 19:26)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)