CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL
Inspección mediante el Método de Líquidos Penetrantes en la Industria Aeronáutica. Aeronáutica. M.C. MARCO ANTONIO PAREDES GUILLÉN NIVEL III ASNT 170287 , Nivel III NAS 410 ING. JOSÉ NÚÑEZ ALCOCER NIVEL III ASNT 75457
10ª Conferencia Mexicana de Pruebas No Destructivas
México D.F. a 23 de Agosto del 2013 1
CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL ÍNDICE I. II. II. III. III. IV. V. VI. VII.
INTRODUCCION REQU REQUER ERIM IMIE IENT NTOS OS DEL DEL PERS PERSON ONAL AL PROCES PROCESO O BÁSICO BÁSICO POR POR MEDIO MEDIO DE LÍQU LÍQUIDO IDOS S PENETRA PENETRANTE NTES S PROPIE PROPIEDAD DADES ES DE LOS PENETR PENETRANT ANTES ES PASOS ASOS DEL DEL PROC PROCES ESO O DE DE INSP INSPEC ECCIÓ CIÓN N EQUIPO MATERIA MATERIALES LES Y CONTROL CONTROL DEL PROCESO PROCESO
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL ÍNDICE I. II. II. III. III. IV. V. VI. VII.
INTRODUCCION REQU REQUER ERIM IMIE IENT NTOS OS DEL DEL PERS PERSON ONAL AL PROCES PROCESO O BÁSICO BÁSICO POR POR MEDIO MEDIO DE LÍQU LÍQUIDO IDOS S PENETRA PENETRANTE NTES S PROPIE PROPIEDAD DADES ES DE LOS PENETR PENETRANT ANTES ES PASOS ASOS DEL DEL PROC PROCES ESO O DE DE INSP INSPEC ECCIÓ CIÓN N EQUIPO MATERIA MATERIALES LES Y CONTROL CONTROL DEL PROCESO PROCESO
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL I. INTRODUCCIÓN Si tenemos en cuenta los cientos de miles de componentes fundamentales utilizados en la construcción de un avión; la tarea de obtener el nivel deseado de fiabilidad es monumental. ¿Qué puede pasar si se rompe una tubería de combustible en un motor a reacción? ¿Qué puede suceder si un cable de control de vuelo se rompe o se suelta en pleno vuelo? ¿Qué puede suceder si el tren de aterrizaje no se extiende para el aterrizaje? Las vidas de todos a bordo están en peligro, y millones de dólares pueden ir a la basura. Se necesita alta calidad del producto para asegurar la fiabilidad en los aviones. Existe una manera para lograr la alta calidad a través del uso de los Ensayos No Destructivos. Hay varios métodos de Ensayos No Destructivos para localizar poros, grietas, o interrupciones en la continuidad de los materiales o artículos, procesos de fabricación, productos terminados y partes componentes en servicio, de los más comúnmente usados en la industria aeronáutica tenemos: Ultrasonido, Radiografía, Corrientes Eddy, Partículas Magnéticas y Líquidos Penetrantes. Dentro de los líquidos líquidos Penetrantes Penetrantes el “Tipo I Método C forma d” es uno de los métodos más solicitados para detectar discontinuidades abiertas a la superficie en partes y componentes estructurales de aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio y aceros aleados en la industria aeronáutica.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL II.REQUERIMIENTOS DEL PERSONAL Por muchos años, la U.S. Air Force o gobierno requirieron de personal calificado en Ensayos No Destructivos END en acorde con MIL-STD-410E. Esta norma fue remplazada en 1990 ’s por NAS 410. (NATIONAL AEROSPACE STANDARD). Muchas compañías están actualmente usando ésta norma; la revisión 1 se realizó en Enero 1996.
La 2da. revisión fue publicada en Febrero del 2003 y se introdujeron cambios significativos en el entrenamiento del personal en las pruebas de Líquidos Penetrantes y Partículas Magnéticas. En el entrenamiento para cada uno de estos métodos fue incrementado a 16 horas para Nivel I y Nivel II para un total de 32 horas para la calificación de un Nivel II . En ésta revisión también cambió el periodo de la recertificación para el nivel I y II de 3 años a 5 años. En Marzo del 2008 se llevó a cabo la 3ra. revisión de la norma NAS 410 y establece que en contenido técnico es equivalente a la Norma EN 4179, Ed. 4.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL II.REQUERIMIENTOS DEL PERSONAL Métodos comunes : Niveles de Calificación y Certificación: -Líquidos Penetrantes - Radiografía -Nivel I limitado -Partículas Magnéticas -Termografía -Nivel I -Corrientes Eddy - Shearografía -Nivel II -Ultrasonido -Nivel III Horas mínimas de entrenamiento formal, Niveles I y II
Método
Nivel I
Nivel II con la certificación de Nivel I
Nivel II sin la certificación de Nivel I
PT
16
16
32
MT
16
16
32
ET
40
40
80
UT
40
40
80
RT
40
40
80
IRT
20
40
60
ST
20
40
60
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL II.REQUERIMIENTOS DEL PERSONAL Requerimientos de experiencia mínima para Niveles I y II Tiempo de experiencia en Horas¹
130
Nivel II con certificación previa Nivel I 270
Nivel II sin certificación previa como nivel I 400
MT
130
400
530
ET
400
1200
1600
UT
400
1200
1600
RT
400
1200
1600
IRT
200
600
800
ST
200
600
800
Método
Nivel I (Experiencia)
PT
¹
La experiencia en múltiples métodos puede ser acumulada simultáneamente. La experiencia en el método debe ser al menos la mitad de este tiempo cuando el tiempo
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL II.REQUERIMIENTOS DEL PERSONAL Requerimientos de experiencia mínima para Niveles III en Líquidos Penetrantes, Partículas Magnéticas, Ultrasonido, Radiografía, Corrientes Eddy, Termografía y Shearografía Colegio o Universidad
Nivel II o experiencia equivalente
Ninguna
4 años
2 años de estudios de ingeniería o ciencias en una escuela técnica, colegio o universidad
2 años
3-4 años graduado de ciencias o ingeniería
1 año
Requerimientos de la Visión Requerimientos de la examinación Visión Cercana
20/25 (Snellen) a 16” (42cm) ± 1”(25.4 cm) o equivalente en al menos un ojo , natural o corregida
Percepción de Color
El personal deberá ser capaz de distinguir adecuadamente y diferenciar los colores usados en
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL III.PROCESO BÁSICO POR MEDIO DE LÍQUIDOS PENETRANTES PRIMERAMENTE LA SUPERFICIE DE LA PARTE DEBERA ESTAR LIMPIA Y SECA LA LIMPIEZA ES FUNDAMENTAL
EL PENETRANTE DEBERA ENTRAR Y SALIR DE LA DISCONTINUIDAD
APLICAMOS EL LÍQUIDO PENETRANTE SOBRE LA PARTE O SUPERFICIE A SER INSPECCIONADA ES EL TIEMPO EN CUAL EL PENETRANTE ENTRA Y LLENA LA DISCONTINUIDAD
CON LAS CONDICIONES DE ILUMINACIÓN ADECUADAS
REMOCIÓN DEL EXCESO DE PENETRANTE ESTA ACCIÓN ES CRÍTICA
EN EL CUARTO PASO APLICAMOS EL REVELADOR
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL IV. PROPIEDADES DE LOS PENETRANTES REQUERIMIENTOS DE UN PENETRANTE El penetrante debe de tener la capacidad de entrar y llenar la discontinuidad abierta a la superficie incluso pensando que la discontinuidad es muy pequeña. El penetrante deberá resistir la remoción y quedarse en la discontinuidad durante la remoción del exceso de la superficie de la parte.
Ser capaz de salir de la discontinuidad después de que el exceso de penetrante haya sido removido de la superficie.
El penetrante deberá ser fácilmente detectado y hacer notaria la existencia de una discontinuidad.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL IV. PROPIEDADES DE LOS PENETRANTES
PROPIEDADES FÍSICAS
• VISCOSIDAD • VOLATILIDAD • PUNTO FLASH • GRAVEDAD ESPECÍFICA
PROPIEDADES QUÍMICAS
• QUÍMICAMENTE INERTES • TOLERANCIA AL AGUA • BRILLANTEZ • TOXICIDAD
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IV. PROPIEDADES DE LOS PENETRANTES La habilidad de un líquidos penetrante para que fluya sobre la superficie de la parte y que entre y salga de cualquier superficie abierta depende de:
TENSIÓN SUPERFICIAL HUMECTABILIDAD
ACCIÓN CAPILAR
MECANISMOS DE PENETRACIÓN 12
CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL IV. PROPIEDADES DE LOS PENETRANTES REQUERIMIENTOS DEL PENETRANTE
PENETRANTE VISIBLE • NORMALMENTE NO SE USAN O SÓLO QUE ESTE ESPECIFICADO
PENTRANTE FLUORESCENTE • SON MÁS COMUNMENTE UTILIZADOS (REMOVIBLE CON SOL VENTE)
NIVEL DE SENSIBILIDAD: NIVEL 3 Ó MAYOR
REQUERIMIENTOS APLICABLES : - AMS 2644 (AEROSPACE MATERIALS SPECIFICATIONS) -ASTM E 165
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V.PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES EL SIGUIENTE DIAGRAMA DE FLUJO MOSTRARÁ LOS PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES (TIPO I MÉTODO C FORMA d)
Enmascarado
Remueva todos los acabados, compuestos de protección a la corrosión y residuos químicos. Ataque químico cuando se requiera
Limpiar la superficie
Aplicar Penetrante Tipo I
Tiempo de Penetración
Remoción del exceso de Penetrante Método C
Aplicar revelador no acuoso, forma d
Tiempo de revelado
Inspección de la superficie
Reprocesar la superficie si se presenta un fondo fluorescente excesivo
Registro de Resultados
Limpieza de la superficie
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES LIMPIEZA DE LA SUPERFICIE En éste método de inspección es muy importante que la superficie de prueba se encuentre limpia y seca. Esto quiere decir que deberá estar libre de polvo, grasa, óxidos, escamas, ácidos, recubrimientos metálicos y pintura, que puedan afectar directamente ó bloquear la entrada del penetrante en las discontinuidades. Los
métodos de limpieza para la preparación de la superficie son clasificados como:
MÉTODO DE LIMPIEZA
QUÍMICOS
MECÁNICOS
SOLVENTE
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES ATAQUE QUÍMICO EN ALEACIONES DE ALUMINIO:
Reactivos: -Hidroxido de Sodio , 15 % de espesura aprox. 50 grs. por litro de fécula de maiz. -Ácido Nítrico 2 Normal. -Agua
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES APLICACIÓN DEL PENETRANTE:
El penetrante se aplica sobre la superficie de la pieza limpia y seca mediante cualquier método que la humedezca completamente; por ejemplo, por inmersión, rociado, vaciado, con brocha, Hisopo etc. La aplicación del penetrante debe ser llevada a cabo dentro de un área obscura con un máximo de intensidad de luz visible blanca de 2 pie-candela (20 lux). Un mínimo de intensidad de luz negra de 1200 μWatts/cm2 a una distancia no menor de 15 pulgadas (38cm) desde la superficie del bulbo o filtro a la superficie del área de inspección.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES TIEMPO DE PENETRACIÓN :
Se define como el tiempo necesario para que el penetrante se introduzca en las discontinuidades. 40 min. Tiempo de penetración y a los 20 min. refrescar con penetrante.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES TIEMPOS DE PENETRACIÓN RECOMENDADOS:
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V.PASOS DEL PROCESO DE INSPECCIÓN REMOCIÓN DEL EXCESO DE PENETRANTE:
Se debe evitar que el penetrante en exceso se seque por completo sobre la superficie de la pieza; en caso de que esto sucediera, se deberá reiniciar el proceso desde el paso de prelimpieza. Después de la remoción del exceso de penetrante se deberá dar un tiempo de secado de 1 min.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES APLICACIÓN DEL REVELADOR :Revelador húmedo no acuoso (suspendido en solvente).
El solvente tiene la función de ayudar a extraer el penetrante de la discontinuidad disolviéndolo y dándole mayor movilidad y produciendo una indicación más ancha y clara . Tiempo de revelado 20 minutos.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES INSPECCIÓN DE LA SUPERFICIE: La inspección debe ser llevada a cabo dentro de un área obscura con un máximo de intensidad de luz visible blanca de 2 pie-candela (20 lux). Un mínimo de intensidad de luz negra de 1200 μwatts/cm2 a una distancia no menor de 15 pulgadas (38cm) desde la superficie del bulbo o filtro a la superficie del área de inspección.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES REGISTRO DE LOS RESULTADOS: La siguiente información, como mínimo, es requerida en un procedimiento general, informe de inspección o la combinación de ambos. Nombre y dirección de las
•Número de
instalaciones donde se realiza la inspección.
identificación del procedimiento y la fecha de aprobación.
•Número de parte y/o material a
ser inspeccionado.
•Los
requerimientos de prelimpieza y las operaciones de ataque incluyendo los materiales usados y todos los parámetros del proceso. Si los detalles de pre limpieza y las operaciones del ataque están especificados en otros documentos, estos documentos deberán estar referenciados en este procedimiento. •Clasificación de
los materiales penetrantes usados.
•Parámetros
de proceso para la inspección con líquidos penetrantes incluyendo: Método de aplicación, remoción del exceso de penetrante, tiempos de penetración, secado, concentración de los materiales, temperatura y controles de presión para prevenir el sobre lavado. •Requerimientos de inspección y evaluación: incluyen las intensidades de luz negra
y blanca, los criterios
de aceptación/ rechazo y el método empleado. •La
identificación general o especifica de los componentes o áreas de los componentes a ser inspeccionados. •Procedimientos
de post limpieza. Los detalles de las operaciones pueden ser especificados en otros documentos; estos documentos deberán estar referenciados en el procedimiento. La trazabilidad se deberá direccionar a los criterios de aceptación del cliente.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES REGISTRO DE LOS RESULTADOS: La siguiente información, como mínimo, es requerida en un procedimiento general, informe de inspección o la combinación de ambos. •Si
se utilizó equipo especial incluir el tipo y la intensidad de luz si es diferente de lo requerido en este procedimiento, según corresponda. •El
sello del inspector certificado en esa técnica avalando los resultados reportados. Este debe estar de forma clara y completa.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. PASOS DEL PROCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES LIMPIEZA FINAL: La limpieza debe ser llevada a cabo utilizando trapo o toalla impregnada con solvente o limpiador dentro de un área obscura con las condiciones de luz antes mencionadas y revisar que no quede ningún rastro de material penetrante en la pieza o zona inspeccionada.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. EQUIPO LÁMPARAS DE LUZ NEGRA: Lámparas de vapor de mercurio de alta presión Mantenimiento y calibración: Verificar la intensidad de luz (U.V y Blanca residual), sanidad del filtro y que se encuentre limpio. Frecuencia: Diario ó Antes de su uso.
MEDIDORES DE INTENSIDAD DE LUZ: Mantenimiento y calibración: Verificar que se encuentre con calibración vigente y en condiciones de operación . Frecuencia de calibración: 6 meses.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. EQUIPO TERMÓMETROS: Temperatura ambiente, penetrante, superficie de prueba. Mantenimiento y calibración: Verificar que se encuentre con calibración vigente y en condiciones de operación . Frecuencia de calibración: 3 meses.
TEMPORIZADORES: Mantenimiento y calibración: Verificar que se encuentre con calibración vigente y en condiciones de operación . Frecuencia de calibración: 12 meses.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. EQUIPO CALIBRADOR VERNIER Y FLEXÓMETRO
Mantenimiento y calibración: Verificar que se encuentre con calibración vigente y en condiciones de operación . Frecuencia de calibración: 12 meses.
LENTE 10X: Mantenimiento y calibración: Verificar que se encuentre con calibración vigente y en condiciones de operación . Frecuencia de calibración: 12 meses.
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL V. EQUIPO ESTANÁDAR DE DEFECTOS CONOCIDOS
Verificación del Sistema de Penetrantes Frecuencia : Diario
Maestro
Trabajo
Recalificación del Estándar de defectos conocidos
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL VI. MATERIALES Y CONTROL DEL PROCESO ESPECIFICACIÓN DE MATERIALES Y PROCESOS:
NAS 410
Nondestructive Testing - Certification of Personnel Revisión : 3 Marzo- 2008
ESPECIFICACIONES INDUSTRIALES DEL PROCESO: AMS-2644 -E ASTM E 165-09 ASTM E 1417-11 ASTM E 1219 -10 ASTM E 1316-11 NDT PT-7 Rev. K
Inspection Materials, Penetrants Standard Practice for Liquid Penetrant Examination for General Industry Standard Practice for Liquid Penetrant Examination Fluorescent Liquid Penetrant Examination using the Solvent-Removable Process. Standard Terminology for Nondestructive Examination. Penetrant inspection Type I, Method C, form d. Developer (Aerosol Method)
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL VI. MATERIALES Y CONTROL DEL PROCESO MATERIALES PENETRANTES:
AMS 2644 AMS 2644 AMS 2644
Tipo I, Método C –Penetrante Fluorescente Removible con solvente sensibilidad nivel 3 ó Mayor. Clase 2 – Removedor solvente no halogenado. Forma d – Revelador no acuoso.
CERTIFICACIÓN DE LOS MATERIALES :
Los materiales deberán tener trazabilidad con los certificados del fabricante para cada número de lote de penetrante y revelador en uso y deberán mostrar evidencia que cumplen con lo establecido por AMS 2644 (Aerospace Material Specification).
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CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO INDUSTRIAL VI. MATERIALES Y CONTROL DEL PROCESO REQUERIMIENTOS DE INGENIERÍA DE PROCESOS: ACCEPTABLE PROCESS OR
SEQUENCE
OPERATION
A
Cleaning
Penetrant Solvent Remover, Class II as listed in AMS 2644.
B
Etchi ng
Local Etchi ng
C
Aplication Penetrant
Sparying Brushing Cotton swabs
D E F
Aplication of Emulsifier (Method D) Aplication of Emulsifier (Method B)
EQUIPMENT
Non Applicable Non Applicable
Rinsing
Non Applicable
Removal of Excess
Wiping with a cl ean dry lint-free Wipers moistened with solvent remover
G Penetrant
H
Drying
Evaporation Dry Clean li nt free wipers
I
Devel oper
Devel oper Apppl ica ti on
J
Inspection and Rinse Stations
Enclosed Inspection/Rinsing Stations (Non appli cable)
K
Inspection
Inspection Parts
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