Vrias brocas foram devolvidas ao fabricante porque elas haviam se desgastado no primeiro uso.

Lqidos penetrantes

Introduo

Depois do ensaio visual, o ensaio por lqidos penetrantes o ensaio no destrutivo mais antigo. Ele teve incio nas oficinas de manuteno das estradas de ferro, em vrias partes do mundo.

Naquela poca, comeo da era industrial, no se tinha conhecimento do comportamento das descontinuidades existentes nas peas. E quando estas eram colocadas em uso, expostas a esforos de trao, compresso, flexo e, principalmente, esforos cclicos, acabavam se rompendo por fadiga.

Era relativamente comum o aparecimento de trincas e at a ruptura de peas de vages, como eixos, rodas, partes excntricas etc., sem que os engenheiros e projetistas da poca pudessem determinar a causa do problema.

Algumas trincas podiam ser percebidas, mas o ensaio visual no era suficiente para detectar todas elas, pela dificuldade de limpeza das peas.

Foi desenvolvido ento um mtodo especial no destrutivo para detectar rachaduras em peas de vages e locomotivas, chamado de mtodo do leo e giz.

Neste mtodo, as peas, depois de lavadas em gua fervendo ou com uma soluo de soda custica, eram mergulhadas num tanque de leo misturado com querosene, no qual ficavam submersas algumas horas ou at um dia inteiro, at que essa mistura penetrasse nas trincas porventura existentes nas peas.

Depois desta etapa, as peas eram removidas do tanque, limpas com estopa embebida em querosene e colocadas para secar. Depois de secas, eram pintadas com uma mistura de giz modo e lcool; dessa pintura resultava uma camada de p branco sobre a superfcie da pea. Em seguida, martelavam-se as peas, fazendo com que a mistura de leo e querosene sasse dos locais em que houvesse trincas, manchando a pintura de giz e tornando as trincas visveis.

Este teste era muito passvel de erros, pois no havia qualquer controle dos materiais utilizados - o leo, o querosene e o giz. Alm disso, o teste no conseguia detectar pequenas trincas e defeitos subsuperficiais.

Testes mais precisos e confiveis s apareceram por volta de 1930, quando o teste do leo e giz foi substitudo pelo de partculas magnticas.

Somente em 1942, nos Estados Unidos, Roberto C. Switzer, aperfeioando o teste do leo e giz, desenvolveu a tcnica de lqidos penetrantes, pela necessidade que a indstria aeronutica americana tinha de testar as peas dos avies, que so at hoje fabricadas com ligas de metais no ferrosos, como alumnio e titnio, e que, conseqentemente, no podem ser ensaiados por partculas magnticas.

Agora que voc j est por dentro da histria deste importante ensaio, vamos conhecer a sua tcnica.

Descrio do ensaio

Hoje em dia, o ensaio por lqidos penetrantes, alm de ser aplicado em peas de metais no ferrosos, tambm utilizado para outros tipos de materiais slidos, como metais ferrosos, cermicas vitrificadas, vidros, plsticos e outros que no sejam porosos. Sua finalidade detectar descontinuidades abertas na superfcie das peas, como trincas, poros, dobras, que no sejam visveis a olho nu.

O ensaio consiste em aplicar um lqido penetrante sobre a superfcie a ser ensaiada. Aps remover o excesso da superfcie, faz-se sair da descontinuidade o lqido penetrante retido, utilizando-se para isso um revelador.

A imagem da descontinuidade, ou seja, o lqido penetrante contrastando com o revelador, fica ento visvel.

Vamos agora conhecer as etapas deste ensaio:

a)Preparao e limpeza da superfcie

A limpeza da superfcie a ser ensaiada fundamental para a revelao precisa e confivel das descontinuidades porventura existentes na superfcie de ensaio.

O objetivo da limpeza remover tinta, camadas protetoras, xidos, areia, graxa, leo, poeira ou qualquer resduo que impea o penetrante de entrar na descontinuidade.

Para remover esses resduos sem contaminar a superfcie de ensaio utilizam-se solventes, desengraxantes ou outros meios apropriados. A Tabela 1 apresenta alguns contaminantes, descreve seus efeitos e indica possveis solues para limpeza e correo da superfcie de exame.

Tabela 1 Contaminantes e sua remooContaminante ou condio superficialEfeitoSoluo1)leo, graxa

A grande maioria dos lubrificantes apresentam fluorescncia sob a luz negra. Esta fluorescncia poder provocar mascaramento ou indicaes falsas. Alm disso, eles prejudicam a ao do lqido penetrante.Vapor desengraxante, limpeza alcalina a quente, solvente ou removedor.2)Carbonos, verniz, terraImpedem a entrada do lqido penetrante ou absorvem o mesmo, ocasionando fluorescncia ou colorao de fundo. Impedem a ao umectante. Provocam uma "ponte" entre as indicaes.Solvente ou soluo alcalina, escovamento, vapor, jateamento.3)Ferrugem, xidoMesmo efeito de 2Soluo alcalina ou cidaEscova manual ou rotativaVaporJateamento4)PinturaImpede a entrada do lqido penetrante ou a ao umectante. Provoca uma "ponte" entre as indicaes.Solvente removedor de tintaRemovedor alcalinoJateamentoQueima5)guaImpede a entrada do lqido penetrante ou a ao umectante.Ar secoAquecimentoEstufa6)cidos ou lcalisImpede a entrada do lqido penetrante ou a ao umectante.Lavagem com gua correnteNeutralizadores7)Rugosidade superficialDificulta a limpeza, preparao superficial e a remoo do excesso de lqido penetrante.PolimentoUsinagem8)Encobrimento da descontinuidade devido a uma operao de conformao ou jateamentoPode impedir a entrada do lqido penetrante.Ataque qumicoUsinagem

b)Aplicao do lqido penetrante

Consiste em aplicar, por meio de pincel, imerso, pistola ou spray, um lqido, geralmente de cor vermelha ou fluorescente, capaz de penetrar nas descontinuidades depois de um determinado tempo em contato com a superfcie de ensaio.

A Tabela 2 pode ser utilizada como referncia para estabelecer os tempos de penetrao de diversos materiais, com seus respectivos processos de fabricao.

Tabela 2 - Tempos de penetrao mnimos em minutos

(para temperaturas entre 16( e 25(C)MaterialProcesso defabricaoTipo dedescontinuidadeLavvel

a guaPs-emulsificvelRemovvela solventeAlumnioFundidoTrinca a frio

Porosidade - Gota fria5 a 1553ForjadoDobraNR*107SoldaPorosidade3053QualquerTrinca30105MagnsioFundidoPorosidade - Gota fria1553ForjadoDobraNR107SoldaPorosidade30105QualquerTrinca30105AoFundidoPorosidade - Gota fria30105ForjadoDobraNR107SoldaPorosidade60207QualquerTrinca30207Lato e bronzeFundidoPorosidade - Gota fria1053ForjadoDobraNR107BrazadoPorosidade15103QualquerTrinca30103PlsticoQualquerTrinca5 a 3055VidroQualquerTrinca5 a 3055Titnio e LigasQualquerNR20 a 3015* NR = no recomendado

c) Remoo do excesso de penetrante

Decorrido o tempo mnimo de penetrao, deve-se remover o excesso de penetrante, de modo que a superfcie de ensaio fique totalmente isenta do lqido - este deve ficar retido somente nas descontinuidades. Esta etapa do ensaio pode ser feita com um pano ou papel seco ou umedecido com solvente: em outros casos, lava-se a pea com gua, secando-a posteriormente, ou aplica-se agente ps-emulsificvel, fazendo-se depois a lavagem com gua.

Uma operao de limpeza deficiente pode mascarar os resultados, revelando at descontinuidades inexistentes.

d)Revelao

Para revelar as descontinuidades, aplica-se o revelador, que nada mais do que um talco branco. Esse talco pode ser aplicado a seco ou misturado em algum lqido.

O revelador atua como se fosse um mata-borro, sugando o penetrante das descontinuidades e revelando-as.

Da mesma forma que na etapa de penetrao, aqui tambm deve-se prever um tempo para a revelao, em funo do tipo da pea, do tipo de defeito a ser detectado e da temperatura ambiente. Geralmente faz-se uma inspeo logo no incio da secagem do revelador e outra quando a pea est totalmente seca.

e)Inspeo

No caso dos lqidos penetrantes visveis, a inspeo feita sob luz branca natural ou artificial. O revelador, aplicado superfcie de ensaio, proporciona um fundo branco que contrasta com a indicao da descontinuidade, que geralmente vermelha e brilhante.

Para os lqidos penetrantes fluorescentes, as indicaes se tornam visveis em ambientes escuros, sob a presena de luz negra, e se apresentam numa cor amarelo esverdeado, contra um fundo de contraste entre o violeta e o azul.

f)Limpeza

Aps a inspeo da pea e a elaborao do relatrio de ensaio, ela deve ser devidamente limpa, removendo-se totalmente os resduos do ensaio; esses resduos podem prejudicar uma etapa posterior no processo de fabricao do produto ou at o seu prprio uso, caso esteja acabado.

Aprenda mais esta

A luz negra, popularizada em discotecas, boates e casas de espetculos, tem comprimento de onda menor do que o menor comprimento de onda da luz visvel.

A luz negra tem a propriedade de causar o fenmeno da fluorescncia em certas substncias. Sua radiao no visvel. produzida por um arco eltrico que passa pelo vapor de mercrio.Entre os eletrodos forma-se um arco eltrico que passa pelo vapor de mercrio, resultando na luz negra.

Fluorescncia a capacidade que certas substncias tm de absorver radiaes no visveis (luz no visvel) de uma determinada fonte e convert-la em radiaes visveis (luz visvel).

Vantagens e limitaes

Agora que voc j sabe onde pode aplicar o mtodo de inspeo por lqidos penetrantes e j conhece as etapas de execuo deste ensaio, vamos estudar suas vantagens e limitaes.

Vantagens

Podemos dizer que a principal vantagem deste mtodo sua simplicidade, pois fcil interpretar seus resultados.

O treinamento simples e requer pouco tempo do operador.

No h limitaes quanto ao tamanho, forma das peas a serem ensaiadas, nem quanto ao tipo de material.

O ensaio pode revelar descontinuidades extremamente finas, da ordem de 0,001mm de largura, totalmente imperceptveis a olho nu.

Limitaes

O ensaio s detecta descontinuidades abertas e superficiais, j que o lqido tem de penetrar na descontinuidade. Por esta razo, a descontinuidade no pode estar preenchida com qualquer material estranho.

A superfcie do material a ser examinada no pode ser porosa ou absorvente, j que no conseguiramos remover totalmente o excesso de penetrante, e isso iria mascarar os resultados.

O ensaio pode se tornar invivel em peas de geometria complicada, que necessitam de absoluta limpeza aps o ensaio, como o caso de peas para a indstria alimentcia, farmacutica ou hospitalar.

Um bom lqido penetrante

O lqido penetrante formado pela mistura de vrios lqidos, e deve apresentar uma srie de caractersticas, indispensveis ao bom resultado do ensaio. Vejamos quais so essas caractersticas:

ter capacidade de penetrar em pequenas aberturas;

ser capaz de manter-se em aberturas relativamente grandes;

ser removvel da superfcie onde est aplicado;

ter capacidade de espalhar-se em um filme fino sobre a superfcie de ensaio;

apresentar grande brilho;

ser estvel quando estocado ou em uso;

ter baixo custo;

no deve perder a cor ou a fluorescncia quando exposto ao calor, luz branca ou luz negra;

no deve reagir com o material em ensaio, e nem com a sua embalagem;

no pode ser inflamvel;

l)no deve ser txico;

m)no deve evaporar ou secar rapidamente;

n)em contato com o revelador, deve sair em pouco tempo da cavidade onde tiver penetrado.

Como voc viu, ser um lqido penetrante no to simples assim. bom saber que nenhuma dessas caractersticas, por si s, determina a qualidade do lqido penetrante: a qualidade depende da combinao destas caractersticas.

Tipos de lqidos penetrantes

Os lqidos penetrantes so classificados quanto visibilidade e quanto ao tipo de remoo de excesso.

Quanto visibilidade podem ser:

Fluorescentes (mtodo A)

Constitudos por substncias naturalmente fluorescentes, so ativados e processados para apresentarem alta fluorescncia quando excitados por raios ultravioleta (luz negra).

Visveis coloridos (mtodo B)

Esses penetrantes so geralmente de cor vermelha, para que as indicaes produzam um bom contraste com o fundo branco do revelador.

Quanto ao tipo de remoo do excesso, podem ser:

Lavveis em gua

Os lqidos penetrantes deste tipo so elaborados de tal maneira que permitem a remoo do excesso com gua; esta operao deve ser cuidadosa; se for demorada ou se for empregado jato de gua, o lqido pode ser removido do interior das descontinuidades.

Ps-emulsificveis

Neste caso, os lqidos penetrantes so fabricados de maneira a serem insolveis em gua. A remoo do excesso facilitada pela adio de um emulsificador, aplicado em separado. Este combina-se com o excesso de penetrante, formando uma mistura lavvel com gua.

Emulsificador um composto qumico complexo que, uma vez misturado ao lqido penetrante base de leo, faz com que o penetrante seja lavvel pela gua. Ele utilizado na fase de remoo do excesso.

Removveis por solventes

Estes tipos de lqidos penetrantes so fabricados de forma a permitir que o excesso seja removido com pano seco, papel-toalha ou qualquer outro material absorvente que no solte fiapo, at que reste uma pequena quantidade de lqido na superfcie de ensaio; esta deve ser ento removida com um solvente removedor apropriado.

A combinao destas cinco caractersticas gera seis opes diferentes para sua utilizao. Veja o quadro abaixo.

Remoo de penetrantesMtodoTipo de remooguaPs-emulsificvelSolventeA

fluorescentesA1A2A3B

visveis coloridosB1B2B3

Quais deles devemos escolher?

Diante de tantos tipos de penetrantes, como saber qual o mais adequado? A vo algumas dicas:

Penetrante fluorescente lavvel com gua

Esse mtodo bom para detectar quase todos os tipos de defeitos, menos arranhaduras ou defeitos rasos. Pode ser utilizado em peas no uniformes e que tenham superfcie rugosa; confere boa visibilidade. um mtodo simples e econmico.

Penetrante fluorescente ps-emulsificvel

mais brilhante que os demais, tem grande sensibilidade para detectar defeitos muitos pequenos e/ou muito abertos e rasos. um mtodo muito produtivo, pois requer pouco tempo de penetrao e facilmente lavvel, mas mais caro que os outros.

Penetrante visvel (lavvel por solvente, em gua ou ps-emulsificvel)

Estes mtodos so prticos e portteis, dispensam o uso de luz negra, mas tm menos sensibilidade para detectar defeitos muito finos; a visualizao das indicaes limitada.

As caractersticas dos penetrantes sem dvida nos ajudaro a escolher o mtodo mais adequado para um determinado ensaio, porm o fator mais importante a ser considerado so os requisitos de qualidade que devem constar na especificao do produto.

com base nestes requisitos que devemos escolher o mtodo. No se pode simplesmente estabelecer que todas as descontinuidades devem ser detectadas, pois poderamos escolher um mtodo mais caro que o necessrio. Precisamos estar conscientes de que a pea deve estar livre de defeitos que interfiram na utilizao do produto, ocasionando descontinuidades reprovveis.

Com base nesses aspectos, um mtodo mais simples e barato pode ser tambm eficiente para realizar o ensaio.

Revelao

O revelador aquele talco que suga o penetrante das descontinuidades para revel-las ao inspetor; alm de cumprir esta funo, deve ser capaz de formar uma indicao a partir de um pequeno volume de penetrante retido na descontinuidade, e ter capacidade de mostrar separadamente duas ou mais indicaes prximas. Para atender a todas estas caractersticas, tem de possuir algumas propriedades. Vamos conhec-las.

deve ser fabricado com substncias absorventes, que favorecem a ao de mata-borro;

quando aplicado, deve cobrir a superfcie de exame, promovendo assim o contraste;

precisa ter granulao fina;

tem de ser fcil de aplicar, resultando numa camada fina e uniforme;

deve ser umedecido facilmente pelo penetrante;

deve ser de fcil remoo, para a limpeza final;

deve aderir superfcie;

no deve ser txico, nem atacar a superfcie de exame.

Como ocorre com os lqidos penetrantes, existem tambm no mercado vrios tipos de reveladores, para diversos tipos de aplicao. O critrio de escolha deve ser similar ao do lqido penetrante.

Os reveladores so classificados da seguinte maneira:

de p seco

So constitudos de uma mistura fofa de slica e talco que deve ser mantida seca. So indicados para uso em sistemas estacionrios ou automticos. Vm caindo em desuso devido falta de confiabilidade para detectar defeitos pequenos.

revelador aquoso

Neste tipo de revelador, o p misturado com gua pode ser aplicado por imerso, derramamento ou asperso (borrifamento). Aps a aplicao, as peas so secas com secador de cabelo, ou em fornos de secagem.

revelador mido no aquoso

Neste caso, o talco est misturado com solventes-nafta, lcool ou solventes base de cloro. Eles so aplicados com aerossol ou pistola de ar comprimido, em superfcies secas.

A funo principal desse revelador proporcionar um fundo de contraste branco para os penetrantes visveis, resultando em alta sensibilidade.

revelador em pelcula

constitudo por uma pelcula adesiva plstica contendo um revelador que traz o lqido penetrante para a superfcie.

medida que a pelcula seca, formam-se as indicaes das descontinuidades. Este mtodo permite que, aps o ensaio, possa destacar-se a pelcula da superfcie e arquiv-la.

Dica

Hoje j existem no mercado kits que fornecem o produto de limpeza (solvente), o lqido penetrante e um revelador. Estes kits so de grande valia, pois facilitam muito a vida do inspetor. Mas devemos consultar as especificaes de ensaio para poder escolher o kit com os produtos mais adequados.

Exerccios

Marque com um X a resposta correta:

1.O ensaio por lqidos penetrantes teve seu incio:

a)()na fabricao de cascos de navios;

b)()nas pontes da frica;

c)()nas torres de alta tenso americana;

d)()nas oficinas de manuteno das estradas de ferro, em vrias partes do mundo.

2.Numere de 1 a 5, a seqncia correta de execuo do ensaio por lqidos penetrantes.

a)()remoo do excesso de lqido penetrante;

b)()preparao e limpeza da superfcie de ensaio;

c)()revelao;

d)()aplicao do lqido penetrante;

e)()inspeo e limpeza da pea.

3.Para que a imagem da descontinuidade fique visvel, devemos contrastar com o lqido penetrante um:

a)()revelador;

b)()outro lqido penetrante mais forte;

c)()gua com soda custica;

d)()lqido incolor.

4.Assinale com um C as proposies corretas, que exprimam vantagens em usar o ensaio por lqidos penetrantes:

a)()o treinamento simples e requer pouco tempo do operador;

b)()o ensaio pode revelar descontinuidades da ordem de at 1mm;

c)()s podemos ensaiar peas de determinado tamanho;

d)()a interpretao dos resultados fcil de fazer.

5.Escreva abaixo quatro caractersticas que um bom lqido penetrante no pode deixar de ter.

a)

b)

c)

d)

Gabarito

1.d

2.b

3.a

4.As afirmaes a e d esto corretas.

5.Escrever pelo menos quatro dos itens da pgina onde est o ttulo: Um bom lqido penetrante

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