L’ispezione con liquidi penetranti è un metodo particolarmente idoneo per evidenziare e localizzare discontinuità superficiali, quali cricche, porosità, ripiegature, in modo veloce ed economico e con grande accuratezza. Il controllo viene effettuato principalmente per la verifica delle saldature sui materiali metallici, ma può essere eseguito anche su materiali di altra natura, purché essi risultino inerti rispetto ai prodotti impiegati per l’indagine e non siano eccessivamente porosi.
Una sostanza liquida a bassa tensione superficiale (ed elevato potere bagnante) capace di penetrare entro discontinuità superficiali anche molto fini, viene deposta sul pezzo da testare.I difetti superficiali e subsuperficiali assorbono il liquido per capillarità.Una seconda sostanza (rivelatore) mette in evidenza la risalita capillare. Si formano delle indicazioni visibili ad occhio nudo (macchie) in corrispondenza della posizione del difetto.
Procedura di controllo LPI
1. Preparazione della superficie
2. Applicazione del liquido penetrante
3. Attesa (Tempo di penetrazione)
4. Rimozione del penetrante in eccesso
5. Applicazione del rivelatore
6. Esame delle indicazioni
La preparazione della superficie è una fase estremamente critica del processo di controllo con i liquidi penetranti. Da una corretta preparazione dipende l’esito del controllo.Il requisito essenziale del controllo LPI è che le discontinuità sfocino in superficie e ciò presuppone che la superficie del componente sia esente da agenti contaminanti quali incrostazioni, scaglie, ossidi, strati o macchie di olio o grasso, rivestimenti quali nichelature, cromature, strati di vernici, ecc.
Questi agenti, che possano potenzialmente impedire o limitare l’accesso del penetrante all’interno dei difetti devono essere rimossi, utilizzando metodi meccanici, chimici o una combinazione di entrambi.
Nel caso di pulizia meccanica, gli agenti contaminanti vengono rimossi con spazzolatura, raschiatura, abrasione, sabbiatura e getti di acqua ad alta pressione. Nel caso di pulizia chimica, si utilizza:
- Sgrassaggio con vapore d’acqua o di opportuni solventi;
- Lavaggio con solventi e detergenti liquidi, con e senza agutazione dei bagni, con o senza agitazione ultrasonica;
- Attacco chimico: decapaggio acido o basico;
- Sverniciatura (svernicianti, disincrostanti).
Al termine della pulizia preliminare bisogna asciugare le parti da esaminare affinché non rimangano nelle discontinuità tracce di acqua e solventi.Una volta che la superficie è stata accuratamente ripulita, sgrassata e asciugata, il penetrante viene applicato per immersione o spennellatura o spruzzatura. Il penetrante deve costituire uno strato uniforme esteso a tutta la superficie da esaminare.
Nel caso di zone di estensione limitata (come ad es. saldature), l’area ricoperta deve estendersi per circa 25 mm oltre il margine delle zone stesse.
La scelta dei materiali da impiegare per l’esecuzione di un controllo coi liquidi penetranti non avviene a priori, ma solo dopo la valutazione di una serie di fattori. Questo perché esiste una grande varietà di penetranti e sviluppatori ciascuno dei quali è maggiormente indicato per specifiche applicazioni.In generale, le variabili da tenere in considerazione riguardano la sensibilità richiesta, il tipo di materiale da testare, il numero dei componenti da testare, l’estensione della superficie da controllare e la portabilità.
Quando il requisito più importante del controllo è la sensibilità, è necessaria la scelta tra l’uso di un penetrante fluorescente oppure uno visibile. Generalmente, i liquidi penetranti fluorescenti permettono di individuare difetti più piccoli perché l’occhio è particolarmente sensibile a tali indicazioni. Viceversa, in determinate circostanze, il penetrante visibile si dimostra più indicato.
Ad esempio, quando l’esame è volto all’individuazione di difetti relativamente grandi e non è necessaria un’elevata sensibilità che darebbe luogo a numerose indicazioni irrilevanti. Ancora, quando la rugosità della superficie da analizzare è elevata o i difetti sono situati in zone quali i giunti saldati, i penetranti visibili sono più adatti di quelli fluorescenti. Il penetrante deve essere lasciato agire sulla superficie per un tempo sufficiente a consentire il massimo assorbimento possibile per capillarità da parte del difetto. Il tempo di penetrazione dipende anzitutto dal tipo di discontinuità che si va cercando. Discontinuità larghe e relativamente poco profonde richiedono tempi di penetrazione inferiori rispetto a quelle sottili e profonde. Altre variabili che condizionano il tempo di penetrazione sono legate alle caratteristiche specifiche del prodotto impiegato (in genere si assume un tempo di almeno 10 minuti). Anche se di solito non è dannoso prolungare il tempo di penetrazione oltre quello raccomandato, con alcune sostanze esiste il rischio che si verifichino principi di essiccamento che potrebbero rendere difficoltosa la fuoriuscita del penetrante stesso nella fase di assorbimento da parte del rivelatore.
L’eccesso di penetrante che è presente sul componente deve essere rimosso ponendo molta attenzione a non eliminare anche il liquido intrappolato nei difetti. Lavaggi incompleti riducono l’efficacia dell’esame a causa di macchie luminose che si formano nelle zone poco pulite.
Qualunque sia il metodo adottato, la superficie dei pezzi in esame deve presentarsi asciutta prima dell’applicazione del rivelatore. Un sottile strato di rivelatore (sviluppo) è successivamente applicato sul pezzo. Il penetrante contenuto nelle discontinuità, avendo proprietà bagnanti, risale per capillarità fuoriuscendo sulla superficie ed espandendosi per produrre l’indicazione. L’asciugatura del rivelatore (laddove necessaria) può essere accelerata con aria calda purché la sua temperatura non superi i 52°C onde evitare essiccamento del penetrante.
Solitamente l’indicazione si presenta leggermente più lunga e significativamente più larga delle dimensioni dell’apertura delle discontinuità. L’indicazione cresce nel tempo, allargandosi via via con tendenza a stabilizzarsi dopo un certo tempo; in realtà essa continua ancora a crescere, sebbene molto più lentamente. Si definisce tempo di rivelazione, ad iniziare dall’applicazione del rivelatore, un tempo per cui l’indicazione è ritenuta sufficientemente stabile senza sensibili variazioni (in genere tale tempo è assunto pari a 5 min). Se l’osservazione viene effettuata troppo tardi, si rischia di avere indicazioni sfumate (o addirittura quasi svanite) poiché la maggior larghezza dell’indicazione implica la maggior diluizione del penetrante.
L'esame delle indicazioni viene condotto mediante ispezione sia visiva vera e proprio dei segnali prodotti dal trattamento, impiegando l'opportuno tipo di illuminazione.
