CORSO ON LINE GRATUITO di introduzione al metodo Liquidi penetranti II

Seconda parte del Corso di Liquidi Penetranti
Buongiorno e benvenuti alla seconda parte del corso di liquidi penetranti online di tec-eurolab. In questa parte, la prima cosa che vedremo sarà la fisica dietro ai liquidi penetranti, ovvero le loro proprietà. Voi vi chiederete, magari, perché dobbiamo parlare di teoria fisica quando quello che noi andiamo a fare in realtà è un controllo di tipo pratico. Be’, ovviamente perché diventando tecnici specializzati è necessario conoscere la parte teorica per poter eseguire un controllo, perché conoscendo la parte teorica sono in grado di capire i limiti di ciò che sto facendo e conseguentemente l’affidabilità del risultato finale.

Liquidi Penetranti
Nel video precedente abbiamo parlato dei liquidi penetranti in termini di ciò che mi consentono di rilevare, ciò che, invece, non possono rilevare, abbiamo parlato della superficie, che deve essere pulita per non interferire con la penetrazione del liquido nelle discontinuità. Non abbiamo però detto che cosa sia questo liquido. Abbiamo semplicemente detto che è un liquido che noi depositiamo sulla superficie del pezzo e dentro nelle discontinuità. La prima cosa da domandarsi è: “Come fa questo liquido ad entrare nei difetti che abbiamo in superficie? Ci entra unicamente grazie alla forza di gravità?”. Io potrei facilmente andare ad eseguire un controllo in cui il mio pezzo giace su un piano parallelo alla superficie e io deposito il liquido (ovviamente questa è una visione ingrandita del reale difetto e anche dell’oggetto) e il liquido comodamente è in grado di penetrare all’interno della discontinuità. Se, però, il liquido penetrasse nei difetti unicamente grazie alla forza di gravità, se io ad esempio dovessi controllare una parete posta in verticale, con la stessa tipologia di difetto del caso precedente, non sarei in grado di ottenere nessun risultato perché il liquido defluirebbe verso il basso, senza penetrare all’interno. Ovviamente, il principio per cui il liquido penetrante penetra dentro la discontinuità non è quello della forza di gravità. È grazie alla capillarità, ovvero la proprietà di un fluido di penetrare molto facilmente all’interno di condotti molto sottili. Possiamo ipotizzare che il liquido penetrante penetri molto in profondità nel difetto perché questo è sottile e conseguentemente penetra grazie alla capillarità. Un’altra proprietà importantissima che il liquido penetrante deve avere è un’elevata bagnabilità. Quando io vado a depositare il mio liquido sul materiale, non voglio che rimanga in goccioline agglomerate sul pezzo. Io voglio che si distribuisca uniformemente, che bagni la superficie. Considerate la superficie di un manufatto industriale che noi dobbiamo controllare con i liquidi penetranti. Ipotizziamo di depositare il nostro liquido sull’oggetto ed ipotizziamo che il nostro liquido rimanga agglomerato in tante goccioline. Questa condizione è una condizione assolutamente inefficacie per il controllo con liquidi penetranti. Io voglio che quando vada a depositare il mio liquido sul pezzo, questo vada a coprire completamente la superficie. Voglio che si spalmi sulla superficie e che vada a bagnarla nella sua interezza, in maniera facile. Altre proprietà fisiche dei liquidi penetranti riguardano, ad esempio, la volatilità. Se io devo andare a fare un controllo in estate in un cantiere e vado a depositare il mio liquido penetrante su un pezzo caldo e questo liquido evapora non appena io lo deposito sull’oggetto, capite anche voi che non sto facendo il controllo perché il liquido non fa in tempo ad entrare nelle discontinuità, che è subito evaporato. Conseguentemente, voglio un elevato punto di volatilità, ovvero voglio sostanzialmente che il mio liquido evapori lentamente ed evapori soltanto in certe condizioni. Voglio anche un’altra cosa: un basso punto di infiammabilità, che attenzione, non è il punto in cui il liquido prende fuoco, la temperatura in cui sono in grado di incendiare il mio liquido. Il punto di infiammabilità è la temperatura alla quale il mio liquido inizia a sviluppare una serie di gas potenzialmente infiammabili. Perché è così importante questo aspetto? Perché io, ovviamente, posso andare ad eseguire dei controlli su oggetti posti a temperatura ambente, ma posso anche essere chiamato ad eseguire un controllo con liquidi penetranti su oggetti che sono appena usciti dalla fonderia. Un oggetto che è appena uscito da una fase di fonderia è un oggetto a temperature molto elevate, anche di 250-350° dopo i primi stadi di raffreddamento. Se io utilizzo un liquido penetrante standard per applicazioni a temperatura ambiente, quello che succede è che appena lo deposito sulla superficie, punto primo, il liquido evapora, punto secondo, evaporando genera una nube di vapori infiammabili che rischiano di danneggiare seriamente le cose o le persone circostanti. Per applicazioni ad elevate temperature, ovviamente, esistono liquidi penetranti speciali che sono in grado di avere punti di infiammabilità ancora più alti, fino addirittura a 400°. Un’altra caratteristica dei liquidi penetranti è che devono avere una bassa viscosità, devono poter scorrere facilmente sulla superficie. Scorrendo sulla superficie sono in grado, grazie alla capillarità, di entrare in discontinuità molto sottili.

L'Inerzia chimica
L’ultima caratteristica fisica di cui voglio parlarvi è l’inerzia chimica. Che cosa vuol dire inerzia chimica? Vuol dire che il liquido penetrante deve essere chimicamente inerte, ovvero non deve interagire con l’oggetto su cui lo pongo. Perché? Perché se il mio liquido penetrante determina inneschi di corrosione sul mio particolare quello che succede è che io ho fatto il controllo sull’oggetto, lo rendo al cliente, ma rendo al cliente un’oggetto ossidato o rendo al cliente un oggetto in cui è cambiato lo stato superficiale. Quello che sto facendo non è più un controllo non distruttivo, ma è un controllo che ha alterato lo stato del mio oggetto.
Qual è lo strumento principale che si utilizza in un controllo con liquidi penetranti. Abbiamo detto che il liquido entra nel difetto, noi lo estraiamo mediante l’applicazione di un rivelatore, ma tutta questa parte la descriveremo in dettaglio successivamente, e poi andiamo a vedere se sul nostro pezzo c’è qualcosa. Con cosa noi osserviamo se il nostro manufatto industriale presenta delle indicazioni da valutare? Be’ l’oggetto fondamentale che noi dobbiamo utilizzare in questa fase del controllo è l’occhio umano. È l’occhio del tecnico che va ad eseguire il controllo. In particolare, come vedete, esistono due tipologie di liquidi penetranti. Esiste un liquido penetrante di colore rosso scuro, che viene utilizzato in condizioni di elevato illuminamento, la luce bianca che vedete anche in questa stanza in questo momento e un liquido penetrante giallo fluorescente che, invece, viene utilizzato in condizioni di basso illuminamento, come vedremo nei video successivi.
Quello di cui vi voglio parlare adesso è dei recettori dell’occhio umano che vengono messi in funzione a seconda del liquido penetrante che io sto utilizzando. Soffermandoci sul liquido penetrante di colore rosso, ovvero il liquido penetrante da utilizzarsi in condizioni di illuminamento di luce bianca, noi mettiamo in attivazione i recettori che prendono il nome di “coni”. I coni sono situati nella parte centrale della retina e sono i responsabili della visione fotopica, ovvero la visione diurna, la visione che utilizzate tutti i giorni quando guidate per andare al lavoro o quando sostanzialmente vi muovete in condizioni di elevato illuminamento. I coni consentono un’elevata definizione dell’oggetto e consentono anche la visione del colore.
Andando, invece, a considerare il liquido penetrante fluorescente, i recettori che vengono utilizzati nel controllo di particolari in basse condizioni di illuminamento, ovvero in cabine oscurate, sono i bastoncelli. I bastoncelli sono i responsabili della visione scotopica, sono situati nella parte laterale della retina, sono sul bordo esterno della retina, di un occhio e dell’altro, e vengono utilizzati in basse condizioni di illuminamento. I bastoncelli, come tutti saprete se avete mai camminato di notte, non ci consentono la visione dei colori e soprattutto non ci danno una visione netta della definizione. Noi siamo in grado di vedere gli oggetti più o meno nella loro forma, ma non siamo in grado di attribuire ad essi una definizione elevata, né di conoscerne il reale colore, perché il reale colore è un qualcosa che noi vediamo durante il giorno quando c’è un’illuminazione di tipo bianco.
Abbiamo parlato dei liquidi penetranti in termini di difetti rilevabili e proprietà fisiche. Dobbiamo adesso vedere, in generale, come si esegue un controllo con liquidi penetranti. Non abbiamo ancora dettagliato su che tipo di oggetto andiamo ad applicare un liquido colorato piuttosto che un liquido fluorescente, né abbiamo detto che tipi di rivelatori esistono in commercio. Limitiamoci in questa prima fase ad osservare come eseguire un controllo con liquidi penetranti nella sua generalità. Il primo punto da rispettare è certamente il lavaggio preliminare del pezzo. Il lavaggio preliminare, ovviamente, è da essere eseguito in conformità alla natura dell’oggetto che dobbiamo andare a controllare. Se ho un oggetto facilmente ossidabile preferirò utilizzare un lavaggio mediante solvente piuttosto che un lavaggio in una vasca ad immersione ad ultrasuoni perché l’azione dell’acqua sulla superficie ossidabile cambia lo stato superficiale del pezzo. Come dicevamo precedentemente il lavaggio deve sempre essere accurato perché eventuali discontinuità aperte in superficie, ma ostruite da sporcizia, possono impedire la corretta rilevazione con il liquido penetrante. In seguito al lavaggio del particolare, bisogna provvedere all’asciugatura. Perché? Perché non posso inserire un pezzo bagnato dentro la vasca contenente liquidi penetranti, posto che io faccia un controllo in immersione. Non posso d'altronde andare a depositare su un’oggetto bagnato il mio liquido penetrante in quanto l’acqua interferirebbe diluendone le proprietà.
Conseguentemente posso procedere all’asciugatura preliminare del mio oggetto, ad esempio inserendolo in un fornetto. Le normative prevedono che la temperatura superficiale del pezzo non superi comunque i 70° prima dell’immersione nel penetrante. In particolare, la temperatura della superficie dell’oggetto dev’essere compresa tra i 10 e i 50 gradi ed il forno non può eccedere una temperatura di surriscaldamento di 70°. Una volta asciugato il pezzo e verificata l’asciugatura reale dell’oggetto, andrò ad applicare su di esso il penetrante. Il penetrante può essere applicato o mediante immersione, ovvero prendendo l’oggetto ed immergendolo completamente nella vasca di liquido oppure può essere applicato mediante pennellatura.
Voglio ad esempio fare un controllo su una zona limitata del mio oggetto oppure mi trovo in cantiere e non ho a disposizione una vasca di liquido penetrante oppure ancora l’oggetto che devo controllare è troppo grande per il mio impianto fisso. Posso scegliere di applicare il liquido penetrante mediante pennello, ma posso anche utilizzare delle bombolette in cui il liquido penetrante è presente in pressione e io lo vado a spruzzare sul mio oggetto andando a garantire l’uniformità dell’applicazione. In seguito all’applicazione del penetrante sul particolare di controllo, devo attendere un certo tempo che le normative o almeno la normativa europea stabilisce tra i 5 e i 60 minuti, ovvero devo dare il modo al liquido penetrante di agire, di penetrare nelle discontinuità e rimanere all’interno di esse e solo in seguito posso andare ad eseguire il lavaggio, ovvero l’asportazione del penetrante in eccesso.
Quando io vado a rimuovere il penetrante in eccesso voglio che le uniche tracce di liquido che rimangono sull’oggetto siano quelle contenute nella discontinuità. Tutto il resto del liquido penetrante sulla superficie, il liquido in più, non deve più essere presente. Il lavaggio può essere eseguito o con acqua, evitando accuratamente di utilizzare un getto ad alta pressione, perché se no rischio la rimozione meccanica del liquido dalle discontinuità. Posso anche rimuovere il liquido penetrante, però, mediante uno straccio lievemente imbibito di solvente. Ovviamente la scelta dell’una o dell’altra tecnica dipende dal tipo di particolare in esame, ma questa parte la dettaglieremo meglio in seguito. Dopo aver rimosso il liquido penetrante, in funzione del mezzo che ho utilizzato per rimuoverlo, devo farlo asciugare.
Se ho utilizzato acqua, sarà necessario reinserire l’oggetto all’interno del fornetto. Se ho utilizzato una rimozione mediante solvente sarà sufficiente aspettare che il solvente evapori dalla superficie, generalmente pochi secondi. È necessario tenere presente che qualora io utilizzi l’asciugatura tramite fornetto, non posso tenere il particolare nel forno per troppo tempo perché se no rischio che l’eventuale liquido penetrante all’interno delle discontinuità si secchi facendo in modo che una volta che io applichi rivelatore sull’oggetto, questo non riesca più ad essere catturato e visibile in superficie. Al termine della fase di asciugatura, posso finalmente applicare il rivelatore sul pezzo.
L’applicazione del rivelatore, qualora siano presenti discontinuità, mostrerà, sostanzialmente, una rappresentazione della discontinuità sulla superficie in quanto il rivelatore, polvere bianca oppure una bomboletta contenete polvere di gesso e solvente, cattura il liquido penetrante dal difetto e mi consente di visualizzarlo sulla superficie del particolare.
Una volta eseguita l’ispezione dell’oggetto è necessario fotografare tutte le indicazioni che sono state riscontrate e procedere, infine, alla pulizia finale. Ovviamente non posso rendere il particolare sporco, né di liquido penetrante, né di rivelatore, perché questi potrebbero dare avvio a futuri inneschi di corrosione che potrebbero compromettere la vita produttiva dell’oggetto in questione.
Vi ringrazio per l’attenzione, ci vediamo nel prossimo video sul controllo con liquidi penetranti.

 

Modulo 2: I liquidi penetranti: teoria fisica (15 min. – on demand)

In questo modulo si approfondisce la componente teorica e fisica che si pone alla base del metodo con liquidi penetranti. Il tecnico specializzato deve infatti necessariamente conoscere la parte teorica per valutare in modo adeguato il controllo che viene eseguito, i suoi limiti di applicabilità e di conseguenza l’affidabilità del risultato finale.
  • Teoria fisica e proprietà del liquido
  • Funzionamento dell’occhio umano
  • Funzionamento generale dei liquidi penetranti
  • Limitazioni del controllo
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