END Aula 3 Líquidos Penterantes (1)

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Líquidos Penetrantes
Profª. Monica Costa Rezende
Introdução
 Depois do ensaio visual, o ensaio por líquidos penetrantes
é o ensaio não destrutivo mais antigo.
 Teve início nas oficinas de manutenção das estradas de
ferro, em várias partes do mundo.
 Era necessário maior conhecimento do comportamento
das descontinuidades existentes nas peças, pois rompiam
sob esforços mecânicos.
Método do óleo e giz
água fervendo/ solução
de soda cáustica
tanque de óleo 
misturado com 
querosene
Limpeza com estopa 
embebida em querosene 
e colocadas para secar.
giz e álcool
O Líquido Penetrante
 Em 1942, nos Estados Unidos,
Robert C. Switzer, aperfeiçoando o
teste do óleo e giz, desenvolveu a
técnica de líquidos penetrantes.
 Sua motivação foi pela
necessidade que a indústria
aeronáutica americana tinha de
testar as peças dos aviões, que
são até hoje fabricadas com ligas
de metais não ferrosos, como
alumínio e titânio, e que,
consequentemente, não podem
ser ensaiados por partículas
magnéticas.
Finalidade
 O ensaio por líquidos penetrantes, além de ser aplicado
em peças de metais não ferrosos, também é utilizado
para outros tipos de materiais sólidos, como metais
ferrosos, cerâmicas vitrificadas, vidros, plásticos e outros
que não sejam porosos
 Sua finalidade é detectar descontinuidades abertas na
superfície das peças, como trincas, poros, dobras, que
não sejam visíveis a olho nu.
Etapas
 O ensaio consiste em aplicar um líquido penetrante sobre
a superfície a ser ensaiada. Após remover o excesso da
superfície, faz-se sair da descontinuidade o líquido
penetrante retido, utilizando-se para isso um revelador.
 A imagem da descontinuidade, ou seja, o líquido
penetrante contrastando com o revelador, fica então
visível.
Metodologia
Limpeza da superfície
O sucesso do método depende dos 
defeitos estarem abertos à superfície.
Logo, a limpeza é de fundamental 
importância. Devem ser removidos: 
- Sujeira;
- Graxa e óleo;
- Escória/ carepa;
- Pinturas, etc.
A peça deve estar sem óxidos ou qualquer 
sujeira para não mascarar o resultado. 
A presença de contaminantes torna o 
ensaio não confiável!
Metodologia
Limpeza da superfície
Produtos:
- Removedores (do mesmo fabricante 
do LP é mais indicado);
- Desengraxamento por vapor;
- Limpeza química;
- Ultrassom;
- Detergentes;
- Solventes (com certificado de 
contaminantes);
- Pano sem fiapos;
- Escova manual ou rotativa, etc
Metodologia
Limpeza da superfície
 É necessário aguardar a completa secagem da peça antes 
aplicar o LP.
 Peças limpas com produtos a base de água, a secagem
posterior é muito mais importante. Cuidados também são 
importantes para evitar corrosão das superfícies .
Metodologia
Limpeza da superfície
 Superfícies excessivamente rugosas requerem uma preparação 
prévia mais eficaz, pois as irregularidades superficiais 
prejudicarão a perfeita aplicação do penetrante, a remoção 
do excesso e, portanto, o resultado final (esmerilhamento com 
cuidado).
 Os processos de jateamento, lixamento e aqueles que 
removem metal (esmerilhamento), devem ser evitados, pois tais 
processos podem bloquear as aberturas da superfície e impedir 
a penetração do LP.
Metodologia
 Aplicação do líquido penetrante
 Consiste na aplicação de um líquido, geralmente de cor 
vermelha ou fluorescente, de tal maneira que forme um filme 
sobre a superfície e que por ação do fenômeno chamado 
capilaridade penetre na descontinuidade. Deve ser dado um 
certo tempo para que a penetração nas cavidades se complete.
Metodologia
 Aplicação do líquido penetrante
Metodologia
 Tempo de penetração
 É o tempo necessário para que o penetrante entre dentro das
descontinuidades. Este tempo varia em função do tipo do
penetrante, material a ser ensaiado, temperatura, e deve estar de
acordo com a norma aplicável de inspeção do produto a ser
ensaiado.
Tempos mínimos de penetração sugeridos pelo ASME Sec. V Art. 6 -
Tabela 672 e ASTM E-165
Na prática 
é usual 
tempo de 
15 min no 
mínimo.
Metodologia
 Temperatura da superfície e do LP
 O Código ASME Sec.V Art.6 recomenda temperaturas padrão de 
5°C a 52 °C e o ASTM E-165/165M-12 recomenda temperaturas de 
4°C a 38°C para penetrantes fluorescentes e de 10°C a 52°C para 
penetrantes visíveis com luz normal.
 Temperaturas ambientes mais altas (acima de 52°C) podem 
aumentar a evaporação dos constituintes voláteis do penetrante, 
tornando-o inadequado. Acima de certo valor ( > 100° C) há o risco 
de inflamar.
Bloco comparador ASME
Metodologia
 Remoção do excesso de penetrante
 Decorrido o tempo mínimo, o excesso de LP deve ser removido, 
de modo que a superfície de ensaio fique totalmente isenta do 
líquido - 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 peça 
com água, secando-a posteriormente, ou aplica-se pós-
emulsificáveis, fazendo-se depois a lavagem com água.
 Uma operação de limpeza deficiente pode mascarar os 
resultados, revelando até descontinuidades inexistentes.
Metodologia
 Remoção do excesso de penetrante
 Os penetrantes não laváveis em água são quase sempre
utilizados para inspeções locais e estes são melhor removidos
com panos secos ou umedecidos com solvente. Papel seco ou
pano seco é satisfatório para superfícies lisas.
 Deve-se tomar o cuidado para não usar solvente em excesso, já
que isto pode causar a retirada do penetrante das
descontinuidades.
 Excesso de penetrante lavável com água, deve ser removido
por jato ou spray de água. A pressão da água não deve
exceder a 50 psi (350 kPa), e a temperatura da água não deve
exceder a 110°F (43°C).
Metodologia
 Remoção do excesso de penetrante
 É preciso estar atento com relação ao descarte da água usada na 
lavagem do penetrante na superfície. Esta deve ser de acordo com 
a legislação ambiental.
Metodologia
 Aplicação do Revelador
 Consiste na aplicação de um filme uniforme de revelador sobre a 
superfície. O revelador é usualmente um pó fino (como talco) 
branco que pode ser aplicado seco ou em solução/ suspensão em 
algum líquido.
 O revelador age absorvendo o penetrante das descontinuidades e 
revelando-as.
 Pode ser aplicada com spray, no caso de inspeção manual, 
neste caso é a melhor forma.
Metodologia
 Secagem do Revelador e Avaliação
 Deve ser dado um tempo suficiente para que o revelador esteja 
seco antes de efetuar a inspeção. O tempo de revelação é variável 
de acordo com o Código, norma aplicável. 
 As descontinuidades finas e rasas, demoram mais tempo para serem 
observadas, ao contrário daquelas maiores e que rapidamente
mancham o revelador.
 O inspetor deve fazer observações sucessivas desde quando elas 
apontam no revelador, para caracteriza-las e saber sua forma 
original, pois com o tempo esta pode se deformar.
Metodologia
Metodologia
 Relatório final
Após a inspeção da peça, o inspetor elabora o relatório de
ensaio. Em geral tempos de avaliação não menos que 10 min
e nem maior que 60 minutos são recomendados pelo Código
ASME Sec.V Art. 6.
• Identificação do procedimento
• Tipo do penetrante
• Tipo e designação de cada 
produto (penetrante, removedor, 
revelador)
• Identificação do inspetor
• Registro das indicações
• Material e espessura
• Equipamento de iluminação
Metodologia
 Limpeza final
 É necessário na maioria dos casos executar uma limpeza final na 
peça. Uma limpeza final com solvente geralmente é satisfatória. 
Para peças pequenas, basta a imersão em banho de detergente esolventes, ou agentes químicos.
Características do Líquido Penetrante
 ter capacidade de penetrar em pequenas aberturas;
 ser capaz de manter-se em aberturas relativamente grandes;
 ser facilmente removido da superfície onde está aplicado;
 ter capacidade de espalhar-se em um filme fino sobre a superfície de
ensaio;
 apresentar grande brilho;
 ser estável quando estocado ou em uso;
 ter baixo custo;
 não deve perder a cor ou a fluorescência quando exposto ao calor,
luz branca ou luz negra;
 não deve reagir com o material em ensaio, e nem com a sua
embalagem;
 não pode ser inflamável;
 não deve ser tóxico;
 não deve evaporar ou secar rapidamente;
 em contato com o revelador, deve sair em pouco tempo da
cavidade onde tiver penetrado.
Classificação do Líquido Penetrante
Visibilidade Remoção do excesso
Classificação do Líquido Penetrante
Quanto à visibilidade:
 Fluorescentes (método A)
 Constituídos por substâncias naturalmente fluorescentes,
são ativados e processados para apresentarem alta
fluorescência quando excitados por raios ultravioleta (luz
negra).
 Visíveis coloridos (método B)
 Esses penetrantes são geralmente de cor vermelha, para
que as indicações produzam um bom contraste com o
fundo branco do revelador.
 Quanto à remoção:
 Podem ser removidos com água, solvente ou um
emulsificador.
Classificação do Líquido Penetrante
Classificação do Líquido Penetrante
Emulsificador:
Possuem coloração característica para evidenciar sua aplicação.
 Hidrofílico
À base de água, possui uma infinita propriedade de
tolerância a água, por isso é diluído em água para sua
aplicação em spray, porém dependendo da proporção de
água + emulsificador (em geral 5%), sua sensibilidade pode
ser alterada.
 Lipofílico:
À base de óleo em sua maior parte e são inflamáveis (ponto
de fulgor de 125 F), com baixa propriedade de tolerância a
água, em razão disso, deve-se dilui-lo com água na
proporção correta.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Viscosidade
 A viscosidade é importante na velocidade com que o 
penetrante entra no defeito. Penetrantes mais viscosos 
demoram mais a penetrar nas descontinuidades. Penetrantes 
pouco viscosos têm a tendência de não permanecerem muito 
tempo sobre a superfície da peça, o que pode ocasionar 
tempo insuficiente para penetração.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Tensão superficial - γ
 É força entre as moléculas na superfície de líquidos em repouso.
 Essas forças estão associadas à ação de capilaridade ou pressão 
de superfície (P):
 a pressão de capilaridade aumenta diretamente com γ do 
penetrante e inversamente proporcional ao raio do tubo capilar 
(r). Logo, quanto maior a γ, melhor a capilaridade do LP.
Capilaridade:propriedade física
que os fluidos têm de subir em
tubos extremamente finos.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Molhabilidade
 É a propriedade que um líquido tem em se espalhar por toda a 
superfície, não se juntando em porções ou gotas. Quanto melhor a 
molhabilidade, melhor o penetrante. 
 Essa característica também está associada à tensão superficial (γ)
e é por isso que agentes tensoativos são incluídos na formulação 
do penetrante.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Volatilidade
 Como regra geral, um penetrante não deve 
ser volátil, porém, para derivados de 
petróleo, quanto maior a volatibilidade, 
maior a viscosidade.
 Como é desejável no LP uma viscosidade 
média, os penetrantes são mediamente 
voláteis.
 Quanto mais volátil o penetrante, menos 
tempo de penetração pode ser dado. Mas, 
o problema é que tende a se volatilizar 
quando no interior do defeito.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Ponto de fulgor (ponto de inflamação)
 É a temperatura na qual há uma quantidade tal de vapor na 
superfície do líquido que a presença de uma chama pode 
inflamá-lo.
 Um penetrante deve ter um alto ponto de fulgor (acima de 90 °C).
Propriedades do Líquido Penetrante
 Inércia química
 Um penetrante deve ser inerte e não corrosivo com o material a 
ser ensaiado ou com sua embalagem quando possível.
 Numa inspeção de alumínio ou magnésio, caso a limpeza final não 
seja bem executada, pode haver aparecimento após um certo 
período de corrosão na forma de “pitting”.
 Quando se trabalha com ligas à base de níquel e titânio requer-se 
um penetrante com baixos teores de halogêneos pois alguns 
elementos são prejudiciais a estes materiais.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Habilidade de dissolução
 Os penetrantes incorporam o produto corante ou fluorescente que 
deve estar o mais possível dissolvido. Portanto, um bom penetrante 
deve ter a habilidade de manter dissolvido estes agentes.
 Toxicidade
 Evidentemente um bom penetrante não pode ser tóxico, possuir 
odor exagerado e nem causar irritação na pele.
Propriedades do Líquido Penetrante
 Controle de contaminantes
 Os líquidos penetrantes devem se analisados quanto aos teores de 
contaminantes, tais como enxofre, flúor e cloro quando sua 
aplicação for efetuada em materiais inoxidáveis austeníticos, 
titânio, ligas à base de níquel e outras ligas para altas 
temperaturas. Tais impurezas podem causar fragilização ou 
corrosão nesses materiais a elevadas temperaturas ou outras 
condições de propiciem tais danos. 
Sensibilidade do Líquido Penetrante
Sensibilidade do penetrante é sua capacidade de detectar 
descontinuidades. Um penetrante é mais sensível que outro 
quando, para aquelas descontinuidades em particular, o 
primeiro detecta melhor os defeitos que o segundo.
Fatores que afetam a sensibilidade:
- Capacidade de penetrar na descontinuidade;
- Capacidade de ser removido da superfície, mas não do defeito;
- Capacidade de ser absorvido pelo revelador;
- Capacidade de ser visualizado quando absorvido pelo revelador, 
mesmo em pequenas quantidades.
Sensibilidade do Líquido Penetrante
 A sensibilidade pode ser verificada usando um bloco comparador 
contendo várias trincas paralelas, referenciado na norma JIS-Z-
2343.
 Uma das principais aplicações do Bloco JIS, está na norma da 
Petrobras N-1596H, que requer que seja feita uma verificação do 
lote de materiais penetrantes adquiridos.
✓ bloco JIS 30 μm → penetrantes visíveis Tipo II 
✓ bloco JIS 10μm → penetrantes fluorescentes
Revelador
 Características do revelador
 ter ação de absorver o penetrante da descontinuidade;
 servir com uma base por onde o penetrante se espalhe -
granulação fina;
 servir para cobrir a superfície formando uma camada fina e
uniforme;
 deve ser facilmente removível;
 não deve conter elementos prejudiciais ao operador e ao
material que esteja sendo inspecionado;
Tipos de reveladores
Pós secos
Suspensão aquosa de 
pós reveladores
Solução 
aquosa
Suspensão do pó 
revelador em solvente
Revelador em 
película
 Pó seco
 Foram os primeiros e continuam a ser usados com penetrantes 
fluorescentes. Antes eram talco ou giz, hoje uma combinação 
de componentes. Devem aderir em superfícies metálicas numa
camada fina. A falta de confiabilidade deste tipo de revelador, 
torna o seu uso muito restrito.
Tipos de reveladores
 Suspensão aquosa de pós reveladores
A suspensão aumenta a velocidade de aplicação secagem,
logo, pode se aplicar em inspeção automática. A peça é
mergulhada na suspensão e depois seca em estufa.
 Solução aquosa
A solução elimina os problemas que possam existir com a
suspensão, como dispersão. Porém, materiais solúveis em
água geralmente não são bons reveladores. Sua aplicação
deve ser feita através de pulverização. Deve ser adicionado à
solução inibidor de corrosão e a concentração deve ser
controlada,pois há evaporação.
Tipos de reveladores
 Suspensão de pó revelador em solvente
Proporciona uma camada fina e uniforme sobre a superfície.
Como os solventes volatilizam rapidamente, existe pouca
possibilidade de escorrimento do revelador até em superfícies
em posição vertical. Sua aplicação, deve ser feita através de
pulverização. É o tipo mais utilizado, especialmente pela
rapidez na secagem.
 Revelador em película
Possui uma película adesiva como revelador. Tem a
vantagem de se arquivar o resultado, pois a película após ser
destacada, fica com a forma e a posição da
descontinuidade.
Tipos de reveladores
Iluminação
 Luz natural (branca)
Fontes: luz natural do sol, lâmpada LED, lâmpada fluorescente
ou lâmpada a vapor de mercúrio. A intensidade da luz deve
ser adequada ao tipo de indicação que se quer ver, sendo
ideal acima de 1000 Lux.
Iluminação
Luz ultravioleta – negra
É aquela que tem comprimento de onda menor
do que o menor comprimento de onda da luz
visível. Causa em certas substâncias o fenômeno
da fluorescência.
O material fluorescente contido no penetrante
tem a propriedade de absorver a luz “negra” e
emitir energia em comprimentos de onda
maiores, na região de luz visível, por exemplo
verde-amarelado. Ou seja, faz o LP emitir luz
facilitando a visualização. Tem maior precisão,
porém mais caro.
A lâmpada deve estar acesa antes do ensaio
até atingir a intensidade de 1.000 μW/cm²
(radiômetro).
Avaliação da descontinuidade
Uma indicação é uma evidência de uma imperfeição. O 
tamanho da indicação a ser avaliada, é o tamanho da mancha
observada no revelador.
Qualquer indicação questionável ou duvidosa, deve ser 
reinspecionada para determinar se indicações relevantes 
estão ou não presentes.
Linear – a ≥ 3xb
Arredondada – a < 3xb
Critérios de aceitação
O critério de aceitação de descontinuidades deve seguir a norma ou 
especificação aplicável ao produto ou componente fabricado e 
inspecionado.
ASME Sec. VIII Div.1 Apêndice 8 - aplicável para soldas e componentes 
inspecionadas por líquidos penetrantes
✓ Indicações relevantes lineares;
✓ Indicações relevantes arredondadas maiores que 5 mm;
✓ 4 ou mais indicações relevantes arredondadas em linha 
separadas por 1,5 mm ou menos (de borda a borda).
Somente indicações com dimensões maiores que 1,5 mm devem 
ser consideradas como relevantes. Todas as superfícies devem 
estar livre de:
Indicação
Relevante
> 1,5 mm
Linear
Reprovada
Redonda
Isolada
Reprovada
> 5 mm
Aprovada
≤ 5 mm
Alinhadas
Reprovadas
≥ 4 indicações
Aprovadas
< 4 
indicações
Não 
relevante
≤ 1,5 mm
Aprovada
Interpretação
Indicações falsas
 Ocorrem mais comumente em consequência da
permanência de resíduos remanescentes do penetrante
nas superfícies das peças.
 A causa mais comum da permanência desses resíduos é a
remoção deficiente do penetrante.
Indicações verdadeiras
 São as indicações de descontinuidades reais, que
efetivamente podem comprometer a resistência estrutural
da peça. Não havendo dúvidas de que é uma indicação
verdadeira, inicia-se a etapa de interpretação da causa
responsável pela indicação da descontinuidade superficial
detectada.
 A principal vantagem deste método é sua simplicidade,
pois é fácil de realizar e interpretar seus resultados.
 Pode ser aplicado a qualquer material.
 É um procedimento barato.
 O ensaio pode revelar descontinuidades extremamente
finas, da ordem 1 μm (0,001 mm) de largura, totalmente
imperceptíveis a olho nu.
Vantagens 
Limitações
 O ensaio só detecta descontinuidades abertas e
superficiais. Por esta razão, a descontinuidade não pode
estar preenchida com qualquer material estranho.
 A superfície do material a ser examinada não pode ser
porosa ou rugosa já que não conseguiríamos remover
totalmente o excesso de penetrante, e isso iria mascarar
os resultados.
 O ensaio pode se tornar inviável em peças de geometria
complicada, que necessitam de absoluta limpeza após o
ensaio.
 Uma criteriosa limpeza é necessária em várias etapas. Se
for deficiente, o teste não terá resultado.
 Há restrição de temperatura. Superfícies muito frias
(abaixo de 5°C ) ou muito quentes (acima de 52°C) não
são recomendáveis ao ensaio.
Referência
 Ricardo Andreucci. Apostila Abendi: Líquidos Penetrantes,
2019.