Desglose de las definiciones de partícula, micrón y el debate sobre si el tamaño de la partícula magnética tiene un efecto en la inspección por partículas magnéticas.

Por Tim Blasius, Gerente de Productos Químicos

¿Qué es una partícula magnética fluorescente?

Una partícula magnética fluorescente es una mezcla de tres elementos en la que cada componente tiene un propósito particular:

1. Hierro: proporciona material ferroso para forzar el movimiento de partículas cuando se carga eléctricamente por campos magnéticos.
2. Pigmento fluorescente: lo que brilla intensamente debajo de la luz ultravioleta.
3. Resina: une estos dos materiales y evita que se separen con el tiempo, lo que garantiza que el material fluorescente no se filtre en la suspensión o baño y provoque un exceso de fondo.

Se crean diferentes tipos de partículas al alterar o controlar varios aspectos de estos tres ingredientes. La calidad, la cantidad y el método de mezcla pueden afectar el rendimiento y las características de las partículas. Magnaflux regula las fórmulas y los procesos patentados para crear partículas magnéticas fluorescentes que garantizan un rendimiento excelente y constante en cada lote.

Ningún producto de partícula magnética en el mercado contiene solo tamaño de partícula.

Aquí hay un ejemplo de uno de nuestros productos, MG-410, ampliado para ver los detalles de las partículas. Algunas áreas son pigmento (amarillo, ¡lo que lo hace brillar!), el metal es hierro (lo que hace que sea atraído a las indicaciones) y la resina que mantiene unida cada pieza. Tenga en cuenta que las partículas resultantes varían en tamaño desde pequeños fragmentos hasta grupos más grandes de material.

Ningún producto de partículas magnéticas en el mercado es de un solo tamaño de partícula: todos tienen una variedad de tamaños de partículas, algunos son más pequeños y otros son más grandes en promedio. Por lo general, lo que se informa en las hojas de datos del producto es el tamaño medio de las partículas del producto, pero las partículas pueden variar mucho en tamaño alrededor de esa media.

Aquí hay una imagen de microscopio de 14A ampliada a 400X. Observe las claras diferencias entre estas partículas y compárelas con MG-410. Estas diferencias no solo se limitan al tamaño medio de las partículas, sino también a la distribución del tamaño de las partículas, el tipo de hierro y los ingredientes del pigmento fluorescente y las proporciones de pigmento/hierro/resina. Además, el proceso para crear estas partículas también varía. Todo eso en combinación da como resultado dos partículas que funcionan de manera excelente, pero a menudo para propósitos y aplicaciones diferentes.

¿Cuán grande es un micrón?

El tamaño de partícula medio para partículas magnéticas suele ser una medida en micras, micrones o micrómetros. Para entender cuán pequeñas son estas medidas, aquí hay una imagen que muestra un filamento de 6 micrones sobre un cabello humano. ¿Ves lo delgado que es ese filamento? Ese diámetro de 6 micrones está alrededor del tamaño de partícula promedio típico que se presenta en la mayoría de las hojas de datos de partículas magnéticas fluorescentes. Puede ver qué tan pequeñas son estas partículas y qué tan estrictamente se debe controlar el proceso para obtener diferencias de 1 a 2 micras en el tamaño medio de las partículas.

¿Importa el tamaño de las partículas?

El control del tamaño promedio de las partículas es, sin duda, un factor crítico en el correcto desempeño de las partículas magnéticas; sin embargo, no es la única característica que importa. La distribución del tamaño de las partículas, la calidad y cantidad de pigmento, la proporción de resina utilizada y la calidad y cantidad de hierro son factores esenciales que pueden alterar el rendimiento de una partícula magnética fluorescente. Es poco probable que la selección de una partícula basada únicamente en un tamaño medio de partícula que figura en la hoja de datos del producto le proporcione la partícula de mejor rendimiento para su aplicación.

Probamos algunas de las partículas magnéticas fluorescentes más vendidas en el mercado a través de un experimento en un anillo de Ketos fabricado en acero para corroborar esto. Magnetizamos el anillo y aplicamos el material de la misma manera para cada producto y luego contamos la cantidad de indicaciones visibles en el anillo para cada uno, según las normas ASTM E1444. Descubrimos que el tamaño de las partículas no tiene correlación con el rendimiento, y las partículas más pequeñas no necesariamente le brindan mejores resultados. El siguiente gráfico muestra los datos resultantes:

Tenga en cuenta el valor R-cuadrado de 0,0508, lo que sugiere que solo ~5 % de la variación en la sensibilidad está determinada por la variación en el tamaño de partícula medio declarado. Aquí definimos "Sensibilidad" como el número de indicaciones visibles en el anillo de Ketos. Está claro en este cuadro que, según los resultados de nuestras pruebas, el tamaño de las partículas no determina el rendimiento de las partículas magnéticas fluorescentes. Además, tengamos en cuenta que algunas de las partículas de alto rendimiento indican que tienen tamaños de partículas muy pequeños (2-3 micras). Para verificar si las diferencias en la forma en que se mide el tamaño de las partículas entre los fabricantes pueden haber distorsionado nuestros datos, analizamos las partículas en un analizador de distribución de tamaño de partículas láser Horiba y las comparamos con nuestros datos de sensibilidad:

Aquí nuevamente, no hay una correlación real entre las variables basadas en estos datos. Esto sugiere que la selección pura de productos en función del tamaño de las partículas no le proporcionará la partícula magnética fluorescente con el mejor desempeño.

Entonces, ¿cómo encuentro la partícula magnética fluorescente adecuada para mí proceso de inspección?

Los datos de nuestras pruebas mostraron que el tamaño de las partículas no es el único factor que determina el rendimiento de una partícula magnética fluorescente. Pero puede que se pregunte, bueno, si ese es el caso, ¿cómo encuentro la partícula correcta para el trabajo?

Como mencionamos anteriormente, muchos aspectos de una partícula influyen en su desempeño. Además, la importancia o el impacto de esas diferencias pueden ser diferentes según la aplicación y los tipos de piezas en una prueba. Por eso recomendamos que la mejor manera de encontrar la partícula correcta para el trabajo es probarla en piezas reales en las condiciones de la aplicación. Con tantas variables que intervienen en el rendimiento de una partícula, la prueba y error es verdaderamente el método preferido para encontrar la mejor combinación.