U.S. Department of Transportation
Federal Highway Administration
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Federal Highway Administration Research and Technology
Coordinating, Developing, and Delivering Highway Transportation Innovations
REPORT |
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Publication Number: FHWA-HRT-16-007 Date: January 2016 |
Publication Number: FHWA-HRT-16-007 Date: January 2016 |
Dye Penetrant Testing |
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1. |
Data Collected |
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1.1 | Crack detail in steel bridge members. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. |
Onsite Equipment and Personnel Requirements |
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2.1 | Equipment: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1.1 | PRE-PL-LO-004, Personal Health and Safety Plan. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1.2 | Liquid penetrant examination set. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1.3 | Tape measure. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1.4 | Temporary marker. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1.5 | Digital camera. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1.6 | Pencil, sketch, and clipboard. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2 | Personnel: PRE-PL-LO-005, Personnel Qualifications. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. |
Methodology |
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3.1 | Establishing a local origin: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.1.1 | Use the segmentation and numbering system (FLD-OP-SC-002, Structure Segmentation and Element Identification System) so defects can be located and noted by a unique element identifier. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.1.1.1 | Use FLD-OP-SC-003, Determination of Local Origins for Elements, to establish a local origin on each individual element. Establish the two relevant coordinate axes for each face of each element being evaluated. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2 | Testing: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.1 | Perform the dye penetrant in accordance with ASTM E165-02. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.1.1 | Clean the surface with appropriate cleaner. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.1.2 | Apply the penetrant, and let it dwell. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.1.3 | Remove the excess penetrant from the surface. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.1.4 | Apply developer. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.2 | Observe and measure crack extent. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3 | Documenting cracks: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.1 | Location: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.1.1 | Document the unique element identifier of the superstructure element on which the crack is located. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.1.2 | Follow FLD-OP-SC-003, Determination of Local Origins for Elements, to establish a local origin on each element; identify the relevant coordinate axis (such as x, z for a girder web), and document the beginning and ending points of the crack using the y, z coordinates. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.1.3 | Describe the location of the crack, e.g., adjacent to the connection of diaphragm 1DiAB to girder 1A. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.2 | Size and orientation: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.2.1 | Record the length of the crack (from one end to the other in a straight line) in decimal inches using the tape measure, measuring wheel, and/or laser measuring device. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.2.2 | Measure the maximum crack width (opening) with the crack comparison card (crack gage). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.2.3 | Record the orientation of the crack (degrees) using a plump bob, or compass (or other angle- measuring device). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.3 | Take photographs (FLD-DC-PH-002, Photographing for Documentation Purposes) and/or draw sketches illustrating the location and size of the crack. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.4 | Storing data, documents, and images: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.4.1 | FLD-DS-LS-001, Data, Document, and Image Storage—Local, for local storage. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.4.2 | FLD-DS-RS-001, Data, Document, and Image Storage—Remote, for remote storage. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.5 | Reporting: Transfer all metadata, data, documents, and images to Federal Highway Administration (FHWA), and/or upload all metadata, data, documents, and images into the Long-Term Bridge Performance (LTBP) Bridge Portal. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. |
Data Collection Table |
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4.1 | Table: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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4.2 | Table Key: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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5. |
Criteria for Data Validation |
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5.1 | Comparison should be made with crack data and photos from previous inspections as well as with crack data and photos from FLD-DC-NDE-008, Ultrasonic Testing—Steel Fatigue Cracking, if available. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. |
Commentary/Background |
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6.1 | The purpose of this protocol is to provide a standard procedure for using dye penetrant examination of materials for detecting discontinuities that are open to the surface, such as cracks, seams, laps, cold shuts, laminations, through leaks, or lack of fusion. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.2 | Dye penetrant testing is applicable to in-process, final, and maintenance examination. It can be effectively used in the examination of nonporous, metallic materials, both ferrous and nonferrous. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.3 | Solvent-removable, visible dye liquid penetrant examination is generally the preferred method for field use where surface examinations are required. It has the advantage of easy portability and simplicity, and it does not require electricity, black lights and dark rooms, or a water source. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.4 | The minimum requirements for conducting liquid penetrant examination are specified in ASTME1417-05e1. The nature of the cleaner, the penetrant, and the developer are specified in ASTME165-02. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. |
References |
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7.1 | LTBP Protocols: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1.1 | FLD-OP-SC-002, Structure Segmentation and Element Identification System. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1.2 | FLD-OP-SC-003, Determination of Local Origins for Elements. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1.3 | FLD-DC-NDE-008, Ultrasonic Testing—Steel Fatigue Cracking. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1.4 | FLD-DC-PH-002, Photographing for Documentation Purposes. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1.5 | FLD-DS-LS-001, Data, Document, and Image Storage—Local. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1.6 | FLD-DS-RS-001, Data, Document, and Image Storage—Remote. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.2 | External: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.2.1 | ASTME1417-05e1, Standard Practice for Liquid Penetrant Testing, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.2.2 | ASTME165-02, Standard Practice for Liquid Penetrant Examination, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2002. |