Patrones de espesor de recubrimiento

Los patrones de espesor certificados se utilizan para verificar la exactitud y el funcionamiento de los medidores de espesor de recubrimiento y constituyen un componente importante para cumplir los requisitos de ISO/QS-9000 y del control de calidad interno. Los contratos suelen exigir que las mediciones de espesor de recubrimiento se realicen con medidores cuya exactitud de medición sea trazable a un instituto nacional de metrología, como el NIST o el PTB.

Los patrones suelen adquirirse como accesorios de los medidores de espesor de recubrimiento de DeFelsko. Muchos clientes consideran más práctico verificar la exactitud de sus propios medidores en sus instalaciones que recurrir a los servicios de calibración de DeFelsko. Esto es especialmente útil cuando se utilizan muchos medidores o se verifica su exactitud con frecuencia.

DeFelsko ofrece 5 tipos de patrones de espesor de recubrimiento:

• placas metálicas recubiertas certificadas
• bloques de poliestireno certificados
• laminillas de plástico certificadas
• laminillas de plástico no certificadas
• placas cero

Las placas metálicas recubiertas certificadas son la mejor solución para verificar la calibración, la exactitud y el funcionamiento de la mayoría de los medidores magnéticos, de corrientes de Foucault o ultrasónicos de espesor de recubrimiento, incluidos los medidores magnéticos por desprendimiento y muchos modelos de otros fabricantes. Cumplen los requisitos de las normas ISO y del control de calidad interno. Con una exactitud de ±0,43 µm, las placas metálicas recubiertas certificadas son nuestra solución más exacta. Un recubrimiento epoxi duradero sobre acero 1018 o aluminio 6061-T6 y una carpeta protectora garantizan una larga vida útil.

Los bloques de poliestireno certificados se utilizan con medidores que miden espesores superiores a 1500 µm (60 mils), con una exactitud de ±(2,5 µm + 0,05 % del espesor) [±(0,1 mil + 0,05 % del espesor)].

Las láminas de plástico certificadas ofrecen una alternativa económica con una menor exactitud, de ±2 µm (±0,08 mil). Un medidor de espesor de recubrimiento mide el espesor de la lámina cuando esta se coloca sobre una superficie metálica lisa (placa de cero). Como alternativa, pueden colocarse sobre el sustrato sin recubrimiento del cliente. No son aptas para su uso con medidores magnéticos por desprendimiento. 

Las láminas de plástico no certificadas permiten comprobar rápidamente el funcionamiento del instrumento y realizar mediciones de práctica cuando se colocan sobre metal. Se incluye un juego con la mayoría de los medidores electrónicos de espesor de recubrimiento de DeFelsko. No son aptas para su uso con medidores magnéticos por desprendimiento. 

Las placas de cero son discos de acero o aluminio sin recubrimiento. La mayoría de los juegos de placas metálicas recubiertas incluyen una placa de cero. La primera medición con el medidor se realiza sobre una placa de cero para verificar que mida correctamente el cero. Los medidores electrónicos suelen poder ajustarse a «0» si es necesario. Una placa de cero también proporciona una base práctica sobre la que puede colocarse una lámina de plástico o un bloque de poliestireno para medirlo.

Los patrones deben sustituirse cuando presenten desgaste o rayaduras visibles.

Los medidores electrónicos PosiTector y PosiTest incluyen láminas de plástico no certificadas para utilizarlas como referencia rápida en el campo o en la planta de producción. Sin embargo, estas láminas no son ideales para verificar la exactitud del medidor por las siguientes razones:

• no están certificados ni son trazables a ningún organismo nacional.
• Su exactitud es muy inferior a la de la mayoría de los medidores que se verifican.
• no se pueden usar con medidores mecánicos Tipo 1, como nuestros PosiTest FM o PosiPen.
• Su espesor puede variar debido a la presión de la punta de la sonda.
• Pueden deformarse debido a condiciones ambientales como la temperatura.

Incluimos láminas no certificadas con nuestros medidores electrónicos para comprobar rápidamente su funcionamiento y permitir al usuario realizar mediciones de práctica colocando las láminas sobre metal.

Sí, nuestros patrones también pueden utilizarse con muchos medidores de otros fabricantes, siempre que funcionen mediante principios magnéticos, de corrientes de Foucault o ultrasónicos.

Los patrones certificados se utilizan para verificar la precisión y el funcionamiento de un medidor de espesor de revestimiento. Seleccione el patrón que más se acerque al rango de medición de su medidor. Consulte nuestra tabla de pedidos para obtener ayuda.

En la mayoría de los casos, resulta más económico canjear los patrones por un juego nuevo. El canje reduce el precio de los nuevos patrones en un 20 %.

Uso con patrones metálicos recubiertos certificados
Los patrones metálicos recubiertos para medidores magnéticos y de corrientes de Foucault suelen incluir una placa de cero sin recubrimiento. La primera medición con el medidor se realiza sobre la placa de cero para verificar que mida correctamente el cero. Si no es así, los medidores electrónicos suelen poder ajustarse a «0» sobre la placa de cero. Después de este ajuste, el medidor debería medir los patrones recubiertos dentro de la tolerancia especificada.

Uso con láminas de plástico y bloques de poliestireno certificados y no certificados
Una placa de cero proporciona una base práctica sobre la que pueden colocarse láminas de plástico y bloques de poliestireno para realizar verificaciones. Compruebe el cero y ajuste el medidor a «0» si es necesario. A continuación, coloque la lámina o el bloque sobre la placa de cero y realice la medición.

Uso como base para materiales sin sustrato
Las placas de cero pueden proporcionar un sustrato cuando no existe uno. Las láminas grandes de materiales como papel, plástico, tela y caucho pueden medirse con un medidor de espesor de recubrimiento colocando el material sobre la placa de cero. Esto resulta útil cuando la pieza es demasiado grande para acceder a ella con un micrómetro u otro dispositivo. Por ejemplo, la industria de la serigrafía utiliza placas de cero para medir el espesor del sustrato sobre el que se imprime.

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Las laminillas, a veces denominadas «láminas», son pequeñas tiras de plástico de colores con grosores que oscilan entre ~25 µm (1 mil) y ~1,5 mm (60 mils). Miden 3 x 8 cm (1 x 3 pulgadas). Las laminillas se utilizan habitualmente para simular un recubrimiento.

En el caso de los medidores electrónicos magnéticos y de corrientes parásitas, se colocan sobre una pieza de metal ferroso o no ferroso sin recubrimiento y, a continuación, se miden con el medidor. Las laminillas pueden utilizarse individualmente o apiladas para crear espesores adicionales. 

Los medidores ultrasónicos de espesor de recubrimiento solo pueden medir el espesor de una lámina a la vez. La lámina debe colocarse sobre un objeto plano y rígido, como un panel de vidrio. El material del sustrato no tiene que ser el mismo que el material que se está ensayando.

Aunque están fabricadas con el mismo material y cortadas con las mismas dimensiones, existen diferencias en su exactitud, embalaje y finalidad. Ninguna es apta para su uso con medidores magnéticos por desprendimiento.

Las láminas de plástico certificadas ofrecen una alternativa económica a los patrones de placas metálicas recubiertas, con una menor exactitud, de ±2 µm (±0,08 mil). Permiten verificar periódicamente y de forma práctica el funcionamiento del medidor en el campo o en el laboratorio, tal como exigen algunos métodos de ensayo internacionales. Las láminas se colocan sobre una superficie metálica lisa (placa de cero) y se realiza una medición. Estas tiras planas de poliéster pueden utilizarse para ajustar (optimizar) un medidor de espesor de recubrimiento dentro del rango de uso previsto, directamente sobre el sustrato sin recubrimiento del cliente.

Las láminas de plástico certificadas se venden individualmente o en un juego completo de ocho. Cada lámina certificada tiene un número de serie individual y una etiqueta con su espesor medido (en mils y micras), obtenido con equipos de medición trazables al NIST. Cada una se envasa en su propia funda protectora de plástico. Cada lámina o juego incluye un certificado de calibración que acredita la trazabilidad al NIST. Los espesores indicados en las etiquetas tienen una exactitud de ±2 µm (±0,08 mils). Se utilizan con medidores electrónicos magnéticos, de corrientes de Foucault y ultrasónicos de espesor de recubrimiento.

Las láminas de plástico no certificadas se utilizan para verificar rápidamente el funcionamiento del medidor cuando se colocan sobre metal y permiten al usuario realizar mediciones de práctica.

Las láminas no certificadas se venden en un juego de cinco, envasadas en un sobre de cartón. Los espesores indicados en sus etiquetas tienen tolerancias de exactitud que van del ±5 % al ±20 %. Se incluye un juego con la mayoría de los medidores electrónicos de espesor de recubrimiento de DeFelsko. Se utilizan con medidores electrónicos magnéticos, de corrientes de Foucault y ultrasónicos de espesor de recubrimiento.

• Protección de la sonda: Las láminas pueden colocarse sobre superficies rugosas o calientes para proteger la sonda contra daños físicos. El espesor del recubrimiento se obtiene restando el espesor de la lámina a la medición total de la lámina y el recubrimiento.
• Distribución de la fuerza: Las láminas pueden colocarse sobre recubrimientos blandos o pegajosos para evitar que la sonda del medidor hunda la película de recubrimiento. El espesor del recubrimiento se obtiene restando el espesor de la lámina a la medición total de la lámina y el recubrimiento.
• Ajuste de calibración para superficies rugosas: Como la exactitud de los medidores se verifica utilizando patrones de superficie lisa (o una placa de cero lisa), puede ser necesario aplicar un valor de compensación si el sustrato que se va a recubrir difiere del patrón o presenta rugosidad debido al proceso de fabricación (por ejemplo, piezas fundidas) o a la limpieza por chorro abrasivo. Esto se conoce como lectura del metal base o BMR. La BMR representa el efecto del sustrato (por ejemplo, el perfil de superficie) sobre un medidor de espesor de recubrimiento. El usuario obtiene varias lecturas sobre el sustrato preparado y sin recubrimiento. La media aritmética de estos valores constituye la lectura del metal base. La BMR se resta de los valores de espesor de recubrimiento para informar del espesor de la capa o capas de recubrimiento sobre el perfil de superficie.
• Ajuste de calibración en un punto: Un ajuste en un punto fija la curva de calibración del medidor en un punto después de obtener varias lecturas sobre un único patrón de espesor de recubrimiento, lámina o muestra de referencia. El ajuste a cero sobre una muestra sin recubrimiento de la pieza de ensayo es la forma más sencilla de ajuste en un punto (véase el ajuste de calibración para superficies rugosas más arriba). Si el usuario decide realizar un ajuste en un punto a un espesor conocido, debe seleccionar una muestra de referencia o una lámina que represente el rango de uso previsto del medidor y realizar una medición. Si el valor indicado por el medidor está dentro de la exactitud combinada de la lámina y la exactitud declarada del medidor, no es necesario realizar un ajuste. Si la lectura queda fuera de esa exactitud combinada, el usuario debe seguir cuidadosamente las instrucciones del medidor para efectuar el ajuste correctamente.
• Ajuste de calibración en dos puntos: Un ajuste en dos puntos fija la curva de calibración del instrumento en dos espesores conocidos. Pueden utilizarse muestras de referencia recubiertas o láminas colocadas sobre el sustrato sin recubrimiento o sobre una muestra de referencia sin recubrimiento. Los dos espesores seleccionados deben quedar a ambos lados del espesor de recubrimiento esperado. Se recomienda verificar la exactitud del medidor durante el procedimiento de medición y después de obtener las mediciones de espesor de recubrimiento.

Al ajustar el medidor al espesor de una laminilla, las mediciones resultantes son menos exactas y deben recalcularse teniendo en cuenta las tolerancias tanto del instrumento como de las laminillas. Cuando se utilizan laminillas, es necesario tener presente la posibilidad de errores de medición adicionales. Los factores que se observan con las laminillas de plástico y que no suelen darse con los patrones de placas metálicas recubiertas incluyen, entre otros:

• pliegues permanentes en la laminilla debido a la flexión alrededor de los sustratos,
• huecos entre la laminilla y el sustrato,
• variaciones en la capacidad de la laminilla para adaptarse a superficies rugosas del sustrato, que dependen del espesor y la rigidez de la laminilla,
• distorsión debida a condiciones ambientales como la temperatura y la humedad,
• una curvatura inherente de la laminilla que puede actuar como un resorte de lámina y hacer que un medidor magnético de separación se separe prematuramente de la superficie, dando lugar a una lectura incorrecta,
• variaciones de espesor en la superficie de la laminilla,
• crestas a lo largo de los bordes de las calas causadas por los procesos de corte y recorte,
• «hendiduras» permanentes en la laminilla debidas a la presión de la punta de la sonda,
• con determinados materiales, formas y espesores de laminilla, es posible que esta no quede plana sobre la superficie.

Las laminillas, que pueden utilizarse para ajustar medidores electrónicos con sondas de presión constante, no deben utilizarse para ajustar medidores mecánicos magnéticos por desprendimiento, incluidos el PosiTest FM y el PosiPen. Las laminillas pueden actuar como un resorte laminar y hacer que la sonda de un medidor magnético por desprendimiento se separe prematuramente de la superficie, dando lugar a una lectura errónea.

Sí, pero la alternativa rentable es canjearlas por la compra de otras nuevas cuando estén visiblemente rayadas o desgastadas. El canje reduce el precio de las nuevas calas de plástico certificadas en un 20%. Además, se pueden comprar una o varias calas por separado para completar un juego.

Los patrones metálicos recubiertos requieren poco mantenimiento. Si las placas se ensucian, la superficie de epoxi puede limpiarse suavemente con un bastoncillo de algodón humedecido en alcohol isopropílico. No limpie las superficies metálicas expuestas con alcohol, ya que eliminaría las películas protectoras. Para evitar la oxidación, los patrones de acero incluyen papel inhibidor de la corrosión y pueden requerir la aplicación periódica de aceite ligero para máquinas o aceite 3 en 1 sobre las superficies metálicas expuestas. No aplique aceite sobre las superficies de epoxi ni sobre las etiquetas. Las superficies metálicas expuestas de las placas de aluminio no deberían requerir mantenimiento. Cuando no se utilicen, todos los patrones de espesor de recubrimiento deben almacenarse en un lugar fresco y seco.

La exposición del acero recubierto de epoxi a campos magnéticos puede hacer que las placas se vuelvan ligeramente magnéticas. El magnetismo de las placas de acero puede afectar a las lecturas realizadas con medidores que utilizan principios magnéticos. No almacene las placas de acero recubiertas de epoxi cerca de fuentes magnéticas. Si sus placas se exponen a una fuente magnética pueden ser restauradas utilizando un desmagnetizador.

Los patrones de espesor de poliestireno se recomiendan para su uso con varios modelos de medidores ultrasónicos. Estos medidores emiten un pulso de sonido de alta frecuencia que atraviesa el material y se refleja al encontrar otro material de distinta densidad. El espesor del material se calcula a partir del tiempo que tarda en recibirse la reflexión (o eco) y de la velocidad del sonido en el material. La mayoría de los medidores ultrasónicos vienen configurados con una velocidad ultrasónica representativa de la mayoría de los recubrimientos. Puede mejorarse la exactitud ajustando la velocidad ultrasónica del medidor para que coincida exactamente con la del material que se mide. Algunos modelos permiten introducir directamente la velocidad del material si se conoce. Otros calculan su velocidad ultrasónica midiendo un espesor conocido de un material representativo. DeFelsko proporciona la velocidad ultrasónica para permitir el uso de los patrones de calibración con cualquiera de los dos métodos.

Cada organismo nacional tiene una organización u organizaciones responsables de coordinar el sistema nacional de medición que proporciona la trazabilidad de los resultados de las mediciones a los patrones de referencia reconocidos internacionalmente. En EE.UU., el organismo responsable de ello es el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST). Si el equipo se calibra en otro país, la calibración de ese equipo hará referencia al organismo responsable de la nación respectiva. El Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) es el equivalente alemán del NIST.