La medición de parámetros físicos como recubrimiento ,espesor, superficie profile y punto de rocío es una tarea habitual para inspectores y aplicadores. Sin embargo, la precisión de esas mediciones depende del instrumento con el que se realicen. Incluso los instrumentos electrónicos de alta calidad pueden arrojar mediciones incorrectas si no se siguen tres pasos clave: la calibración, verificación y ajuste. En este artículo se explican estos pasos, a menudo malinterpretados, tal y como los definen las normas ASTMD70911, ISO28082 y SSPC-PA23. También se abordará la importancia de contar con un «técnico certificado» certificado de calibración, capaz de realizar una calibración, así como las aplicaciones que pueden requerir ajustes sobre el terreno.
La palabra «calibración» tiene diferentes significados según el sector o el ámbito configuración en el que se utilice. Es muy probable que alguien de tu entorno malinterprete los términos «calibración» e «intervalo de calibración» en lo que respecta al sector de la inspección recubrimiento . Se sorprenderían al saber que, no solo no pueden calibrar ellos mismos su medidor , sino que, además, normalmente tampoco existe un intervalo fijo de recalibración.
Para saber lo difícil que es definir los términos de calibración, basta con ver la gran cantidad de definiciones que ofrecen las principales organizaciones. No es de extrañar que las explicaciones difieran, dado el reto que supone definir una palabra que se utiliza en muchos sectores y para muchos tipos de instrumentos.
Un enfoque más sencillo consiste en explicar los términos relacionados con la calibración en lo que respecta a un segmento específico del sector, en este caso, el sector de la « recubrimientos protectores ». En este ámbito, la ISO, la ASTM, la SSPC y otras organizaciones coinciden en general.
Calibración en la industria de la inspección de revestimientos
La norma ASTM D7091 describe el uso de medidores magnéticos de corrientes parásitas para la medición de la espesor de películas secas espesor y es representativa de muchas normas. Define la calibración como:
«...un proceso de alto nivel, controlado y documentado para obtener mediciones en patrones de calibración trazables en todo el rango operativo del medidor, y posteriormente realizar los ajustes necesarios medidor (según sea preciso) para corregir cualquier condición fuera de tolerancia. La calibración de los medidores recubrimiento espesor la lleva a cabo el fabricante del equipo, su agente autorizado o un laboratorio de calibración acreditado en un entorno controlado, utilizando un proceso documentado. El resultado de la calibración es restablecer o realinear el medidor para cumplir o superar las especificaciones exactitud establecidas por el fabricante.
Dentro de esa definición hay algunos términos que merecen un debate adicional:
" Calibración trazable estándar": Fundamentalmente, el propósito de la calibración es garantizar que un instrumento lee dentro de la tolerancia a un estándar de un valor conocido. La cuantificación de estos valores conocidos (peso, distancia, etc.) es responsabilidad de una organización llamada Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM).
El BIPM trabaja con Institutos Metrológicos Nacionales como el NIST (EE.UU.), el NPL (Reino Unido) y el PTB (Alemania), que mantienen estándar Reference Materials (SRMs) para estándar medidas como la longitud, el peso y el tiempo. Estos MER son artefactos de gran precisión que se utilizan como patrones de calibración para los equipos de medición más precisos.
Dado que no es asequible, eficiente o incluso posible que todo el mundo se calibre con un SRM, los SRM se utilizan para calibrar los estándares de calibración primarios; los estándares secundarios se utilizan para calibrar los estándares de trabajo; y los estándares de trabajo se utilizan para calibrar los instrumentos de proceso. A través de esta "cadena" de estándares, los instrumentos son, en última instancia, trazables directamente a un artefacto SRM sin necesidad de medir nunca ese artefacto.
Dado que un instrumento o estándar es siempre menos preciso que el estándar que lo calibra, se produce un aumento de la incertidumbre a medida que se desciende en la cadena de estándares.
En la industria se acepta generalmente una relación de incertidumbre de prueba (TUR) de 4:1, lo que significa que la tolerancia de un instrumento es cuatro veces mayor que la incertidumbre de la página estándar con la que se midió. Por ejemplo, si se utiliza una RTU de 4:1, un medidor de espesor de revestimiento calibrado con estándares con una incertidumbre de ± 0,05 mils tendría una tolerancia o precisión declarada de ± 0,2 mils.
En virtud de un acuerdo de reconocimiento mutuo firmado entre los principales institutos nacionales de metrología, todos los institutos participantes reconocen la validez de los certificados de calibración y de « medición » de los demás.
"Laboratorio de calibración acreditado": La norma ASTM D7091 limita las partes que pueden realizar una calibración a "el fabricante del equipo, su agente autorizado o... un laboratorio de calibración acreditado". Mientras que las dos primeras categorías son evidentes, el concepto de "laboratorio de calibración acreditado" es menos claro. La norma ISO/IEC 17025 establece los requisitos para la acreditación y los laboratorios pueden recibir dicha acreditación a través de un organismo de acreditación que sea signatario del acuerdo de Cooperación Internacional para la Acreditación de Laboratorios (ILAC).
Sin embargo, la acreditación ISO 17025 de un laboratorio solo se aplica a actividades de calibración específicas. El ámbito de acreditación de un laboratorio enumera las actividades que está autorizado a realizar, además de la incertidumbre e medición e con la que el laboratorio es capaz de realizar la calibración. Si se recurre a un laboratorio de calibración externo, es fundamental asegurarse no solo de que esté acreditado, sino también de que su ámbito de acreditación incluya los instrumentos que se desean calibrar. Aunque existe un gran número de laboratorios acreditados según la norma ISO 17025, son pocos los que están acreditados para calibrar equipos de inspección e recubrimiento es.
Cuando se calibra un instrumento, se emite un documento llamado Certificado de Calibración (Figura 1). En este documento se registran los resultados de las mediciones reales y toda la información pertinente para una calibración satisfactoria del instrumento, incluida la trazabilidad a una dirección nacional estándar. Las especificaciones de los trabajos suelen exigir una prueba de calibración reciente.
Muchos fabricantes de equipos de ensayo no proporcionan certificados de calibración. En su lugar, pueden proporcionar «certificados de conformidad», «certificados de cumplimiento», «certificados de exactitud » o simplemente «certificados». Estos no son más que una declaración del fabricante sobre exactitud, que exige al usuario confiar en que el instrumento medirá con precisión. Dichos «certificados» no se ajustan a la definición de calibración según la norma ASTM D7091 y otras normas, y suelen ser, además, insuficientes para cumplir con los requisitos internos, contractuales o normativos.
Aunque la forma y el contenido de los certificados de calibración varían, un certificado adecuado debe contener una información mínima específica que garantice el cumplimiento de los requisitos de la norma ISO/IEC 17025. La figura 1 muestra un ejemplo de un certificado de calibración, en el que se han resaltado cada uno de los atributos importantes.
Si el certificado emitido por el laboratorio de calibración o el fabricante de instrumentos no incluye estos importantes atributos, probablemente no sea un Certificado de Calibración tal y como lo definen la mayoría de las normas y contratos.
La recalibración (o recertificación) es necesaria periódicamente a lo largo del ciclo de vida de un instrumento, ya que la « exactitud » de la mayoría de los dispositivos de medición se degrada con el uso. Un intervalo de calibración es el periodo establecido entre dos recalibraciones de un instrumento. De acuerdo con los requisitos de la norma ISO 17025, la mayoría de los fabricantes no incluyen los intervalos de calibración en los certificados de calibración. ¿Por qué? Porque desconocen con qué frecuencia se utiliza el medidor , en qué entorno se emplea y cómo secuida4.
Si no tienes experiencia con un instrumento, un año es un buen intervalo inicial entre calibraciones. Esto se puede ajustar con la experiencia y mediante un « verificación » (véase más abajo). Los clientes con instrumentos nuevos pueden utilizar la fecha en que el instrumento entró en servicio (o la fecha de compra) como inicio de su primer intervalo de calibración. El efecto insignificante del tiempo de almacenamiento minimiza la importancia de la fecha real de « certificado de calibración ».
Un certificado de calibración no garantiza que exactitud se mantenga durante todo el intervalo de calibración. Existen numerosos factores que pueden afectar negativamente al funcionamiento de medidor , como los daños accidentales o la acumulación de residuos. Para evitar realizar mediciones con un medidor impreciso, la mayoría de las normas exigen que se verifiquen exactitud y el funcionamiento antes de cada uso, normalmente at al comienzo de cada turno de trabajo. Se debe volver a comprobar tras haber obtenido un gran número de mediciones, si el medidor se cae o si se sospecha que está dando resultados erróneos. A menudo, las partes contratantes llegan a un acuerdo inicial sobre los detalles y la periodicidad de la verificación medidor exactitud .
¿Qué se hace at en estos intervalos? Eso depende del sistema de calidad que se tenga implantado. Algunos propietarios se limitan a medir una pieza de muestra cuando su medidor es nuevo y anotan el resultado. A continuación, esta muestra se guarda y se utiliza para comprobar periódicamente el funcionamiento y exactitud del medidor.
Sin embargo, el método más adecuado y universalmente aceptado para comprobar exactitud consiste en medir los patrones de calibración en un entorno controlado, siguiendo un procedimiento documentado. La norma ASTM D7091 contiene una redacción típica de muchas normas:
«7.3 verificación de exactitud—Antes de su uso, el usuario deberá verificar la calibración de cada instrumento exactitud de acuerdo con las instrucciones del fabricante, utilizando patrones adecuados recubrimiento espesor y, en caso necesario, se deberán corregir las deficiencias detectadas. Se deberá verificar que el medidor se encuentre dentro de los límites de exactitud en el rango de uso previsto.»
Los patrones de calibración pueden adoptar diversas formas, dependiendo del instrumento que se vaya a verificar. Deben ser trazables a un instituto nacional de metrología y tener un valor de medición dentro del rango de medidor ; lo ideal es que se sitúen cerca del rango esperado de medición. El proceso de medición de los mismos se describe en un documento denominado «procedimiento de calibración», que algunos fabricantes publican o facilitan previa solicitud.
En el caso de los calibres recubrimiento espesor , recubrimiento espesor , los patrones están disponibles en forma de placas metálicas recubiertas certificadas o de cuñas de plástico. Las placas suelen ser más precisas y duraderas, pero también más caras. Los calibres de tipo 1 (mecánicos) recubrimiento espesor no pueden verificarse utilizando cuñas de plástico.
La media de una serie de lecturas debe estar dentro de las tolerancias combinadas del medidor y de la referencia estándar. Para determinar la tolerancia combinada, las tolerancias del calibrador y de estándar no se suman simplemente, sino que se debe utilizar la fórmula de la "suma de cuadrados". Por ejemplo, si la precisión de la referencia estándar es de ±2% y la del instrumento es de ±3%, la tolerancia combinada es de ±3,6%, calculada como:
Si las lecturas están fuera de la tolerancia combinada, hay un problema con el medidor o la referencia estándar. Debe identificarse el medidor o la referencia problemática estándar , y todas las mediciones realizadas desde la última comprobación de precisión deben considerarse sospechosas.
En el caso de muchos instrumentos de inspección, la calibración y el verificación son suficientes para garantizar que el instrumento mida correctamente. Sin embargo, para los medidores recubrimiento espesor , a menudo es necesario un tercer paso: ajuste. Esto se debe a que los medidores recubrimiento espesor no miden directamente la espesor del recubrimiento; en su lugar, miden las propiedades magnéticas del sustrato. Estas propiedades se debilitan a medida que el sonda se aleja del sustrato y, por lo tanto, están relacionadas con recubrimiento espesor .
Sin embargo, hay otros factores que pueden afectar a las propiedades magnéticas de sustrato. Entre ellos se incluyen:
recubrimiento espesor Los medidores suelen venir calibrados de fábrica para funcionar correctamente sobre acero al carbono plano y liso. Sin embargo, pueden realizar mediciones precisas en aplicaciones con rugosidad, geometría, composición o masa variables superficie si se lleva a cabo un ajuste :
«3.1.2 Ajuste de la deriva ( ajuste): el acto físico de ajustar las lecturas espesor de un medidor para que coincidan con las de una muestra espesor conocida (eliminación de la deriva), con el fin de mejorar la exactitud del medidor en un superficie específico.»
Es importante tener en cuenta que cualquier ajuste sólo tiene en cuenta la rugosidad del sustrato, la geometría, la composición y/o la masa en el lugar donde se realizó el ajuste. Si alguno de estos factores cambia en la pieza o en el trabajo, suele ser necesario un nuevo ajuste. Algunos instrumentos electrónicos, como PosiTector 6000 avanzado , son capaces de guardar múltiples ajustes de calibración para que el usuario pueda elegir el ajuste que mejor se adapte a la aplicación en cuestión.
Cabe señalar también que no todos los medidores de recubrimiento espesor son iguales. Consulta al fabricante o el manual de usuario del instrumento para obtener las mejores indicaciones sobre cómo ajustar tu instrumento en concreto. La siguiente descripción general es una guía para ajustar un tipo de medidores habituales de recubrimiento espesor .
Para determinar si un instrumento requiere un « ajuste », comprueba que la media de una serie de lecturas en el « sustrato » sin recubrimiento se encuentre dentro de la tolerancia del « medidor » at cero. Si la medición se encuentra fuera de tolerancia y ajuste es probable que sea necesario realizar el medidor . A menudo, esto es tan sencillo como compensar todas las mediciones futuras con el error detectado durante la comprobación medición. Los medidores electrónicos de tipo II, como el PosiTector 6000, suelen disponer de una función integrada de «puesta a cero ajuste » para automatizar el proceso. Si las mediciones posteriores de la sustrato sin recubrimiento se sitúan dentro de la tolerancia at del cero, la ajuste se ha realizado con éxito. Los medidores mecánicos de tracción de tipo I, como el PosiTest , tienen escalas no lineales, por lo que no se debe ajustar el propio instrumento. En su lugar, el usuario debe tomar una lectura de metal base lectura (BMR) y restar ese valor de las futuras lecturas recubrimiento espesor .
En casi todas las aplicaciones, el instrumento medirá dentro de los límites de tolerancia en todo su rango una vez que se haya realizado correctamente la calibración del cero ajuste . Esto puede verificarse colocando una cuña en el sustrato sin recubrimiento y asegurándose de que el medidor lectura se encuentre dentro de la tolerancia combinada de la cuña y medidor. En el caso excepcional de que el medidor marque dentro de los límites de tolerancia at en el cero, pero fuera de ellos con una cuña, puede ser necesario realizar una ajuste adicional. Consulte el manual del fabricante del producto para obtener más detalles.
Aunque una medición de «cero ajuste » suele ser suficiente para tener en cuenta los efectos de la geometría, la composición y la masa, no se debe realizar una medición de «cero ajuste » en superficies granalladas o rugosas. En esas superficies, recubrimiento espesor los medidores tomarán la lectura en un punto situado entre los picos y los valles de la rugosidad, denominado «plano magnético». Dado que la mayoría de las normas y especificaciones indican que solo debe indicarse la recubrimiento espesor sobre los picos del superficie perfil, es necesario ajuste .
Para garantizar que un recubrimiento espesor medidor mida el espesor del recubrimiento «por encima de los picos» del perfil superficie , el procedimiento habitual consiste en ajustar el espesor conocido de una cuña colocada sobre el sustrato sin recubrimiento. La cuña se apoya sobre los picos de un perfil superficie , u otro patrón, y sustituye a la película recubrimiento que se aplicará posteriormente. Los medidores electrónicos de tipo II suelen incorporar una función de « ajuste de 1 punto» para simplificar el proceso.
Dado que los medidores mecánicos de extracción de tipo I suelen utilizar un gran imán para entrar en contacto con la superficie en lugar de una pequeña punta de sonda, se ven menos afectados por la rugosidad de la superficie. El usuario puede simplemente realizar un ajuste a cero tomando una lectura del metal base (BMR) en el sustrato no recubierto y granallado y restar ese valor de las futuras lecturas del espesor del recubrimiento.
1 ASTM D7091 "estándar Practice for Nondestructive Measurement of Dry Film thickness of Nonmagnetic Coatings Applied to Ferrous Metals and Nonmagnetic, Nonconductive Coatings Applies to Non-Ferrous Metal" (ASTM internacional, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428), www.astm.org
2 ISO 2808, Paints and Varnishes - Determination of film thickness. Disponible en American National estándars Institute (ANSI), 25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036, http://www.ansi.org
3 SSPC PA2, «Procedimiento para determinar la conformidad con los requisitos de la norma Dry recubrimiento espesor ». Disponible en la Society for recubrimientos protectores (SSPC), 40 24th St., 6.ª planta, Pittsburgh, PA 15222-4656, http://www.sspc.org
4 Cuidado de su recubrimiento espesor medidor , David Beamish, PCE - recubrimientos protectores Europa, y JPCL Equipment Maintenance, abril de 2005
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), ex presidente de DeFelsko Corporation, un fabricante con sede en Nueva York de instrumentos portátiles de prueba de recubrimientos vendidos en todo el mundo. Tenía un título en Ingeniería Civil y más de 25 años de experiencia en el diseño, fabricación y comercialización de estos instrumentos de prueba en diversas industrias internacionales, incluidas la pintura industrial, la inspección de calidad y la fabricación. Realizó seminarios de capacitación y fue miembro activo de varias organizaciones, incluidas NACE, SSPC, ASTM e ISO.
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