Los medidores manuales de espesor de película seca (DFT) son herramientas de inspección habituales utilizadas por aplicadores e inspectores. Con un poco de cuidado y mantenimiento, se puede confiar en que los instrumentos mecánicos y electrónicos darán muchos años de servicio preciso y fiable.
Un buen funcionamiento comienza con la lectura del manual. Todos los instrumentos tienen sutiles diferencias de funcionamiento. Anote la marca, el modelo, el número de serie y la fecha de compra en el interior del manual y destaque los consejos de mantenimiento y calibración.
Es muy probable que alguien que conozca no entienda los términos Calibración e Intervalo de Calibración. Se sorprenderían al saber que, no sólo no pueden calibrar su calibrador, sino que, por lo general, tampoco se exige una recertificación anual.
La norma ASTM D7091 define la calibración como "el proceso de alto nivel, controlado y documentado, que consiste en obtener mediciones sobre patrones de calibración trazables en todo el rango de funcionamiento del medidor y, a continuación, realizar los ajustes necesarios del medidor (según sea necesario) para corregir cualquier condición fuera de tolerancia". Continúa señalando que la calibración, "es realizada por el fabricante del equipo, su agente autorizado, o por un laboratorio de calibración acreditado en un entorno controlado utilizando un proceso documentado".
Una calibración suele dar lugar a la emisión de un documento denominado Certificado de Calibración (Figura 1). Este documento registra los resultados de las mediciones reales y el resto de la información relevante para una calibración satisfactoria del instrumento y muestra claramente la trazabilidad a una página web nacional standard. Las especificaciones del trabajo a menudo requieren una prueba de una calibración reciente.
La recalibración (o recertificación) es necesaria periódicamente a lo largo del ciclo de vida de un instrumento, ya que la precisión de la mayoría de los dispositivos de medición se degrada con el uso. Un intervalo de calibración es el período establecido entre las recalibraciones de un instrumento. Según los requisitos de la norma ISO 17025, la mayoría de los fabricantes no incluyen los intervalos de calibración como parte de los certificados de calibración. ¿Por qué? Porque no saben con qué frecuencia se utiliza el calibrador, en qué entorno se utiliza y cómo se cuida.
Si no tiene experiencia con un instrumento, un año es un buen intervalo inicial entre calibraciones. Este intervalo puede ajustarse con la experiencia y la verificación periódica (véase más abajo). Los clientes con instrumentos nuevos pueden utilizar la fecha de compra del instrumento como inicio de su primer intervalo de calibración. El efecto insignificante de la vida útil minimiza la importancia de la fecha real del certificado de calibración.
Un certificado de calibración no garantiza que la precisión se mantenga durante todo el intervalo de calibración. Un sinfín de factores afectan negativamente al funcionamiento del calibrador en cuanto se abre la caja. Por ello, la mayoría de las normas exigen una verificación periódica de la precisión.
Para evitar la medición con un medidor inexacto, la precisión y el funcionamiento deben verificarse antes de cada uso, normalmente al principio de cada turno de trabajo. Debe volver a comprobarse cuando se obtenga un gran número de mediciones, o si el calibrador se cae o se sospecha que da resultados erróneos.
Las comprobaciones de precisión se realizan midiendo patrones de referencia trazables: calzas o patrones metálicos revestidos. El promedio de una serie de lecturas debe estar dentro de las tolerancias combinadas del calibrador y de la referencia standard (Figura 2).
La trazabilidad es la capacidad de seguir el resultado de una medición a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones hasta llegar a un standard internacional fijo y comúnmente aceptado como correcto. La cadena suele consistir en varios patrones de medición apropiados, cuyo valor tiene mayor precisión y menor incertidumbre que los patrones siguientes.
La mayoría de los medidores de espesor de película seca están calibrados de fábrica para funcionar bien en acero al carbono plano y liso. Su aplicación puede ser diferente. En general, hay cuatro condiciones que afectan a la precisión y que deben corregirse: la rugosidad de la superficie, la geometría (curvatura, efecto de los bordes), la composición (aleación metálica, propiedades magnéticas, temperatura) y la masa (metal fino).
Para evitar que estos u otros factores provoquen inexactitudes en el calibrador, compruebe que la media de una serie de mediciones en el sustrato sin recubrimiento está dentro de la tolerancia del calibrador a cero. Alternativamente, compruebe el grosor conocido de un calce colocado sobre ese sustrato no recubierto.
Antes, las normas de la industria aconsejaban no medir a menos de uno o dos centímetros de un borde. Las sondas modernas suelen poder medir mucho más cerca. De hecho, su precisión sólo disminuye cuando sobresalen.
Esto se comprueba de la misma manera que la mayoría de los otros problemas: midiendo el sustrato sin recubrimiento para verificar que la media de una serie de mediciones está dentro de la tolerancia del calibre a cero. La mejor forma de medir las capas de las rayas es con microsondas diseñadas para medir en superficies pequeñas.
Las superficies de acero se limpian frecuentemente por impacto abrasivo antes de la aplicación de revestimientos protectores. La medición en estas superficies es más complicada que en las superficies lisas. El efecto sobre las mediciones del calibre aumenta con la profundidad del perfil y también depende del diseño de la sonda y del grosor del revestimiento.
A los usuarios se les enseña que este "patrón de anclaje" puede hacer que los calibradores den una lectura alta (Figura 3). Pero cuando se trata de ajustar este perfil, parece que cada usuario tiene su método favorito. ¿Cuál es el correcto?
La norma SSPC-PA 2 propone varias soluciones según el tipo de instrumento y la situación particular. ASTM D7091 e ISO 19840 proponen métodos similares.
Los calibradores mecánicos (tipo 1) tienen escalas no lineales que no pueden ajustarse. Por lo tanto, se calcula la media de al menos diez mediciones de la superficie desnuda para generar una lectura del metal base (BMR). Este valor se resta de las futuras lecturas del espesor del revestimiento.
La mayoría de los medidores electrónicos (Tipo 2) pueden ser ajustados por el usuario siguiendo las instrucciones del fabricante. Un método común es simular un revestimiento que cubra los picos principales del perfil. Se coloca una cuña de grosor conocido sobre el perfil de la superficie y se mide. El calibrador se ajusta para que coincida con el grosor de esa cuña.
Si no es posible acceder al sustrato no recubierto, la norma ISO 19840 tiene valores de corrección para restar de las lecturas de DFT sobre los grados de perfil fino, medio y grueso de la norma ISO 8503.
Ahora que sabemos que es una práctica común ajustar un calibrador al grosor de una cuña, es importante ser consciente de que puede añadir un error significativo a las futuras lecturas del calibrador.
Los instrumentos de medición tienen declaraciones de precisión o tolerancia emitidas por el fabricante. Cuando se realizan ajustes de los calibradores en las cuñas, las mediciones resultantes de los calibradores son menos precisas. Por ejemplo, si la precisión de un calibrador correctamente calibrado es de ± 1% y el grosor de la cuña tiene una precisión de ± 5%, la tolerancia combinada del calibrador y la cuña será ligeramente superior a ± 5%, tal y como indica la fórmula de la figura 4.
Una vez que el medidor se ha puesto en servicio, se pueden evitar una cantidad sorprendente de problemas con exámenes visuales regulares de la sonda. Busque daños evidentes, especialmente en la superficie de medición o en el cable de la sonda. Las sondas de presión constante deben moverse libremente hacia arriba y hacia abajo. Las sondas dañadas, arañadas o desgastadas deben probarse en cuanto a su precisión con patrones de referencia y sustituirse cuando sea necesario. Las limaduras metálicas, el polvo y la pintura deben eliminarse cuidadosamente con un paño.
Evite la exposición prolongada a superficies calientes y deje que la sonda se enfríe entre las mediciones. Respete las superficies rugosas bajando la sonda con cuidado y nunca la arrastre lateralmente, a menos que la sonda haya sido diseñada para ese uso. En estas superficies pueden colocarse calzos de plástico de grosor conocido para proteger la sonda. Reste el grosor de la cuña del grosor medido y tenga en cuenta la tolerancia de medición adicional resultante del uso de la cuña.
Los indicadores de que una sonda puede necesitar servicio son las lecturas más bajas de lo esperado (es decir, el desgaste de la punta de la sonda), las lecturas más altas de lo esperado (es decir, material extraño pegado a ella) y las mediciones erráticas (es decir, el fallo de un componente).
Los instrumentos modernos están diseñados para reducir la influencia del operador. Pero quizá no sepas que pueden producirse daños por sujetar la sonda de forma incorrecta.
Hay calibradores de todas las formas y tamaños. Conozca la forma correcta de sujetar y manejar su modelo concreto. La mayoría de los instrumentos manuales realizan una medición cada vez. Aleje la sonda de la superficie entre las mediciones. Arrastrar la sonda reduce su vida útil.
Los mecanismos de presión constante incorporados en la mayoría de los medidores electrónicos de DFT modernos garantizan que la sonda se asiente de forma perpendicular a la superficie y evitan que la presión del operario influya en el resultado de la medición. Sujetar la sonda de forma inadecuada anula estos mecanismos y puede reducir la vida útil de la sonda. Puede provocar lecturas elevadas cuando la sonda está inclinada o lecturas bajas cuando la sonda se presiona sobre revestimientos blandos.
¿Se ven afectadas las lecturas por los transmisores de radio, el magnetismo residual de las operaciones de soldadura, los motores grandes o los teléfonos móviles? Puede que te sorprenda lo que importa y lo que no.
Los instrumentos de espesor de película seca que miden sobre el acero funcionan según un principio magnético. Por lo tanto, es lógico que la precisión de los medidores se vea afectada negativamente por las variaciones en las propiedades magnéticas inherentes al acero. Uno de esos problemas insidiosos es el magnetismo residual, el magnetismo que queda en el acero después de eliminar un campo magnético externo. Las abrazaderas magnéticas y el corte por plasma son dos ejemplos de fuentes. Las tuberías enterradas captan el magnetismo del campo magnético terrestre con el paso del tiempo. El efecto no suele ser pronunciado y puede eliminarse mediante la desmagnetización. Compruebe su efecto en el medidor midiendo el cero en el acero sin recubrimiento (o el grosor de una cuña colocada en el acero sin recubrimiento).
Los fuertes campos magnéticos parásitos producidos por los equipos eléctricos pueden interferir con el funcionamiento de los instrumentos que utilizan principios magnéticos. Las lecturas erráticas pueden resultar de la medición en motores eléctricos o de la medición cerca de un motor grande mientras se pone en marcha. Las fuertes emisiones electromagnéticas procedentes de torres o antenas de radio también pueden interferir en el funcionamiento de los instrumentos. Para minimizar el impacto de los campos electromagnéticos externos, asegúrese de que su instrumento de medición de espesor de película seca viene con una declaración de conformidad. La declaración de conformidad confirma que el fabricante ha probado la inmunidad del instrumento frente a la EMC según las normas internacionales. La norma EN 61326-1:2013 es un ejemplo de ello standard.
Como puede imaginarse, se trata de casos límite poco probables. La verificación del funcionamiento del medidor con estándares de referencia conocidos aliviará la mayoría de las preocupaciones.
Las palabras "lectura" y "medición" se utilizan como sinónimos. La norma SSPC-PA 2 establece una interesante distinción al definir una "lectura" como el resultado de un solo instrumento y una "medición" como la media de una serie de lecturas.
Rara vez se debe confiar en una sola lectura, ya sea para determinar el espesor o para ajustar una cuña. Las lecturas repetidas del medidor, incluso en puntos cercanos, suelen diferir debido a las irregularidades de la superficie del revestimiento y del sustrato. Los residuos en la superficie, las interferencias de las emisiones locales y la técnica inadecuada del operario son otras cosas que pueden influir negativamente en los resultados.
Obtenga la seguridad que proporcionan las estadísticas. Realiza varias lecturas. Descarte cualquier valor inusualmente alto o bajo que no se repita de forma constante. La media resultante de las lecturas aceptables del medidor se considera la medición del espesor del revestimiento para ese lugar.
Los instrumentos modernos compensan muchas fuentes de inexactitud, pero no todas. Su mejor fuente de conocimientos sobre la medición del espesor de la película seca son las instrucciones del fabricante, respaldadas por su red de asistencia técnica y las normas del sector, como las emitidas por SSPC, NACE, ASTM e ISO.
DAVID BEAMISH (1955 - 2019), ex presidente de DeFelsko Corporation, un fabricante de instrumentos manuales de prueba de revestimientos con sede en Nueva York que se vende en todo el mundo. Era licenciado en Ingeniería Civil y contaba con más de 25 años de experiencia en el diseño, la fabricación y la comercialización de estos instrumentos de prueba en una variedad de industrias internacionales, incluyendo la pintura industrial, la inspección de calidad y la fabricación. Dirigió seminarios de formación y fue miembro activo de varias organizaciones, como NACE, SSPC, ASTM e ISO.
