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Cómo garantizar lecturas precisas de espesor de película seca

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Este artículo se publicó en el número de julio de 2016 de la revista JPCL (Journal of recubrimientos protectores & Linings)

Los medidores portátiles de película seca de tipo « espesor » (DFT) son herramientas de inspección habituales entre los aplicadores e inspectores. Con un poco de cuidado y mantenimiento, estos instrumentos mecánicos y electrónicos ofrecen un servicio preciso y fiable durante muchos años.

Un buen funcionamiento empieza por lectura el manual. Todos los instrumentos presentan ligeras diferencias en su funcionamiento. Anota la marca, el modelo, el número de serie y la fecha de compra en el interior del manual y resalta los consejos de mantenimiento y calibración. 

1. ¿Puedo calibrar?

Es muy probable que alguien que conozcas malinterprete los términos «calibración» e «intervalo de calibración». Se sorprendería al saber que, no solo no puede calibrar su medidor, sino que, además, normalmente tampoco es obligatorio renovarlo cada año.

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 medidor (según sea preciso) para corregir cualquier condición fuera de tolerancia». A continuación, señala que la calibración «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».

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 estándar. Las especificaciones del trabajo a menudo requieren una prueba de una calibración reciente.

Figura 1: Un certificado de calibración

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 período 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 se cuida.

Si no tienes experiencia con un instrumento, un año es un buen intervalo inicial entre calibraciones. Este intervalo puede ajustarse a medida que se va adquiriendo experiencia y se realizan revisiones periódicas de « verificación » (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 del tiempo de almacenamiento minimiza la importancia de la fecha real de « certificado de calibración ». 

2. Es vital verificar

Un « certificado de calibración » no garantiza que se mantenga « exactitud » durante todo el intervalo de calibración. Son innumerables los factores que afectan negativamente al funcionamiento de « medidor » desde el momento en que se abre la caja. Por eso, la mayoría de las normas exigen una « verificación » periódica de « exactitud ».

Para evitar mediciones inexactas medidor, exactitud , se debe comprobar su funcionamiento antes de cada uso, normalmente at al comienzo de cada turno de trabajo. Se debe volver a comprobar cuando se realicen un gran número de mediciones, o si el medidor se ha caído o se sospecha que puede dar 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 estándar (Figura 2).

Figura 2: Un ejemplo de cálculo.

La trazabilidad es la capacidad de seguir el resultado de una medición a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones hasta llegar a un estándar 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.

 

3. Efectos influyentes

La mayoría de los medidores de película seca espesor vienen calibrados de fábrica para funcionar correctamente sobre acero al carbono plano y liso. Tu aplicación puede ser diferente. En general, hay cuatro factores que influyen en exactitud y que deben tenerse en cuenta: superficie la rugosidad, la geometría (curvatura, efecto de borde), la composición (aleación metálica, propiedades magnéticas, temperatura) y la masa (metal fino).

Para evitar que estos u otros factores provoquen imprecisiones medidor , comprueba que la media de una serie de mediciones realizadas sobre la superficie sin recubrimiento sustrato se encuentre dentro de la tolerancia medidor del cero at . Como alternativa, comprueba el valor conocido espesor de una cuña colocada sobre esa superficie sin recubrimiento sustrato.

 

4. Casos límite

Antes, las normas del sector desaconsejaban realizar mediciones a menos de una o dos pulgadas del borde. Las sondas modernas suelen poder medir mucho más cerca. De hecho, su « exactitud » (distancia mínima de seguridad) solo suele reducirse cuando sobresalen.

Esto se comprueba del mismo modo que la mayoría de los demás problemas: midiendo la superficie sin recubrimiento sustrato para verificar que la media de una serie de mediciones se encuentre dentro de una tolerancia medidor at cero. Los recubrimientos en franjas suelen medirse mejor con microsondas diseñadas específicamente para medir en superficies pequeñas.

 

5. Ajuste aproximado del perfil

Las superficies de acero suelen limpiarse mediante impacto abrasivo antes de la aplicación de recubrimientos protectores. La medición en estas superficies es más complicada que en las superficies lisas. El efecto sobre las mediciones de medidor aumenta con la profundidad del perfil y también depende del diseño de sonda y de la espesor de recubrimiento.

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?

Figura 3: El perfil «superficie » suele dar lugar a lecturas más altas.

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 medidores mecánicos de desprendimiento (Tipo 1) tienen escalas no lineales que no se pueden ajustar. Por lo tanto, se calcula la media de at al menos diez mediciones sin recubrimiento superficie para obtener el valor de referencia del metal base lectura (BMR). Este valor se resta de las futuras lecturas recubrimiento espesor .

La mayoría de los medidores electrónicos (tipo 2) pueden ser ajustados por el usuario siguiendo las instrucciones del fabricante. Un método habitual consiste en simular un « recubrimiento » que abarque los picos principales del perfil. Se coloca una cuña de « espesor » conocido sobre el perfil « superficie » y se mide. El « medidor » se ajusta para que coincida con el « espesor » de dicha cuña.

Si no es posible acceder al sustrato sin recubrimiento, la norma ISO 19840 establece unos valores de corrección que deben restarse de las lecturas de DFT para los grados de perfil fino, medio y grueso según la norma ISO 8503.

6. Acumulación de errores

Ahora que sabemos que es una práctica habitual ajustar un « medidor » según el « espesor » de una cuña, es importante tener en cuenta que esto puede introducir un error significativo en futuras lecturas de « medidor ».

Los instrumentos de medición cuentan con declaraciones de exactitud o de tolerancia emitidas por el fabricante. Cuando se realizan ajustes medidor en las cuñas, las mediciones resultantes medidor son menos precisas. Por ejemplo, si la exactitud de un medidor correctamente calibrado es de ± 1 % y la espesor de la cuña tiene una precisión de ± 5 %, la tolerancia combinada del medidor y la cuña será ligeramente superior a ± 5 %, tal y como indica la fórmula de la figura 4.

Figura 4: Ejemplo de fórmula de la suma de cuadrados para determinar un exactitud e de las lecturas de medidor al realizar un ajuste con una cuña
Figura 4:El « exactitud » de un « medidor » ajustado varía entre el +1 % y el +5 %, según el cálculo realizado mediante la fórmula de la raíz de la suma de los cuadrados.

 

7. Revisa tu sonda

Una vez que el medidor haya entrado en servicio, se pueden evitar una cantidad sorprendente de problemas realizando inspecciones visuales periódicas del sonda. Compruebe si hay daños evidentes, especialmente en el superficie de medición o en el cable sonda . Las sondas de presión constante deben moverse libremente hacia arriba y hacia abajo. Las sondas dañadas, rayadas o desgastadas deben someterse a pruebas de exactitud con patrones de referencia y sustituirse cuando sea necesario. Las limaduras de metal, el polvo y la pintura deben eliminarse cuidadosamente con un paño.

Evita la exposición prolongada a superficies calientes y deja que el sonda se enfríe entre mediciones. Ten cuidado con las superficies rugosas bajando el sonda con cuidado y nunca lo arrastres lateralmente, a menos que el sonda esté diseñado para ese uso. Se pueden colocar cuñas de plástico de espesor conocida sobre estas superficies para proteger en cierta medida el sonda . Resta el espesor de la cuña del espesor medido y ten en cuenta la tolerancia adicional medición resultante del uso de la cuña.

Entre los indicios de que un medidor de resistencia de tierra ( sonda ) puede necesitar reparación se incluyen lecturas inferiores a las esperadas (por ejemplo, desgaste de la punta del medidor de resistencia de tierra [ sonda ]), lecturas superiores a las esperadas (por ejemplo, presencia de material extraño adherido al medidor) y mediciones irregulares (por ejemplo, fallo de algún componente).

 

8. Sujetando el sonda

Los instrumentos modernos están diseñados para reducir la influencia del operador. Sin embargo, quizá no sepas que sujetar el sonda de forma incorrecta puede provocar daños.

Los medidores vienen en todo tipo de formas y tamaños. Familiarízate con la forma correcta de sujetar y manejar tu modelo concreto. La mayoría de los instrumentos portátiles admiten una medición at a la vez. Retira el sonda del superficie entre medición y medición. Arrastrar el sonda reduce la vida útil del sonda .

Los mecanismos de presión constante incorporados en la mayoría de los medidores electrónicos modernos DFT garantizan que el sonda se coloque en posición perpendicular al superficie y evitan que la presión ejercida por el operador influya en el resultado medición . Sujetar el sonda de forma incorrecta anula estos mecanismos y puede reducir la vida útil del sonda. Esto puede provocar lecturas elevadas cuando el sonda está inclinado o lecturas bajas cuando el sonda se presiona contra recubrimientos blandos.

Figura 5:Para obtener los mejores resultados y una mayor durabilidad, sujeta el manguito deslizante sonda con los dedos cerca de la parte inferior de superficie.

 

9. Evaluar su entorno

¿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 película seca espesor que realizan mediciones sobre acero funcionan según un principio magnético. Por lo tanto, es lógico que medidor exactitud puedan verse afectados negativamente por las variaciones en las propiedades magnéticas inherentes al acero. Uno de esos problemas insidiosos es el magnetismo residual, es decir, el magnetismo que permanece en el acero tras la eliminación de un campo magnético externo. Las pinzas magnéticas y el corte por plasma son dos ejemplos de fuentes de este fenómeno. Las tuberías enterradas acumulan magnetismo procedente del campo magnético terrestre con el paso del tiempo. El efecto no suele ser pronunciado y puede eliminarse mediante desmagnetización. Compruebe su efecto en el medidor midiendo el valor cero en el acero sin recubrimiento (o el espesor de una cuña colocada sobre 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 estándar.

Como puedes imaginar, se trata de casos excepcionales poco probables. La verificación de un medidor e funcionamiento con patrones de referencia conocidos disipará la mayoría de las dudas.

 

10. Una sola vez no es suficiente

Los términos «lectura» y «medición» se utilizan como sinónimos. La norma SSPC-PA 2 establece una distinción interesante al definir un «lectura» como el resultado de una sola medición y un «medición» como la media de una serie de lecturas.

Rara vez se debe confiar en una sola lectura de lectura , tanto si se trata de determinar espesor como de ajustar una cuña. Las lecturas repetidas de medidor , incluso at puntos muy próximos entre sí, suelen diferir debido a superficie irregularidades del recubrimiento y del sustrato. Los residuos en el superficie, las interferencias de emisión locales y una técnica inadecuada por parte del operador son solo algunos de los factores que pueden influir negativamente en los resultados.

Aprovecha la seguridad que ofrecen las estadísticas. Realiza varias mediciones. Descarta cualquier valor inusualmente alto o bajo que no se repita de forma constante. La media resultante de las lecturas aceptables medidor se considera el recubrimiento espesor medición para esa ubicación.

 

Conclusión:

Los instrumentos modernos compensan muchas fuentes de imprecisión, pero no todas. La mejor fuente de información sobre la película seca espesor medición son las instrucciones del fabricante, respaldadas por su red de asistencia técnica y por las normas del sector, como las publicadas por SSPC, NACE, ASTM e ISO.

DAVID BEAMISH (1955 – 2019), expresidente de DeFelsko Corporation, una empresa con sede en Nueva York dedicada a la fabricación de instrumentos portátiles de ensayo de la « recubrimiento » que se comercializan 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 ensayo en diversos sectores internacionales, entre ellos la pintura industrial, el control de calidad y la fabricación. Impartió seminarios de formación y fue miembro activo de diversas organizaciones, entre ellas NACE, SSPC, ASTM e ISO.

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