Tubería de diámetro pequeño:cómo elegir el mejor método de inspección de ID

Pin Gages vs. Medición óptica para piezas pequeñas de tubería

Uno de los fundamentos del abastecimiento de piezas pequeñas es que tomar decisiones informadas sobre las especificaciones tiene un gran impacto en la optimización de la capacidad de fabricación. Por ejemplo, al tener en cuenta el uso final de una pieza, puede determinar qué tolerancias son las más críticas y, a su vez, impulsarán la producción y el costo de sus piezas.

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Hay muchos factores que pueden tener un efecto sobre si las piezas cumplirán con los requisitos especificados de dimensiones y tolerancias. En este blog, analizamos un factor que puede ser importante para optimizar la capacidad de fabricación de piezas como tubos pequeños, a saber, el método para determinar si su diámetro interior (ID) cumple con los requisitos.

Cómo medir la identificación de la tubería y por qué es importante

La tubería de diámetro pequeño se usa ampliamente en innumerables aplicaciones en una amplia gama de industrias, que incluyen (pero ciertamente no se limitan a):

• Dispositivos médicos
• Electrónica
• Ciencias de la vida
• Investigación en física
• Aeroespacial
• Cromatografía
• Medicina veterinaria
• Automoción
• Procesamiento químico

Por ejemplo, los tubos de piezas pequeñas, a menudo denominados tubos hipodérmicos, se pueden cortar con precisión para su uso en dispositivos médicos que requieren resistencia, uniformidad y resistencia a la corrosión. Esto incluye dispositivos para aplicaciones terapéuticas y quirúrgicas mínimamente invasivas, tales como:

• Catéteres
• Endoscopia
• Laparoscopia
• Artroscopia
• Oftalmología
• Biopsias
• Procedimientos dentales
• Colección de glucosa en sangre
• Ortopedia

Los tubos pequeños para dispositivos médicos están disponibles en diferentes diámetros exteriores (OD), así como diferentes ID y grosores de pared.

El secreto para medir y verificar el DI de estos y otros tipos de tubería de diámetro pequeño es acordar con anticipación la herramienta y el método que se utilizará. La inspección consistente puede significar la diferencia entre cumplir con las especificaciones para aplicaciones muy precisas e incurrir en el costo de trabajo adicional.

Veamos dos métodos comunes para inspeccionar el DI de tubos pequeños: calibradores de clavija y medición óptica .

El Pin Gage simple pero efectivo

Tradicionalmente, el diámetro interior de los tubos o cilindros de diámetro pequeño se mide con calibradores de clavija. , un método de medición de diseño sencillo y a prueba de fallos. A veces llamados indicadores de atributo o de límite fijo, los indicadores pin le permiten inspeccionar la conformidad de una pieza y determinar rápidamente si cumple funcionalmente.

Un calibre pin es un pin pequeño que está calibrado para insertarse en una pieza para determinar el ID de ajuste a presión y asegurar que el diámetro no sea demasiado pequeño. El proceso implica el uso de una serie de pasadores calibrados que tienen diámetros que aumentan gradualmente.

Los pasadores se insertan en el tubo pequeño en secuencia de tamaño para encontrar el pasador más grande que se ajuste sin estirar el tubo. Dependiendo de la suavidad del material de la tubería, se puede usar agua o un lubricante para evitar que el pasador se adhiera a la superficie de identificación de la tubería.

Para la mayoría de los tamaños de tubería de diámetro pequeño con un diámetro interior de 0,005" a 0,200", los calibres pin dan resultados aceptables que se pueden correlacionar. Sin embargo, debido a que es un método de inspección simple de aprobación o falla, los calibres de pines no están diseñados para proporcionar un valor de medición para las características individuales del diámetro de la pieza.

Teniendo en cuenta las tolerancias de los pines calibrados

También es importante tener en cuenta que un pin gage solo puede medir un límite de tolerancia, no tanto más como menos. Además, los calibres de pines vienen con sus propias tolerancias, lo que puede provocar que se apilen.

Las clases de tolerancia de pin gage están establecidas por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y usan designaciones de letras como ZZ, Z, Y, X, XX y XXX. La diferencia entre las diferentes clases de calibres es la tolerancia permitida en el proceso de fabricación de cada calibre.

En general, cuanto antes en el alfabeto (y cuantas más letras se agreguen), menor será la tolerancia de tolerancia. Por ejemplo, con calibres que varían en tamaño desde 0,001" hasta 0,08250", los calibres de Clase Z tienen una tolerancia de no más de 0,0001", mientras que los calibres de Clase X tienen una tolerancia de no más de 0,00004".

Otras limitaciones de los pin gages para medir tuberías pequeñas

Con diámetros internos muy pequeños, por ejemplo, menos de 0,004 pulgadas, es difícil insertar un calibre de pin delicado en un tubo de diámetro pequeño sin doblar el tubo o dañar el calibre de pin. Los calibradores de clavijas en sí mismos están sujetos a desgaste y necesitan ser monitoreados para detectar daños.

Además, los resultados pueden variar de un usuario a otro y no cumplir consistentemente con los criterios de aprobación o falla. Y para inspeccionar un cilindro muy largo, como una tubería de diámetro pequeño de hasta 6 pies de largo y que requiere una identificación uniforme en todo momento, un calibre pin no es práctico.

Una opción más sofisticada para inspeccionar tuberías pequeñas

Para necesidades más exigentes o tubos de piezas pequeñas con ID que no se pueden medir con calibres estándar, por ejemplo, con diámetros de 0,002" a 0,004", medición óptica ofrece una opción más sofisticada para calcular el diámetro de un cilindro o tubo.

El método puede ser simple, como usar una luz para verificar visualmente si un tubo está bloqueado o para medir un punto justo dentro del extremo del tubo. Generalmente, sin embargo, la medición óptica usa un sensor para medir varios puntos alrededor de la circunferencia y dentro de un tubo, y luego ejecuta los números a través de un algoritmo para determinar si la ID promedio está dentro de la tolerancia.

La medición óptica es más precisa que los calibradores de clavijas y se puede utilizar para medir círculos, arcos y formas más complejas. Es excelente para asegurarse de que el líquido fluya a través de una tubería larga y de diámetro pequeño (una vez más, una aplicación en la que un calibre pin puede no ser práctico).

Sin embargo, existen inconvenientes en la medición óptica.

Desventajas de la medición óptica frente a los pin-gages

Un sistema de medición óptica basado en sensores es más costoso que el uso de medidores de pines. Además, la óptica puede mirar solo hasta cierto punto dentro de un tubo y no puede resolverse profundamente en el eje Z, donde un indicador pin puede y debe pasar completamente.

Aunque la medición óptica puede garantizar que el diámetro promedio de un tubo está dentro de las especificaciones, no le dirá si el DI es consistente en todo el tubo. Dado que el sistema promedia lo que "ve", es posible que solo se promedien problemas como una protuberancia en el tubo.

Sin embargo, debido a que un calibre pin debe pasar por el punto más pequeño de la identificación, el calibre puede detectar una protuberancia que un sistema óptico no puede medir.

El método óptico también puede no ser lo suficientemente preciso si otra pieza necesita encajar en el tubo, lo que requiere que la identificación se verifique dos veces con un calibrador u otro método Go/No Go para verificar el ajuste.

Además, la medición óptica puede verse afectada por el acabado de la superficie y la limpieza de la pieza medida, así como por la repetibilidad de la colocación de la pieza en relación con el sensor óptico.

Algunas directrices generales para la inspección de tubos para piezas pequeñas

De la misma manera que dedica tiempo y esfuerzo a determinar las dimensiones y tolerancias de las piezas, debe sopesar cuidadosamente sus opciones al decidir cómo determinar si el DI de la tubería pequeña cumple con sus especificaciones.

Como siempre, es importante tener en cuenta el uso final de la pieza. Por ejemplo, ¿el tubo necesitará transportar gas o líquido? Si es así, la medición óptica puede ser la forma más confiable de garantizar que el diámetro del tubo sea suficiente para permitir que fluya el gas o el líquido.

Sin embargo, si la longitud del tubo es corta (digamos, menos de 1”), un calibre pin puede ser perfectamente aceptable. Siempre que esté calibrado correctamente y no presente desgaste ni daños, un indicador de pines le indicará si la identificación del tubo corto es demasiado pequeña. Como ventaja añadida, un calibre pin es menos costoso que la medición óptica.

Algunas pautas para el uso de pin gages

Cuando utilice calibres pin, debe usar un calibre maestro que haya calibrado, ya sea interna o externamente, y que sea rastreable por el NIST.

Además, es importante asegurarse de que usted y su proveedor estén utilizando la misma calidad de calibre calibrado. De esa forma, no incurrirá en costos adicionales innecesarios debido a discrepancias falsas en la medición del DI de tubería de diámetro pequeño.

Decidir qué clase de tolerancia de pin gage es la más adecuada dependerá de dos cosas:

• Qué tan cerca se lleva a cabo el proceso
• Si el endurecimiento adicional de los límites de tolerancia mediante el uso de un calibre de clase inferior aún puede lograr los resultados que necesita

En caso de duda, su socio de fabricación puede ayudarlo a consultar la tabla de tolerancia del fabricante de calibres para determinar el mejor calibre pin para sus necesidades.

Especifique su método de inspección de ID de tubería pequeña por adelantado

También es vital decirle a su socio, por adelantado, qué método planea usar para inspeccionar sus piezas terminadas. ¿Por qué es tan importante?

Un cliente de corte de metales nos proporcionó tubería que el proveedor proveedor había indicado que cumplía con los requisitos del cliente de 0,015” de DI máximo. Sin embargo, cuando el cliente inspeccionó las piezas terminadas, las rechazó porque un calibre de aguja calibrado de 0,015” no cabía en los tubos.

¿Cuál fue la discrepancia? El cliente no había especificado que inspeccionaría las piezas mediante el uso de calibradores de pines y, dado que las piezas estaban destinadas a transportar líquidos, el proveedor de la tubería había inspeccionado la tubería mediante medición óptica.

Este es un caso en el que puede ver claramente cómo se debe tener en cuenta el método de inspección, no solo la ID especificada y la funcionalidad final. Aunque las piezas eran funcionalmente correctas, fueron rechazadas por no cumplir con los requisitos de inspección de identificación del cliente.

En pocas palabras, al mantener abiertas las líneas de comunicación y asegurarse de que usted y su socio de fabricación estén informados, pueden trabajar juntos para cumplir con sus objetivos de ID de tubería pequeña y aprobar la inspección con gran éxito.

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