Dominando los Estándares de Calibración: Navegando los Desafíos de la Medición Precisa

Los Estándares Son Simples y Obvios —o No Lo Son

La calibración de instrumentos es un aspecto vital del control de calidad, que abarca todo, desde los parámetros geométricos en las especificaciones de planos hasta los métodos usados para medir e inspeccionar piezas metálicas de precisión.

Sin embargo, hay algunos desafíos (¿atrevemos a decir, dolores de cabeza?) involucrados en los estándares de calibración para diversas herramientas de medición e inspección. Si bien, en teoría, la calibración es absoluta, hay muchas razones por las que no es exactamente absoluta.

Incluso las suposiciones compartidas sobre los estándares de calibración no están exentas de desafíos. Por ejemplo, aunque existen intervalos temporales aceptados, técnicamente un dispositivo podría estar fuera de calibración minutos después de haber sido calibrado.

Además, la trazabilidad de los documentos usados para calibración normalmente se rastrea hasta un estándar establecido por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). Sin embargo, hay algunas circunstancias donde simplemente no hay estándares NIST para calibración.

Diferencias en la Terminología

El equipo de medición casi siempre se calibra, pero ciertamente hay aspectos funcionales del equipo de fabricación que necesitan estar dentro de especificaciones y por tanto también necesitan ser calibrados. Sin embargo, incluso el término calibración está sujeto a cierta interpretación:

• Cuando alguien dice que está haciendo una calibración, ¿están realmente realizando alguna acción para devolver un dispositivo a especificación?
• ¿O por "calibrar" simplemente quieren decir que están verificando dispositivos para ver si aún funcionan dentro de la tolerancia especificada según los estándares de calibración?

Por ejemplo, cuando calibramos nuestros hornos aquí en Metal Cutting, estamos verificando que lean las temperaturas correctamente. Si un horno no funciona correctamente, se considera fuera de calibración, y lo repararemos y luego realizaremos el procedimiento de calibración de temperatura de nuevo.

Aunque los hornos no pueden enviarse fuera para calibrar, otras herramientas especializadas que usamos se envían regularmente para calibración, con el propósito de devolverlas a especificación. Esto podría implicar que un proveedor de equipos de medición limpie un dispositivo o lo programe para medir de cierta manera. Para esta categoría de equipos, la calibración es más parecida a una reconstrucción que a un ajuste.

Falta de Estándares de Calibración Trazables

Para algunas cosas, es simple imaginar los objetos o conceptos que sirven como base para los estándares de calibración establecidos. Por ejemplo, es fácil obtener estándares de calibración trazables NIST para piezas que miden 1,0" (25,4 mm) de largo o 0,04" (1 mm) de diámetro.

Sin embargo, puede ser difícil obtener un estándar trazable para una pieza que es muy larga o un diámetro que es muy grande o muy pequeño.

Por ejemplo, un estándar de 2 metros de largo o 10 micras de diámetro es simplemente demasiado difícil de manejar, por razones opuestas. ¿Y qué hay de calibrar para resistencia eléctrica, como la resistencia en ohmios de agua desionizada?

Existen técnicas y métodos para calibrar todo esto. Sin embargo, no son tan simples como calibrar para longitudes y diámetros fáciles de manejar.

En el trabajo que hacemos con metales especiales aquí en Metal Cutting Corporation, a menudo se nos pide asegurar que no hay grietas o vacíos en el metal que nos envían a procesar o que nosotros mismos compramos y suministramos en nombre de nuestros clientes. Las pruebas por corrientes inducidas (ECT) son un método familiar e interesante que usamos que involucra técnicas sutiles para inspeccionar piezas metálicas en busca de fallas superficiales como grietas.

Sin embargo, una verdad sobre ECT es que no hay estándar trazable NIST para usar en calibración. Por tanto, para detección de fallas, los estándares de referencia se hacen creando defectos artificiales, como muescas EDM. Estos estándares de referencia se usan para establecer parámetros de ECT como frecuencia, amplitud y sensibilidad.

Tolerancias y Otras Dependencias

Todos los fabricantes quieren que la calibración sea una referencia independiente de un estándar inmutable. Sin embargo, toda calibración implica alguna dependencia entre el estándar NIST que existe en una bóveda y todo lo que se mide después en la cadena de suministro.

Así, ya sea un laboratorio A2LA que confía en su referencia al objeto en la bóveda o un fabricante que confía en objetos referenciados al objeto del laboratorio independiente, siempre hay una serie de contingencias en la ejecución de cualquier sistema de calibración, así como tolerancias en el sistema.

Por ejemplo, se debe considerar el impacto de tolerancias apiladas. Si envía un equipo para calibrar, debe recordar contabilizar:

• La tolerancia del dispositivo que se está calibrando
• MÁS la tolerancia del pasador usado para calibrar el dispositivo
• MÁS la tolerancia del laboratorio que realiza la tarea

Problemas de Punto Decimal

Otro problema que surge frecuentemente con los estándares de calibración es: ¿cuántos decimales hacia afuera (cuántos ceros) debería tener la calibración? Aquí en Metal Cutting, usamos un pasador calibre Clase XXX con una tolerancia de 0,000020" (0,000508 mm) para calibrar algo con una tolerancia mucho más laxa, como un micrómetro manual que llega a 0,00005" (0,00127 mm).

Otro problema dimensional interesante es que si un laboratorio A2LA mide un objeto con un nominal de 1,000000" como 1,000003" usando su equipo trazable NIST, entonces 1,000003" se convierte en la nueva normalidad. Es decir, se convierte en el nuevo tamaño para calibrar equipos de medición que leen hasta seis decimales.

Corroboración entre Dispositivos, Método de Calibración y Tolerancias

Además, dos personas diferentes podrían medir una pieza, cada una usando un dispositivo calibrado que está en perfecto estado de funcionamiento y dentro de los límites de la tolerancia especificada, y aún así puede haber una diferencia en sus mediciones. Quizás uno usa un dispositivo calibrado al extremo superior del rango de tolerancia, mientras que el otro usa uno calibrado al extremo inferior.

Especialmente con piezas de precisión que tienen mediciones muy pequeñas, la cuestión de si la medición calibrada es una medición consistente es otro problema potencial. Requiere corroborar que los usuarios no solo miden con los mismos dispositivos, sino también que los dispositivos están calibrados usando el mismo método y con la misma tolerancia.

Tres Distinciones en los Estándares de Calibración

Al final, se podría decir que realmente hay tres distinciones en los estándares de calibración:

• Los estándares obvios, como pasadores calibrados trazables NIST para inspección pasa/no pasa de longitudes o diámetros
• Los no tan obvios, como los de temperatura y otras características para los que no hay objetos que definan los estándares
• Aquellas cosas para las que simplemente no hay estándares de calibración en absoluto, como ECT

Aquí en Metal Cutting, donde cada día producimos miles de piezas metálicas pequeñas, estas consideraciones son vitales para mantener nuestros estándares de control de calidad y así poder entregar piezas de precisión de alta calidad que cumplan con las especificaciones del cliente.