A discussão a seguir fornece definições, explicações, limitações e exemplos práticos da terminologia de metrologia relacionada aos gages de medição de espessura de revestimento da DeFelsko. Os recursos usados para desenvolver este documento incluem principalmente artigos técnicos e normas publicadas por organizações internacionais como SSPC, ISO, ANSI e ASTM. A intenção é desenvolver uma plataforma comum de referência para a documentação da DeFelsko, incluindo literatura, manuais, artigos técnicos, correspondência e materiais da web.
Nos medidores do tipo 1 (PosiTest ou PosiPen), um ímã permanente é colocado em contato direto com a superfície revestida. A força necessária para puxar o ímã da superfície é medida e interpretada como o valor da espessura do revestimento em uma escala ou no visor do medidor. A força magnética que mantém o ímã na superfície varia inversamente como uma função não linear da distância entre o ímã e o aço, ou seja, a espessura do revestimento seco. É necessária menos força para remover o ímã de um revestimento espesso.
Um medidor eletrônico Tipo 2 (PosiTector) usa circuitos eletrônicos para converter um sinal de referência em espessura de revestimento. Os medidores eletrônicos de metais ferrosos operam com base em dois princípios magnéticos diferentes. Alguns usam um ímã permanente que, quando aproximado do aço, aumenta a densidade do fluxo magnético na face do pólo do ímã. A espessura do revestimento é determinada pela medição dessa alteração na densidade do fluxo, que varia inversamente à distância entre o ímã e o substrato de aço. Os elementos Hall e os elementos de resistência do ímã posicionados na face do polo são as formas mais comuns de medir essa alteração na densidade do fluxo magnético. Entretanto, a resposta desses elementos depende da temperatura, portanto, é necessária uma compensação de temperatura.
Outros medidores eletrônicos ferrosos operam com base no princípio da indução eletromagnética. Uma bobina contendo uma haste de ferro macio é energizada com uma corrente CA, produzindo assim um campo magnético variável na sonda. Assim como ocorre com um ímã permanente, a densidade do fluxo magnético dentro da haste aumenta quando a sonda é aproximada do substrato de aço. Essa alteração é detectada por uma segunda bobina. A saída da segunda bobina está relacionada à espessura do revestimento. Esses medidores também precisam de compensação de temperatura devido à dependência da temperatura dos parâmetros da bobina.
A caracterização é o processo pelo qual um instrumento é ensinado a relacionar os sinais recebidos de sua ponta de prova com as medições reais da espessura do revestimento. O resultado do processo de caracterização é uma curva de calibração que é incorporada ao instrumento. De acordo com a complexidade da curva, ela também pode incluir permissões para outros impactos, como a temperatura ambiente.
Cada instrumento da DeFelsko é caracterizado individualmente usando medições feitas em padrões de calibração rastreáveis que abrangem toda a faixa do instrumento. É esse recurso que permite que os instrumentos da DeFelsko façam medições significativas diretamente da caixa para a maioria das aplicações.
Uma referência standard é uma amostra de espessura conhecida com a qual o usuário pode verificar a precisão do seu medidor. Os padrões de referência normalmente são padrões de espessura de revestimento ou calços. Se acordado pelas partes contratantes, uma parte da amostra de espessura conhecida (ou aceitável) pode ser usada como espessura standard para um trabalho específico.
Para a maioria dos instrumentos, a espessura do revestimento standard é normalmente um substrato metálico liso com um revestimento não magnético (epóxi) de espessura conhecida que pode ser rastreado pelos padrões nacionais (NIST). O substrato é ferroso (aço) para medidores magnéticos ou não ferroso (alumínio) para medidores de corrente de Foucault. Os padrões de espessura de revestimento de alta tolerância são usados para caracterizar e calibrar os medidores como parte do processo de fabricação. Os mesmos padrões estão disponíveis para compra pelos clientes para serem usados como padrões de calibração em um laboratório de calibração ou como padrões de verificação no campo ou no chão de fábrica.
Os padrões de espessura de revestimento a serem usados com medidores ultrassônicos são blocos de plástico sólido (poliestireno) que foram usinados em uma superfície plana e lisa. Além de uma espessura conhecida rastreável aos padrões nacionais, esses padrões também têm uma velocidade de som conhecida.
Os Padrões de Calibração são adquiridos como acessórios para ajudar a atender à crescente necessidade dos clientes de cumprir os requisitos da ISO/QS-9000 e do Controle de Qualidade interno. Muitos clientes acham mais prático calibrar seus próprios medidores internamente, em vez de utilizar os serviços de calibração da DeFelsko. Para facilitar a vida desses clientes, estão disponíveis conjuntos de padrões de calibração com valores nominais selecionados para cobrir toda a faixa de cada gage da DeFelsko. Todos os padrões vêm com um Certificado de Calibração que mostra a rastreabilidade ao NIST.
Um calço é uma peça plana não magnética (de plástico) de espessura conhecida. Embora um calço muitas vezes possa assumir a forma do substrato a ser medido, a precisão do calço é mais limitada do que a de uma espessura de revestimento standard. Portanto, ao usar um calço para fazer ajustes de calibração com medidores do Tipo 2 (eletrônicos), é importante combinar a tolerância do calço com a tolerância do medidor antes de determinar a precisão das medições.
Os calços não são recomendados para uso com medidores do Tipo 1 (arrancamento mecânico). Esses calços geralmente são bastante rígidos e curvos e não ficam perfeitamente planos, mesmo em uma superfície de teste de aço lisa. Perto do ponto de extração da medição com um medidor mecânico, o calço frequentemente se afasta da superfície de aço, levantando o ímã muito cedo e causando uma leitura incorreta.
Calibração é o processo controlado e documentado de medir padrões de calibração rastreáveis e verificar se os resultados estão dentro da precisão declarada do gage. Normalmente, as calibrações são realizadas pelo fabricante do gage ou por um laboratório qualificado em um ambiente controlado, usando um processo documentado. Os padrões de espessura do revestimento usados na calibração devem ser tais que as incertezas combinadas da medição resultante sejam menores do que a precisão declarada do medidor.
Um Intervalo de Calibração é o período estabelecido entre as recalibrações de um instrumento. De acordo com as exigências da ISO 17025, a DeFelsko não inclui intervalos de calibração como parte dos Certificados de Calibração emitidos com nossos medidores de espessura de revestimento PosiPen, PosiTest, PosiTector 6000 e 100.
Para os clientes que buscam assistência no desenvolvimento de seus próprios intervalos de calibração, compartilhamos a seguinte experiência. Fatores não relacionados ao prazo de validade demonstraram ser mais críticos na determinação dos intervalos de calibração. Esses fatores são principalmente a frequência de uso, a aplicação em questão, bem como o nível de cuidado tomado durante o uso, o manuseio e o armazenamento. Por exemplo, um cliente que usa o gage com frequência, mede em superfícies abrasivas ou usa o gage de forma grosseira (ou seja, deixa o gage cair, não recoloca a tampa na ponta da sonda para armazenamento ou joga o gage rotineiramente em uma caixa de ferramentas para armazenamento) pode exigir um intervalo de calibração relativamente mais curto. Tanto pela análise teórica quanto pela experiência prática, o impacto da temperatura e da umidade sobre o gage é mínimo. Além disso, os processos de fabricação são projetados para minimizar as alterações pós-calibração no desempenho do gage. Mesmo em caso de desvio, a medição do gage é normalmente linear e, portanto, é compensada antes do uso pela função "zero" do gage.
Embora a DeFelsko recomende que os clientes estabeleçam intervalos de calibração de medidores com base em sua própria experiência e ambiente de trabalho, o feedback dos clientes sugere um ano como ponto de partida típico. Além disso, nossa experiência sugere que os clientes que compram um novo instrumento podem utilizar com segurança a data de compra do instrumento como o início de seu primeiro intervalo de calibração. O efeito mínimo do prazo de validade minimiza a importância da data real do certificado de calibração.
Um Certificado de Calibração é um documento que registra os resultados reais da medição e todas as outras informações relevantes para uma calibração bem-sucedida do instrumento. Os Certificados de Calibração que mostram claramente a rastreabilidade a um site nacional standard são incluídos pela DeFelsko em todos os instrumentos novos, recalibrados ou reparados.
Rastreabilidade é a capacidade de acompanhar o resultado de uma medição por meio de uma cadeia ininterrupta de comparações, até um padrão internacional ou nacional fixo standard que é comumente aceito como correto. Normalmente, a cadeia consiste em vários padrões de medição apropriados, sendo que o valor de cada um deles tem maior precisão e menor incerteza do que os padrões subsequentes.
A recalibração, também chamada de recertificação, é o processo de realizar uma calibração em um instrumento usado. As recalibrações são necessárias periodicamente durante todo o ciclo de vida de um instrumento, pois as superfícies da sonda estão sujeitas a desgaste que pode afetar a linearidade das medições.
Em teoria, os clientes com padrões de referência de espessura rastreáveis e cópias dos procedimentos de calibração disponíveis no site da DeFelsko podem recalibrar seus próprios medidores. Os clientes também são limitados pelos requisitos de seus próprios sistemas de qualidade, bem como por sua capacidade de controlar as condições da recalibração.
A verificação da calibração é uma verificação de precisão realizada pelo usuário do instrumento em padrões de referência conhecidos que abrangem a faixa esperada de espessura do revestimento. O objetivo do processo é verificar se o medidor ainda está funcionando conforme o esperado.
Normalmente, a verificação é realizada para evitar a medição com um gage impreciso no início ou no final de um turno, antes de fazer medições críticas, quando um instrumento cai ou é danificado ou sempre que houver suspeita de leituras errôneas. Se as partes contratantes considerarem apropriado, pode-se chegar a um acordo inicial sobre os detalhes e a frequência da verificação da precisão do gage. Se as leituras não estiverem de acordo com a referência standard, todas as medições feitas desde a última verificação de precisão serão suspeitas. Em caso de dano físico, desgaste, uso intenso ou após um intervalo de calibração estabelecido, o gage deve ser retirado de serviço e devolvido ao fabricante para reparo ou calibração. O uso de uma medição de verificação standard não pretende substituir a calibração regular e a confirmação do instrumento, mas seu uso pode evitar a utilização de um instrumento que, no intervalo entre duas confirmações formais, deixe de estar em conformidade com a especificação.
O ajuste de calibração é o alinhamento das leituras de espessura de um medidor (remoção de viés) para corresponder às de uma amostra conhecida, a fim de melhorar a precisão do medidor em uma superfície específica ou em uma parte específica de sua faixa de medição.
Na maioria dos casos, deve ser necessário apenas verificar o zero em um substrato não revestido e iniciar a medição. Entretanto, os efeitos de propriedades como o substrato (composição, propriedades magnéticas, forma, rugosidade, efeitos de borda) e o revestimento (composição, rugosidade da superfície), bem como as temperaturas ambiente e da superfície, podem exigir ajustes no instrumento.
A maioria dos medidores do Tipo 2 pode ser ajustada em padrões de referência conhecidos, como peças revestidas ou calços. Entretanto, os medidores do Tipo 1, como o PosiPen e o PosiTest , têm escalas não lineares. Como seus recursos de ajuste são lineares, nenhum ajuste deve ser feito. Em vez disso, o usuário deve fazer uma leitura do metal base (BMR).
Com um medidor do Tipo 2 em que um método de ajuste de calibração não tenha sido especificado, normalmente é feito primeiro um ajuste de calibração de 1 ponto. Se forem encontradas imprecisões, deverá ser feito um ajuste de calibração de 2 pontos.
Os ajustes de calibração de 1 ponto envolvem a fixação da curva de calibração do instrumento em um ponto após a realização de várias leituras em uma amostra ou referência conhecida standard. Se necessário, um calço pode ser colocado sobre o substrato nu para estabelecer essa espessura. Esse ponto de ajuste pode estar em qualquer lugar dentro da faixa de medição do instrumento, embora, para obter melhores resultados, deva ser selecionado próximo à espessura esperada a ser medida.
A zeragem é a forma mais simples de ajustes de 1 ponto. Ela envolve a medição de uma amostra ou placa não revestida. Em um ajuste de calibração de zero simples, é feita uma única medição e, em seguida, a leitura é ajustada para zero. Em um ajuste de calibração de zero médio, são feitas várias medições e, em seguida, o medidor calcula uma leitura média e ajusta automaticamente esse valor para zero.
Os ajustes de calibração de 2 pontos são semelhantes aos de 1 ponto, exceto pelo fato de a curva de calibração do instrumento ser fixada em dois pontos conhecidos após a realização de várias leituras em amostras conhecidas ou padrões de referência. As duas espessuras devem estar dentro da faixa de medição do instrumento. Normalmente, os pontos são selecionados em ambos os lados da espessura de revestimento esperada. Uma vantagem do PosiTector 6000 é a precisão em toda a sua faixa de medição. Isso normalmente permite que o zero (sem revestimento) seja um dos dois pontos usados em uma calibração de 2 pontos.
A leitura do metal de base (BMR) é uma técnica de zeragem a ser usada com medidores do Tipo 1 (tração mecânica) em superfícies ásperas. Os ajustes em um medidor do tipo 1 são lineares por natureza, mas a escala do medidor não é linear. Portanto, é importante não ajustar o calibrador para ler zero no substrato nu. Recomenda-se calcular o BMR para uma peça não revestida e subtraí-lo das leituras reais obtidas em uma peça revestida. A BMR é calculada como um valor representativo (média) de várias medições feitas em diversos locais em um substrato nu.
Se uma superfície de aço for lisa e uniforme, seu plano de superfície será a superfície magnética efetiva. Se o aço estiver áspero, como em uma limpeza por jateamento, a superfície magnética "aparente" ou efetiva que o medidor detecta é um plano imaginário localizado entre os picos e os vales do perfil da superfície. Os medidores leem a espessura acima do plano magnético imaginário. Se for usado um medidor do tipo 1, a espessura do revestimento acima dos picos é obtida subtraindo-se a leitura do metal base. Com um medidor Tipo 2 corretamente ajustado, a leitura obtida indica diretamente a espessura do revestimento.
