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Industrial Inspection & Measurement Instruments

Espesor del sustrato, curvatura y borde: tres factores geométricos que distorsionan la lectura

Espesor del sustrato, curvatura y borde: tres factores geométricos que distorsionan la lectura

La conclusión de fondo

El desempeño de un medidor sobre un bloque patrón no representa su desempeño sobre la pieza real. El espesor del sustrato, la curvatura, la distancia al borde y la rugosidad superficial cambian la lectura de forma sistemática: la dirección es predecible, pero no se corrige con la calibración del instrumento.

① Espesor del sustrato: existe un límite inferior

La inducción magnética depende de la respuesta del sustrato al campo magnético. Cuando el sustrato es demasiado delgado, el campo atraviesa hasta la cara posterior, el sustrato “efectivo” que ve la sonda se reduce y la lectura baja. En las corrientes de Foucault ocurre lo mismo: si el sustrato es más delgado que la profundidad de penetración efectiva, la lectura también queda baja.

El “espesor mínimo de sustrato” de la ficha técnica es precisamente ese límite. La práctica de ingeniería es: si la pieza es más delgada que ese valor, apile varias placas del mismo material hasta superar el espesor crítico y mida después, o cambie de principio.

② Curvatura: convexa alta, cóncava baja

El problema en superficies curvas viene de la geometría de contacto:

  • Superficie convexa (por ejemplo, la pared externa de una tubería o un eje): la cara de la sonda toca solo por el punto central y los bordes se levantan, lo que equivale a aumentar la distancia entre sonda y sustrato → lectura alta;
  • Superficie cóncava (por ejemplo, la pared interna de una tubería o de un recipiente): el borde de la sonda toca primero y el centro queda suspendido → lectura baja;
  • La magnitud de la desviación crece al disminuir el radio de curvatura. En tubos delgados y cilindros pequeños puede llegar a varios por ciento.

Hay dos respuestas: usar una sonda de pequeño diámetro o en miniatura para reducir la luz de contacto, o hacer una calibración de corrección de curvatura sobre una probeta patrón con la misma curvatura. ASTM D7091-22 recomienda completar el ajuste sobre una probeta de curvatura parecida a la de la pieza.

③ Efecto de borde: si la distancia no alcanza, no se debe medir

Cerca del borde de la pieza la distribución del campo magnético o de las corrientes deja de ser simétrica y la lectura varía bruscamente con la posición. La práctica de ingeniería es mantener la distancia entre el borde de la sonda y el borde de la pieza en no menos de 2-3 veces el diámetro de la sonda.

Cuando sea imprescindible medir junto a un borde o una soldadura (el apéndice 6 de SSPC-PA 2 trata específicamente el espesor de recubrimiento en bordes), use una sonda de pequeño diámetro y anote en el informe la ubicación del punto de medición.

④ Un cuarto factor: la rugosidad superficial

La superficie de acero tras el granallado tiene picos y valles. La sonda apoya en las crestas, lo que equivale a añadir una capa de aire por fuera del recubrimiento, y la lectura sale alta. ISO 19840 y SSPC-PA 2 exigen poner el cero sobre un sustrato sin pintar con la misma rugosidad (corrección por lectura de metal base, BMR) antes de medir el recubrimiento.

Consulta rápida de los cuatro factores

Factor Efecto sobre la lectura Cómo evitarlo
Sustrato demasiado delgado Baja Alcanzar el espesor mínimo de sustrato; apilar placas delgadas; cambiar de principio
Superficie convexa Alta Sonda de pequeño diámetro; corrección con probeta de la misma curvatura
Superficie cóncava Baja Sonda de pequeño diámetro; corrección con probeta de la misma curvatura
Cerca del borde Inestable, varía con la posición Mantener 2-3 veces el diámetro de la sonda de distancia
Superficie rugosa Alta Corrección de cero (BMR) sobre sustrato desnudo de la misma rugosidad

Los modelos Dongru que lo usan

Las fichas Dongru indican, para cada modelo, el espesor mínimo de sustrato, el área mínima de medición y el radio mínimo de curvatura (consultables en el cuadro general de parámetros). En modelos de rango alto como el DR15A (100 μm-15 mm) hay que prestar aún más atención a la superficie curva y rugosa; conviene validar primero con una probeta en la misma condición de trabajo.

Malentendidos frecuentes

  • “Si el equipo es exacto sobre la lámina patrón, será exacto sobre la pieza”: la lámina patrón se coloca sobre un bloque plano y grueso, justamente la condición que evita los cuatro problemas geométricos.
  • “Promediar varias mediciones en la tubería compensa el efecto de curvatura”: la curvatura produce un sesgo sistemático en la misma dirección y promediar no lo elimina.
  • “Que la lectura salte cerca del borde significa que el equipo está roto”: es el comportamiento normal del efecto de borde y desaparece al alejarse del borde.