La prueba de chispa es un método para determinar la clasificación general de materiales ferrosos . Normalmente implica tomar un trozo de metal, generalmente chatarra, y aplicarlo a una muela para observar las chispas emitidas. [1] Estas chispas se pueden comparar con un gráfico o con chispas de una muestra de prueba conocida para determinar la clasificación. La prueba de chispa también se puede utilizar para clasificar materiales ferrosos, estableciendo la diferencia entre sí al observar si la chispa es la misma o diferente.
La prueba de chispa se utiliza porque es rápida, fácil y económica. Además, las muestras de prueba no tienen que prepararse de ninguna manera, por lo que, a menudo, se usa un trozo de chatarra. La principal desventaja de las pruebas de chispa es su incapacidad para identificar un material de manera positiva; si se requiere una identificación positiva, se debe utilizar un análisis químico . [2] El método de comparación de chispas también daña el material que se está probando, al menos levemente.
Las pruebas de chispas se utilizan con mayor frecuencia en salas de herramientas , talleres de maquinaria , talleres de tratamiento térmico y fundiciones . [3]
Proceso
Por lo general, se usa una amoladora de banco para crear las chispas, pero a veces esto no es conveniente, por lo que se usa una amoladora portátil . En cualquier caso, la muela debe tener una velocidad superficial adecuada, al menos 23 m / s (4500 pies superficiales por minuto (sfpm)), pero debe estar entre 38 y 58 m / s (7500-11,500 sfpm). La rueda debe ser gruesa y dura, por lo que a menudo se emplean óxido de aluminio o carborundo . El área de prueba debe estar en un área donde no haya luz brillante que brille directamente en los ojos del observador. Además, la muela abrasiva y el área circundante deben estar oscuras para que las chispas se puedan observar claramente. Luego, la muestra de prueba se toca ligeramente con la muela para producir las chispas. [1] [2]
Las características importantes de la chispa son el color, el volumen, la naturaleza de la chispa y la longitud. Tenga en cuenta que la longitud depende de la cantidad de presión aplicada a la muela, por lo que esta puede ser una mala herramienta de comparación si la presión no es exactamente la misma para las muestras. Además, la muela abrasiva debe rectificarse con frecuencia para eliminar la acumulación de metal. [1] [2]
Método de aire comprimido
Otro método menos común para crear chispas es calentar la muestra al rojo vivo y luego aplicar aire comprimido a la muestra. El aire comprimido suministra suficiente oxígeno para encender la muestra y producir chispas. Este método es más preciso que usar un molinillo porque siempre emitirá chispas de la misma longitud para la misma muestra. El aire comprimido aplica esencialmente la misma "presión" cada vez. Esto hace que las observaciones de la longitud de la chispa sean una característica mucho más confiable para la comparación. [4]
Prueba de chispa automatizada
Se han desarrollado pruebas de chispa automatizadas para eliminar la dependencia de la habilidad y experiencia del operador, aumentando así la confiabilidad. El sistema se basa en espectroscopía , espectrometría y otros métodos para "observar" el patrón de chispa. Se ha encontrado que este sistema puede determinar la diferencia entre dos materiales que emiten chispas que son indistinguibles para el ojo humano. [2]
Características de la chispa
- Hierro forjado
- Las chispas de hierro forjado fluyen en línea recta. Las colas de las chispas se ensanchan cerca del final, similar a una hoja . [1] [5]
- Acero dulce
- Las chispas de acero dulce son similares a las de hierro forjado, excepto que tendrán horquillas pequeñas y sus longitudes variarán más. Las chispas serán de color blanco. [1] [5]
- Acero con contenido de carbono medio
- Este acero tiene más bifurcaciones que el acero dulce y una amplia variedad de longitudes de chispa, con más cerca de la muela. [5]
- Acero de alto carbono
- El acero con alto contenido de carbono tiene un patrón de chispa tupido (mucho bifurcación) que comienza en la muela. Las chispas no son tan brillantes como las de acero al carbono medio. [5]
- Acero al manganeso
- El acero al manganeso tiene chispas de longitud media que se bifurcan dos veces antes de terminar. [5]
- Acero de alta velocidad
- El acero de alta velocidad tiene una tenue chispa roja que se enciende en la punta. [5]
- Acero inoxidable serie 300
- Estas chispas no son tan densas como las chispas de acero al carbono, no se bifurcan y son de color naranja a pajizo. [2]
- Acero inoxidable serie 310
- Estas chispas son mucho más cortas y delgadas que las chispas de la serie 300. Son de color rojo a naranja y no se bifurcan. [2]
- Acero inoxidable serie 400
- Las chispas de la serie 400 son similares a las chispas de la serie 300, pero son un poco más largas y tienen horquillas en los extremos de las chispas. [2]
- Hierro fundido
- El hierro fundido tiene chispas muy cortas que comienzan en la muela. [1]
- Aleaciones de níquel y cobalto para altas temperaturas
- Estas chispas son delgadas y muy cortas, son de color rojo oscuro y no se bifurcan. [2]
- Carburo cementado
- El carburo cementado tiene chispas de menos de 3 pulgadas, que son de color rojo oscuro y no se bifurcan. [6]
- Titanio
- Aunque el titanio es un metal no ferroso, emite muchas chispas. Estas chispas se distinguen fácilmente de los metales ferrosos, ya que son de un color blanco muy brillante y cegador. [7]
Historia
En 1909, [8] Max Bermann, un ingeniero en Budapest , fue el primero en descubrir que las pruebas de chispas pueden usarse de manera confiable para clasificar materiales ferrosos. Originalmente afirmó ser capaz de distinguir diferentes tipos de materiales ferrosos basándose en el porcentaje de carbono y los principales elementos de aleación. Además, afirmó lograr una precisión del 0,01% de contenido de carbono. [3] [9]
Tschorn [10] produjo un tratamiento exhaustivo de las pruebas de chispas. Su libro, Spark Atlas of Steels, junto con Spark Testing de Gladwin representan los dos textos más completos sobre el tema [11]
A fines de la década de 1980, el uso industrial de las pruebas de chispas no es tan común como solía ser. [12]
Referencias
- ↑ a b c d e f Geary , 1999 , pág. 63.
- ^ a b c d e f g h Davis y ASM International 1994 , págs. 126-127.
- ^ a b The Engineering Magazine 1910 , págs. 262-265.
- ^ Saunders 1908 , págs. 4808–4810.
- ↑ a b c d e f Lee , 1996 , p. 22.
- ^ Woodson, CW (septiembre de 1959), "Spark Streams Identify Metals" , Popular Mechanics , 112 (3): 192-193, ISSN 0032-4558 .
- ^ "¿Titanio o acero liso?" . Consultado el 21 de febrero de 2011 .
- ^ Max Bermann informó por primera vez sobre el método de prueba de chispas en la 5ªconferencia de la Asociación Internacional de Materiales de Prueba , que se celebró en Copenhague , según informó The Engineering Magazine . Sabiendo que la conferencia se llevó a cabo en Copenhague, el año se puede encontrar en:
- "Congreso de Copenhague sobre ensayos de materiales de construcción", Nature , 81 (2082): 377–378, 1909-10-23, doi : 10.1038 / 081377a0 .
- François, D .; Pineau, André (2002), From Charpy to Present Impact Testing , Elsevier, p. 7, ISBN 978-0-08-043970-9
- ^ Oberg y Jones , 1918 , págs. 88–92.
- ^ Tschorn 1963 .
- ^ Dulski 1996 , p. 57.
- ^ Drozda y col. 1987 , pág. 7-18.
Bibliografía
- Davis, Joseph R; ASM International (1994), Aceros inoxidables (2.a edición ilustrada), ASM International, ISBN 978-0-87170-503-7.
- Dulski, Thomas R. (1996), Un manual para el análisis químico de metales , ASTM International, ISBN 978-0-80312-066-2.
- Gladwin, WM, Spark Testing , United Steel Co., Sheffield, Reino Unido.
- Drozda, Tom; Wick, Charles; Benedict, John T .; Veilleux, Raymond F .; Bakerjian, Ramon (1987), Manual de ingenieros de fabricación y herramientas: Control de calidad y montaje , 4 , Sociedad de ingenieros de fabricación , ISBN 0-87263-135-4.
- La revista de ingeniería , XXXVIII , revista de ingeniería Co., 1910.
- Geary, Don (1999), Soldadura , McGraw-Hill Professional, ISBN 978-0-07-134245-2.
- Lee, Leonard (1996), La guía completa para el afilado , Taunton Press, ISBN 978-1-56158-125-2.
- Oberg, Erik; Jones, Franklin Day (1918), Hierro y acero (1ª ed.), The Industrial Press.
- Saunders, William Lawrence (1908), Revista de aire comprimido , XIII , Compañía de revistas de aire comprimido.
- Tschorn, Gerhart (1963), Spark Atlas of Steels: Cast-Iron, Pig-Iron, Ferroaleaciones y metales, Nueva York , The MacMillan Company.
enlaces externos
- Imágenes de prueba de chispa de varios materiales