Control de intensidad Almen en granallado de refuerzo

El granallado de refuerzo y el granallado de limpieza utilizan el mismo equipo y persiguen intenciones opuestas. La limpieza elimina material y crea un perfil para la pintura; el refuerzo induce tensiones residuales de compresión para mejorar la vida a fatiga. Cuando se especifica granallado de refuerzo, el criterio de aceptación no es una apariencia superficial: es una intensidad Almen y un porcentaje de cobertura, y ambas son mediciones de control del proceso y no resultados de inspección.

Qué mide realmente la intensidad Almen

Una probeta Almen es una lámina delgada de acero templado. El granallado de una de sus caras induce una tensión de compresión que hace curvar la lámina. La flecha de esa curva, medida en un calibre, es la intensidad, que se informa como valor de escala A, N o C según el espesor de la probeta.

La intensidad es una propiedad del chorro en ese punto, no de la pieza. Ese es el punto clave: el proceso se cualifica sobre probetas, después se aplica el proceso cualificado a la pieza y la cobertura se verifica por separado.

Construir una curva de saturación

Una sola probeta con una sola exposición dice muy poco. El método consiste en granallar varias probetas con tiempos de exposición crecientes y representar la flecha frente al tiempo.

La curva sube rápido y después se aplana. La saturación se define como el punto en el que duplicar el tiempo de exposición aumenta la flecha en no más del 10%. La intensidad en ese punto es la intensidad especificada, y el tiempo de exposición que la produce se convierte en el parámetro de proceso.

Dos consecuencias prácticas:

• La curva debe construirse para el montaje real: velocidad de turbina, tamaño y caudal de abrasivo, distancia de boquilla o turbina y utillaje que sujeta la probeta.
• La curva debe rehacerse cuando cambie cualquiera de esos factores, incluso tras una reparación de la turbina o un cambio de medio.

Utilizar una curva de otra máquina, o la del catálogo del proveedor, es el error más frecuente en el control del granallado de refuerzo. Un segundo error habitual es tratar la curva como permanente: describe una condición de la máquina, y esa condición cambia con cada pieza de desgaste sustituida.

Colocación de las probetas y utillaje

La probeta tiene que recibir el mismo chorro que recibe la pieza. Eso significa montarla en un soporte a la misma distancia y el mismo ángulo, en la misma posición de la cabina y con la misma exposición.

En una máquina de gancho, el soporte de la probeta se monta en el gancho, a la altura y el radio de la superficie de pieza que se cualifica. En una máquina de rodillos transportadores, el soporte se coloca sobre el transportador a la altura de la pieza. En ambos casos el soporte debe ser rígido; una probeta que vibra produce dispersión que parece variación del proceso.

La posición del soporte debe quedar registrada en la hoja de ajuste. Si no se registra, la siguiente cualificación no será comparable.

La cobertura es independiente de la intensidad

La cobertura es el porcentaje de superficie que ha recibido al menos una indentación. Se evalúa visualmente o mediante análisis de imagen frente a fotografías de referencia, normalmente al 100%, al 200% y por encima.

Intensidad y cobertura son independientes. Es posible alcanzar la intensidad especificada con una cobertura incompleta si el chorro no cubre toda la superficie, que es exactamente lo que ocurre en una sombra. Por eso la cobertura se inspecciona en la pieza y la intensidad en la probeta.

Para una cobertura del 100%, cada punto debe recibir al menos un impacto. Para el 200%, la exposición se duplica y el aspecto visual es una superficie totalmente martilleada, sin superficie original visible.

La evaluación de la cobertura es también donde ambos procesos se separan en la práctica. Una cortina de turbina cubre una banda predecible, de modo que la cobertura puede planificarse a partir de la presentación de la pieza. Una boquilla depende de la trayectoria del operario, así que la cobertura depende de la técnica y es mucho más difícil de reproducir entre turnos. Cuando la cobertura es crítica para la seguridad, esa diferencia por sí sola puede decidir el proceso.

El control del medio es control del proceso

El medio de refuerzo se especifica de forma distinta al medio de limpieza: se controlan la redondez, la distribución de tamaños y la dureza, y la mezcla de trabajo debe mantenerse dentro de límites. Un medio roto o angular modifica la intensidad y puede dañar la superficie.

Las reglas prácticas son las mismas que en la limpieza, con tolerancias más estrechas: tamizar la mezcla con una periodicidad definida, retirar finos y medio roto de forma continua y reponer con el grado especificado en lugar de con lo que haya disponible.

Especificar el refuerzo en un pedido

Un requisito redactado solo como "granallado de refuerzo" no es una especificación. El pedido debe incluir la intensidad con su escala Almen, el porcentaje de cobertura, la zona a reforzar y las zonas a enmascarar, la especificación del medio y el método de aceptación, incluido quién realiza la medición de la probeta.

También debe indicar qué ocurre en bordes y taladros. La intensidad en un borde vivo no es la misma que sobre una superficie plana, y la condición del borde puede requerir un tratamiento o una protección adicional. Dejarlo al criterio del proveedor garantiza una discrepancia en la inspección de primera pieza.

Cuando la pieza es crítica para la seguridad, la especificación suele remitir a una norma reconocida y exigir un proceso cualificado con una curva de saturación documentada. La máquina debe entonces ser capaz de mantener los parámetros cualificados de forma repetible, lo que es un requisito distinto de poder alcanzarlos una vez.

Hallazgos habituales en auditoría

Cuatro hallazgos aparecen de forma recurrente cuando se audita un proceso de refuerzo.

Una curva de saturación desactualizada. La curva se construyó en la puesta en marcha y nunca se rehízo tras un cambio de turbina o de medio. El proceso puede seguir produciendo un resultado, pero nadie puede demostrar que sea el especificado.

Sin referencia de cobertura. La cobertura se evalúa a ojo, sin fotografías de referencia ni aumento definido, de modo que dos inspectores discrepan y el registro no es defendible.

Medio fuera de especificación. La mezcla de trabajo ha derivado hacia los finos o contiene medio roto, lo que cambia la intensidad incluso con los ajustes de máquina sin modificar.

Registros de probeta sin datos de ajuste. Se anotan las flechas pero no la velocidad de turbina, el caudal, la posición del soporte o el lote de medio, así que el registro no puede reproducirse ni compararse.

Cada uno de estos puntos es barato de corregir y caro de descubrir durante una auditoría de cliente. Una revisión interna trimestral contra esta lista es más eficaz que una auditoría externa anual que encuentra los mismos cuatro puntos.

Dónde deja de funcionar el refuerzo por turbina

El granallado de refuerzo por turbina es eficiente en superficies grandes y sencillas: chapa, almas, ejes, muelles y piezas fundidas de gran tamaño. Funciona mal en elementos internos, en radios de acuerdo ocultos a la cortina y en zonas pequeñas que requieren un tratamiento localizado y preciso.

Para esos casos, el proceso correcto es el granallado de refuerzo por aire con boquilla, porque el chorro puede apuntarse. Puede emplearse una máquina de turbina para el grueso de la pieza y una boquilla para los radios críticos, pero cada proceso necesita su propia curva de saturación.

Documentación que supera una auditoría

Un registro de refuerzo debe contener: la curva de saturación y la fecha en que se construyó, el ajuste (velocidad de turbina, medio, caudal, posición del soporte), las lecturas de probeta, el método y el resultado de la evaluación de cobertura, y los resultados del control de medio. Sin todo ello, el proceso no está controlado: se repite. Un registro que puede leer alguien que no estaba presente es la diferencia entre un proceso controlado y una costumbre.

Si está definiendo una especificación de refuerzo, nuestro equipo de ingeniería puede ayudar a encajar el montaje Almen en la envolvente de la máquina. Utilice el formulario de contacto e incluya la escala de intensidad requerida, la cobertura y la geometría de la pieza.