Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
Los medidores de corrientes parásitas pueden medir el espesor del recubrimiento en laminaciones rápidamente, pero no por ello son automáticamente la herramienta adecuada para cualquier trabajo de laminación. El problema principal es el sustrato. Muchos motores, generadores y laminados para transformadores están fabricados con acero eléctrico magnético, mientras que los medidores de recubrimiento por corrientes parásitas estándar suelen estar diseñados para recubrimientos no conductores sobre metales conductores no magnéticos.
En el caso del acero eléctrico magnético, la inducción magnética suele ser el principio más directo para determinar el espesor del recubrimiento. Los métodos de corrientes parásitas pueden seguir funcionando en determinadas configuraciones, especialmente con sondas adecuadas y una validación previa, pero no deben considerarse como soluciones «plug-and-play».
La respuesta práctica es bastante sencilla: Elige el principio de medición en función del sustrato, comprueba su validez con el material de laminación concreto, realiza la medición antes del apilado siempre que sea posible y nunca confundas el espesor del recubrimiento con el rendimiento del aislamiento.
Esa es la versión «limpia». La versión «de taller» es más caótica.
El recubrimiento de laminación es fino. A veces, solo mide unos pocos micrómetros. Por eso es fácil subestimarlo.
El recubrimiento ayuda a separar las chapas metálicas de una pila. Esta separación reduce las vías de corriente interlaminares, favorece el aislamiento eléctrico, limita la corrosión e influye en la estructura de la pila. Si el recubrimiento es demasiado fino, pueden producirse cortocircuitos locales entre las laminaciones. Si es demasiado grueso, el factor de apilamiento puede disminuir, ya que una menor parte de la altura de la pila corresponde a acero magnético útil.
También existe ese caso intermedio un tanto complicado: el recubrimiento tiene un aspecto aceptable en general, pero es débil cerca de los bordes troquelados, las rebabas, las ranuras o las zonas de presión. Ahí es donde suelen comenzar los fallos. No precisamente en el centro de una probeta plana. Suelen aparecer en la parte del laminado que nadie ha medido.
Un medidor de corrientes parásitas utiliza una bobina de sonda por la que circula corriente alterna. La sonda genera un campo electromagnético. Cuando la sonda se acerca a un material base conductor, ese campo induce pequeñas corrientes circulantes en el metal.
El recubrimiento modifica la distancia entre la sonda y el sustrato conductor. Este cambio en la distancia altera la señal de la sonda. El medidor convierte esa señal en espesor del recubrimiento.
Esa explicación se aplica a muchos casos sencillos: un recubrimiento no conductor sobre una base conductora no magnética.
Las laminaciones no siempre son tan sencillas.
El acero eléctrico es conductor y magnético. Su comportamiento magnético afecta a la señal de la sonda, a veces de forma considerable. Un medidor puede indicar el desprendimiento del recubrimiento, la permeabilidad del sustrato, los efectos del espesor de la chapa, la rugosidad de la superficie o una combinación de los cuatro factores. Aunque la cifra que aparece en la pantalla parezca estable, es posible que se esté midiendo un parámetro erróneo.
Esta es la parte que muchas guías sobre el espesor de los recubrimientos omiten, pero es importante.
En el caso de los recubrimientos de laminación, el principio de medición debe seleccionarse en función del par de materiales: recubrimiento más sustrato.
| Estado del sustrato y del recubrimiento | Método habitualmente adecuado | Por qué | Advertencia principal |
|---|---|---|---|
| Recubrimiento no conductor sobre un metal conductor no magnético | Corrientes parásitas | La sonda detecta cuando se separa de la base conductora | No es el caso habitual de las láminas de acero eléctrico |
| Recubrimiento no conductor sobre acero magnético | Inducción magnética | La sonda detecta la distancia respecto a una base ferromagnética | Se recomienda validarlo con muestras reales de laminación |
| Recubrimiento muy fino sobre acero eléctrico magnético | Inducción magnética o sistema especializado y validado de corrientes parásitas | Las pequeñas variaciones de espesor son sensibles a los errores de calibración | No te fíes únicamente de la calibración de fábrica |
| Recubrimiento conductor o semiconductivo | Método especializado o verificación de referencias | Las hipótesis estándar pueden resultar erróneas | Confirmar con datos de ensayos de sección transversal, basados en la masa o eléctricos |
| Pila de laminados terminados | Solo medición de superficies limitadas | El estado del revestimiento interior no se aprecia a simple vista | Las lecturas externas no demuestran que exista aislamiento interlaminar |
Un error habitual es preguntar: “¿Puede un medidor de corrientes parásitas medir esto?”.”
La mejor pregunta es: ¿Qué respuesta electromagnética utiliza realmente el medidor? ¿Se ha comprobado esa respuesta en este acero eléctrico recubierto?
Los medidores de corrientes parásitas sensibles a la amplitud pueden verse afectados por los cambios de permeabilidad en los sustratos magnéticos. Los instrumentos sensibles a la fase o de método dual pueden separar algunos de estos efectos, pero solo dentro del rango para el que han sido diseñados. La inducción magnética suele ser el punto de partida más seguro para los recubrimientos no magnéticos sobre laminaciones ferromagnéticas.
Aun así, no te bases solo en la teoría. Compruébalo.
Un cupón plano y sin perforar es fácil de manejar. Uno laminado y perforado resulta menos práctico. Y una pila de cupones ya procesados es aún peor.
Las laminaciones plantean varios problemas de medición a la vez:
La lectura de un medidor en la parte exterior expuesta de una pila no te indica qué ha ocurrido entre las láminas internas. Solo te da información sobre la superficie accesible. Quizá sea útil. Quizá no sea suficiente.
Para el control del proceso, mide las láminas sueltas, la banda recubierta entrante, las muestras perforadas o los cupones de referencia. Si la pieza ya está apilada, interpreta la lectura con precaución. No des por hecho que el dispositivo ve a través de la pila.
¿Necesitas el espesor del recubrimiento por cada cara? ¿La contribución total del recubrimiento a la altura de la pila? ¿El espesor local mínimo tras el troquelado? ¿El espesor medio del recubrimiento en la chapa de entrada?
Se trata de cuestiones diferentes. Una especificación imprecisa como “comprobar el espesor del recubrimiento” da lugar a datos de inspección de poca calidad. El operario podría medir el centro. Al cliente podría interesarle el borde. La pila podría presentar fallos en otro lugar.
Una instrucción más adecuada sería la siguiente:
“Mida el espesor del recubrimiento en las láminas sueltas antes de apilarlas, en los puntos indicados, a una distancia mínima de 5 mm de los bordes cortados, salvo que se especifique una inspección de los bordes. Indique el valor medio, el mínimo, el máximo, el rango, el principio de medición, la referencia de calibración y la cantidad de muestras”.”
No es nada sofisticado. Pero es más difícil malinterpretarlo.
La calibración debe ajustarse lo máximo posible a las condiciones reales de trabajo:
En el caso de los recubrimientos finos, una pequeña desviación se convierte en un gran error. Unos pocos micrómetros pueden determinar si un lote resulta aceptable o no. La calibración de fábrica no es suficiente cuando el sustrato es magnético y la tolerancia es muy ajustada.
Utiliza láminas de referencia o muestras conocidas, pero comprueba que queden bien planas. El polvo, la grasa, las arrugas y la inclinación de la sonda pueden generar datos erróneos que, a simple vista, parecen correctos.
Apilar cosas oculta las pruebas.
Una vez que las láminas se han comprimido, entrelazado, soldado, adherido o barnizado, el espesor del recubrimiento se ve afectado por el contacto mecánico, los huecos de aire, el contacto con rebabas y la presión de montaje. El medidor no puede distinguir todos esos factores desde el exterior.
Los puntos de inspección más útiles suelen ser:
Si más adelante surge una reclamación por parte de un cliente, las muestras conservadas resultan muy útiles. Te proporcionan un elemento cuantificable que no ha quedado oculto en el interior del núcleo.
Las comprobaciones aleatorias dan lugar a una confianza aleatoria.
Crea un mapa. Utiliza siempre los mismos puntos. Incluye las regiones centrales, las regiones periféricas y las zonas de riesgo conocidas. Si es necesario medir los bordes, hazlo por separado de la medición normal de la superficie, ya que el comportamiento de la lectura cerca de los bordes puede variar.
Un mapa de inspección sencillo puede incluir:
No hay que mezclar todos estos datos en una media sin tener en cuenta el contexto. Los datos de la zona periférica y los de superficie abierta responden a preguntas diferentes.
El grosor medio puede ocultar el problema.
Un recubrimiento con varios puntos delgados cerca de las rebabas puede seguir presentando un valor medio aceptable. Un recubrimiento demasiado grueso en zonas de bajo riesgo puede perjudicar el factor de apilamiento sin mejorar el aislamiento donde realmente importa.
Indica, como mínimo:
El valor mínimo suele ser lo primero que miran los ingenieros. La media no es inútil, pero no basta.
| Síntoma | Causa probable | Qué hay que comprobar primero | Mejores medidas correctivas |
|---|---|---|---|
| Las lecturas se van sucediendo a lo largo del día | Temperatura, desgaste de la sonda, desviación de la calibración, presión ejercida por el operador | Vuelve a comprobar las muestras de cero y de referencia | Añadir comprobaciones de verificación programadas |
| Los valores son elevados cerca de los bordes | Efecto de borde, rebabas, la sonda no está bien apoyada | Compara por separado las lecturas de los extremos y del centro | Utilizar un retroceso de borde definido o una microsonda validada |
| Los valores son inferiores a lo previsto | Recubrimiento demasiado fino, configuración incorrecta del sustrato, metal al descubierto, recubrimiento dañado | Compáralo con una muestra recubierta conocida | Confirmar mediante una sección transversal o una probeta de control |
| Las lecturas se dispersan en torno a un mismo punto | Inclinación de la sonda, rugosidad, suciedad, contacto inestable | Limpia la superficie y utiliza un soporte para sondas | Añadir una guía de fijación o de contacto |
| En una de las caras se lee algo diferente | ¿Se trata de un verdadero desequilibrio en el recubrimiento o del efecto de la dirección del proceso? | Mide ambos lados con la misma configuración | Realizar un seguimiento de los datos específicos de cada lado |
| Buen grosor, pero mal aislamiento | Grietas, poros, contaminación conductora, cortocircuitos por rebabas | Realizar una prueba de aislamiento superficial o de resistencia interlaminar | Considera el grosor y el aislamiento como controles independientes |
| El factor de apilamiento ha cambiado, pero el grosor parece normal | Compresión, distribución del recubrimiento, altura de las rebabas, planitud de la laminación | Compara la altura de la pila y las lecturas de las piezas sueltas | Añadir comprobaciones de rebabas y planitud |
No se trata de una distinción menor.
Un recubrimiento puede ser grueso y presentar grietas. Puede ser fino y continuo. Puede tener buen aspecto en el centro y fallar cerca del borde de una ranura. El espesor ayuda a explicar el comportamiento del aislamiento, pero no lo demuestra.
En el caso de las láminas de acero eléctrico, la medición del espesor debe combinarse con ensayos relacionados con el aislamiento cuando la aplicación así lo requiera. La resistencia de aislamiento superficial, la resistencia interlaminar, el comportamiento ante la ruptura dieléctrica y las comprobaciones posteriores al proceso pueden revelar problemas que un medidor de espesor no detectaría.
El grosor responde a una pregunta: ¿Qué cantidad de recubrimiento parece haber?
Las pruebas eléctricas plantean otra cuestión: ¿Sigue la superficie laminada actuando como aislante en determinadas condiciones?
Ambas cuestiones deben formar parte de un plan de calidad riguroso.
Empieza por el sistema de materiales. No por el nombre del producto. Ni por la resolución de la pantalla.
Hazte estas preguntas antes de elegir un manómetro:
En el caso de la mayoría de los recubrimientos no conductores aplicados a laminados magnéticos, lo primero que hay que tener en cuenta es la inducción magnética. Los métodos de corrientes parásitas pueden ser válidos, pero es necesario comprobarlos en la pieza real. Si el recubrimiento es conductor o la geometría es compleja, no se debe dar por sentado que ninguno de los dos métodos funcione sin realizar pruebas de correlación.
Utiliza este flujo de trabajo para el control de la producción:
Sí, pero solo cuando el medidor, la sonda, el sustrato, el recubrimiento y la calibración sean adecuados. Los medidores de recubrimiento por corrientes de Foucault estándar suelen funcionar mejor en sustratos conductores no magnéticos. Las láminas de acero eléctrico son magnéticas, por lo que el método debe validarse cuidadosamente.
En el caso de los recubrimientos no conductores sobre acero eléctrico magnético, la inducción magnética suele ser el método más directo. Las técnicas de corrientes parásitas pueden seguir siendo válidas en determinadas configuraciones especializadas, pero no debe darse por sentado que son precisas sin realizar pruebas de correlación.
Los bordes cortados pueden alterar el campo de la sonda. También pueden presentar rebabas, rebordes, acero al descubierto, recubrimiento agrietado o deformaciones locales. Estos efectos pueden alterar la lectura, incluso cuando el recubrimiento alejado del borde se encuentra en buen estado.
Se pueden medir las superficies exteriores accesibles, pero eso no demuestra el espesor del recubrimiento ni el estado del aislamiento entre las láminas internas. Para un control real del recubrimiento, mide las láminas sueltas o las muestras de referencia antes de apilarlas.
No. Un recubrimiento más grueso puede mejorar la separación en algunos casos, pero puede reducir el factor de apilamiento y es posible que no solucione los problemas de grietas, cortocircuitos por rebabas o contaminación. El objetivo debe ser un rango de espesor controlado, respaldado por datos sobre el rendimiento del aislamiento.
Mida muestras de referencia conocidas fabricadas con el mismo sustrato y sistema de recubrimiento. A continuación, compare las lecturas del medidor con un método de referencia fiable, como la medición de la sección transversal, el cálculo del recubrimiento basado en la masa o una prueba de aislamiento eléctrico acordada.
El espesor no garantiza la continuidad. Las grietas, los poros, los residuos conductores, los bordes dañados o las rebabas pueden crear vías eléctricas incluso cuando el espesor medio del recubrimiento parece aceptable.
No existe una cifra universal. Realiza suficientes mediciones para detectar las variaciones en toda la pieza. Es mejor un mapa fijo con puntos centrales, exteriores y de zona de riesgo que unas pocas mediciones aleatorias.
Incluye el número de muestras, los puntos de medición, el valor medio, el mínimo, el máximo, el rango, el principio de medición, el tamaño de la sonda, el método de calibración, el tipo de sustrato, la cara del recubrimiento y el estado de la pieza. Si se incluyen lecturas de los bordes, indícalas por separado.
La medición del espesor del recubrimiento en las láminas no consiste simplemente en tocar el acero con una sonda y anotar un número.
El sustrato puede ser magnético. El recubrimiento puede ser muy fino. El borde puede estar dañado. La pila de capas puede ocultar los puntos de contacto reales. El medidor puede ser preciso, pero no válido para la pieza.
Utiliza medidores de corrientes de Foucault cuando sea adecuado. Recurre a la inducción magnética cuando la combinación de materiales lo requiera. Valida el método con muestras reales de laminados. Mantén separados los datos de los bordes. Combina las comprobaciones de espesor con las pruebas de aislamiento cuando el rendimiento sea determinante.
Una pila de laminación suele dar señales de advertencia antes de que se produzca un fallo más grave. Una mejor medición del recubrimiento te ayuda a detectar esas señales mientras las piezas aún se pueden medir.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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