Tubulação de pequeno diâmetro:como escolher o melhor método de inspeção de ID

Pin Gauges vs. Medição óptica para tubos de peças pequenas

Um dos fundamentos do fornecimento de peças pequenas é que tomar decisões informadas sobre especificações tem um enorme impacto na otimização da capacidade de fabricação. Por exemplo, levando em consideração o uso final de uma peça, você pode determinar quais tolerâncias são mais críticas e, por sua vez, impulsionarão a produção e o custo de suas peças.



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Há muitos fatores que podem afetar se as peças atenderão aos requisitos especificados para dimensões e tolerâncias. Neste blog, analisamos um fator que pode ser importante na otimização da fabricação de peças, como tubos pequenos, ou seja, o método para determinar se seu diâmetro interno (DI) atende aos requisitos.

Como medir o diâmetro interno da tubulação — e por que é importante

A tubulação de pequeno diâmetro é amplamente utilizada em inúmeras aplicações em uma ampla gama de indústrias, incluindo (mas certamente não se limitando a):

• Dispositivos médicos
• Eletrônicos
• Ciências da vida
• Pesquisa física
• Aeroespacial
• Cromatografia
• Medicina veterinária
• Automotivo
• Processamento químico

Por exemplo, tubos de peças pequenas, muitas vezes chamados de tubos hipodérmicos, podem ser cortados com precisão no comprimento para uso em dispositivos médicos que exigem força, uniformidade e resistência à corrosão. Isso inclui dispositivos para aplicações cirúrgicas e terapêuticas minimamente invasivas, como:

• Cateteres
• Endoscopia
• Laparoscopia
• Artroscopia
• Oftalmologia
• Biópsias
• Procedimentos odontológicos
• Coleta de glicose no sangue
• Ortopedia

Tubos pequenos para dispositivos médicos estão disponíveis em diferentes diâmetros externos (ODs), bem como diferentes IDs e espessuras de parede.

O segredo para medir e verificar o ID desses e de outros tipos de tubos de pequeno diâmetro é concordar com antecedência sobre a ferramenta e o método a serem usados. A inspeção consistente pode significar a diferença entre atender às especificações para aplicações muito precisas e incorrer no custo de trabalho adicional.

Vejamos dois métodos comuns de inspeção do ID de tubos pequenos: pin gages e medição óptica .

O Pin Gage simples, porém eficaz

Tradicionalmente, o diâmetro interno de tubos ou cilindros de pequeno diâmetro é medido usando pin gages , um método de medição simples e à prova de falhas. Às vezes chamados de medidores de atributo ou de limite fixo, os medidores de pinos permitem que você inspecione uma peça quanto à conformidade e determine rapidamente se ela está funcionalmente em conformidade.

Um calibrador de pinos é um pequeno pino calibrado para ser inserido em uma peça para determinar o ID de ajuste de pressão e garantir que o diâmetro não seja muito pequeno. O processo envolve o uso de uma série de pinos calibrados com diâmetros gradualmente crescentes.

Os pinos são inseridos no tubo pequeno em sequência de tamanho para encontrar o pino maior que se encaixa sem esticar o tubo. Dependendo da maciez do material do tubo, pode-se usar água ou um lubrificante para evitar que o pino grude na superfície do diâmetro interno do tubo.

Para a maioria dos tamanhos de tubos de pequeno diâmetro com um diâmetro interno de 0,005” a 0,200”, os pinos de medição produzem resultados aceitáveis ​​que podem ser correlacionados. No entanto, por ser um método simples de inspeção de aprovação e reprovação, os medidores de pinos não são projetados para fornecer um valor de medição para características individuais do diâmetro da peça.

Considerando as tolerâncias do Pin Gage

Também é importante ter em mente que um medidor de pinos pode medir apenas um limite de tolerância, não tanto positivo quanto negativo. Além disso, os medidores de pinos vêm com suas próprias tolerâncias, o que pode levar ao empilhamento.

As classes de tolerância do pino são estabelecidas pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e usam designações de letras como ZZ, Z, Y, X, XX e XXX. A diferença entre as diferentes classes de medidores é a tolerância permitida no processo de fabricação de cada medidor.

Em geral, quanto mais cedo no alfabeto (e quanto mais letras forem adicionadas), menor será a tolerância. Por exemplo, com medidores variando em tamanho de 0,001” a 0,08250”, os medidores Classe Z têm uma tolerância não superior a 0,0001”, enquanto os medidores Classe X têm uma tolerância não superior a 0,00004”.

Outras limitações de pinos para medir tubos pequenos

Com DIs muito pequenos – digamos, menos de 0,004” – é um desafio inserir um medidor de pinos delicado em um tubo de diâmetro pequeno sem dobrar o tubo ou causar danos ao medidor de pinos. Os próprios pinos estão sujeitos a desgaste e precisam ser monitorados quanto a danos.

Além disso, os resultados podem variar de usuário para usuário e não atender consistentemente aos critérios de aprovação e reprovação. E para inspecionar um cilindro muito longo, como uma tubulação de pequeno diâmetro que tem até 6' de comprimento e requer um diâmetro interno consistente, um medidor de pinos é impraticável.

Uma opção mais sofisticada para inspecionar tubos pequenos

Para necessidades mais exatas ou tubos de peças pequenas com IDs que não podem ser medidos com medidores de pinos padrão, por exemplo, com diâmetros de 0,002" a 0,004" — medição óptica oferece uma opção mais sofisticada para calcular o diâmetro de um cilindro ou tubo.

O método pode ser simples, como usar uma luz para verificar visualmente se um tubo está bloqueado ou medir um ponto dentro da extremidade do tubo. Geralmente, no entanto, a medição óptica usa um sensor para medir vários pontos ao redor da circunferência e dentro de um tubo e, em seguida, executa os números por meio de um algoritmo para determinar se o ID médio está dentro da tolerância.

A medição óptica é mais precisa do que os medidores de pinos e pode ser usada para medir círculos, arcos e formas mais complexas. É ótimo para garantir que o líquido flua através de tubos longos e de pequeno diâmetro (mais uma vez, uma aplicação em que um medidor de pinos pode não ser prático).

No entanto, existem desvantagens para a medição óptica.

Desvantagens da medição óptica em relação aos medidores de pinos

Um sistema de medição óptica baseado em sensor é mais caro do que usar medidores de pinos. Além disso, a óptica pode olhar apenas até certo ponto em um tubo e não pode resolver profundamente no eixo Z, onde um medidor de pinos pode e deve passar por todo o caminho.

Embora a medição óptica possa garantir que o diâmetro médio de um tubo esteja dentro das especificações, ela não informará se o ID é consistente em todo o tubo. Como o sistema calcula a média do que “vê”, problemas como uma saliência no tubo podem ser calculados em média.

No entanto, como um medidor de pinos precisa passar pelo menor ponto no ID, o medidor pode detectar uma saliência que um sistema óptico não pode medir.

O método óptico também pode não ser preciso o suficiente se outra peça precisar se encaixar no tubo, exigindo que o ID seja verificado novamente com um medidor de pinos ou outro método Go/No Go para verificar o encaixe.

Além disso, a medição óptica pode ser afetada pelo acabamento da superfície e pela limpeza da peça medida, bem como pela repetibilidade da colocação da peça em relação ao sensor óptico.

Algumas Diretrizes Gerais para Inspeção de Tubos de Peças Pequenas

Da mesma forma que você dedica tempo e esforço para determinar as dimensões e tolerâncias das peças, você deve pesar cuidadosamente suas opções ao decidir como determinar se o diâmetro interno da tubulação pequena atende às suas especificações.

Como sempre, é importante considerar o uso final da peça. Por exemplo, o tubo precisará transportar gás ou líquido? Nesse caso, a medição óptica pode ser a maneira mais confiável de garantir que o diâmetro do tubo seja suficiente para permitir o fluxo de gás ou líquido.

No entanto, se o comprimento do tubo for curto (digamos, menos de 1”), um medidor de pinos pode ser perfeitamente aceitável. Desde que esteja calibrado corretamente e não tenha nenhum desgaste ou dano, um medidor de pinos informará se o ID do tubo curto é muito pequeno. Como uma vantagem adicional, um medidor de pinos é mais barato do que a medição óptica.

Algumas diretrizes para usar Pin Gages

Ao utilizar medidores de pinos, você deve usar um medidor mestre que você calibrou, interna ou externamente, e que seja rastreável pelo NIST.

Além disso, é importante certificar-se de que você e seu fornecedor estão usando a mesma qualidade de medidor calibrado. Dessa forma, você não incorrerá em custos adicionais desnecessários devido a falsas discrepâncias na medição do diâmetro interno de tubos de pequeno diâmetro.

Decidir qual classe de tolerância do pino é mais apropriada dependerá de duas coisas:

• Qual ​​a proximidade do processo
• Se o aperto adicional dos limites de tolerância usando um medidor de classe inferior ainda pode alcançar os resultados que você precisa

Em caso de dúvida, seu parceiro de fabricação pode ajudá-lo a consultar a tabela de tolerância do fabricante do medidor para determinar o melhor medidor de pinos para suas necessidades.

Especifique seu método de inspeção de ID de tubulação pequena antecipadamente

Também é vital dizer ao seu parceiro, antecipadamente, qual método você planeja usar para inspecionar suas peças acabadas. Por que isso é tão importante?

Um cliente da Metal Cutting nos forneceu uma tubulação que o fornecedor fornecedor indicou atender aos requisitos do cliente de 0,015" de diâmetro interno máximo. No entanto, quando o cliente inspecionou as peças acabadas, elas foram rejeitadas porque um pino calibrado de 0,015” não caberia nos tubos.

Qual foi a discrepância? O cliente não havia especificado que inspecionaria as peças usando medidores de pinos e, como as peças eram destinadas a transportar líquidos, o fornecedor da tubulação inspecionou a tubulação usando medição óptica.

Este é um caso em que você pode ver claramente como o método de inspeção, não apenas o ID especificado e a funcionalidade final, devem ser levados em consideração. Embora as peças estivessem funcionalmente corretas, elas foram rejeitadas por não atenderem aos requisitos de inspeção de identificação do cliente.

Resumindo, mantendo as linhas de comunicação abertas e certificando-se de que você e seu parceiro de fabricação estejam informados, você pode trabalhar em conjunto para atingir suas metas de identificação de tubos pequenos e passar na inspeção com excelência.

Para obter dicas sobre como melhorar a precisão de suas especificações e cotações de projetos, baixe nosso guia gratuito Como ajustar sua solicitação de cotação para sua vantagem máxima:perguntas frequentes no fornecimento de peças pequenas .