Os dilemas dos padrões de calibração

Os padrões são simples e óbvios — ou não são

A calibração do instrumento é um aspecto vital do controle de qualidade, abrangendo desde os parâmetros geométricos nas especificações do desenho até os métodos usados ​​para medir e inspecionar peças metálicas de precisão.

No entanto, existem alguns desafios (ousamos dizer, dores de cabeça?) envolvidos nos padrões de calibração para várias ferramentas de medição e inspeção. Embora, em teoria, a calibração seja absoluta, há muitas razões pelas quais ela não é exatamente absoluta.

Mesmo as suposições compartilhadas sobre os padrões de calibração não estão isentas de desafios. Por exemplo, embora existam intervalos temporais aceitos, tecnicamente um dispositivo pode estar fora de calibração minutos após ter sido calibrado.

Além disso, a rastreabilidade dos documentos usados ​​para calibração é normalmente rastreada até um padrão estabelecido pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). No entanto, existem algumas circunstâncias em que simplesmente existem nenhum padrão NIST para calibração.

Diferenças na terminologia

O equipamento de medição é quase sempre calibrado, mas certamente há aspectos funcionais do equipamento de fabricação que precisam estar dentro das especificações e, portanto, também precisam ser calibrados. No entanto, mesmo o termo calibração está sujeito a alguma interpretação:

• Quando alguém diz que está fazendo uma calibração, está realmente realizando alguma ação para trazer um dispositivo de volta à especificação?
• Ou por "calibrando", eles simplesmente significam que estão verificando os dispositivos para ver se eles ainda estão funcionando dentro da tolerância especificada de acordo com os padrões de calibração?

Por exemplo, quando calibramos nossos fornos aqui na Metal Cutting, estamos verificando se eles estão lendo as temperaturas corretamente. Se um forno não estiver funcionando corretamente, ele será considerado fora de calibração, e iremos repará-lo e, em seguida, realizar o procedimento de calibração de temperatura novamente.

Embora os fornos não possam ser enviados para calibração, outras ferramentas especializadas que usamos são regularmente enviadas para calibração, com o objetivo de trazê-los de volta às especificações. Isso pode envolver um fornecedor de equipamentos de medição limpando um dispositivo ou programando-o para medir de uma determinada maneira. Para esta categoria de equipamento, a calibração é mais parecida com a reconstrução do que com o ajuste.

Falta de padrões de calibração rastreáveis

Para algumas coisas, é simples imaginar os objetos ou conceitos que servem de base para os padrões de calibração estabelecidos. Por exemplo, é fácil obter padrões de calibração NIST rastreáveis ​​para peças com 1,0" (25,4 mm) de comprimento ou 0,04" (1 mm) de diâmetro.

No entanto, pode ser difícil obter um padrão rastreável para uma peça muito longa ou um diâmetro muito grande ou muito pequeno.

Por exemplo, um padrão com 2 metros de comprimento ou 10 mícrons de diâmetro é simplesmente muito difícil de manusear, por razões opostas. E que tal calibrar a resistência elétrica, como a resistência ohm da água deionizada?

Existem técnicas e métodos para calibrar tudo isso. No entanto, eles não são tão simples quanto calibrar para comprimentos e diâmetros fáceis de manusear.

No trabalho que fazemos com metais especiais aqui na Metal Cutting Corporation, muitas vezes somos solicitados a garantir que não haja rachaduras ou vazios no metal que somos enviados para processar ou que nós mesmos compramos e fornecemos em nome de nossos clientes. O teste de correntes parasitas (ECT) é um método familiar e interessante que usamos que envolve técnicas sutis para inspecionar peças metálicas quanto a falhas na superfície, como rachaduras.

No entanto, um truísmo sobre ECT é que não há padrão rastreável NIST para ser usado para calibração. Portanto, para detecção de falhas, padrões de referência são feitos criando defeitos artificiais, como entalhes EDM. Esses padrões de referência são usados ​​para definir parâmetros de ECT, como frequência, amplitude e sensibilidade.

Tolerâncias e outras dependências

Todos os fabricantes querem que a calibração seja uma referência independente de um padrão imutável. No entanto, toda calibração envolve alguma dependência entre o padrão NIST que existe em um cofre e tudo o que é medido posteriormente na cadeia de suprimentos.

Portanto, seja um laboratório A2LA confiando em sua referência de volta ao objeto no cofre ou um fabricante que confia em objetos que são referenciados de volta ao objeto do laboratório independente, sempre há uma série de contingências na execução de qualquer sistema de calibração , bem como as tolerâncias no sistema.

Por exemplo, o impacto das tolerâncias empilhadas deve ser considerado. Se você enviar um equipamento para calibração, lembre-se de levar em conta:

• A tolerância do dispositivo que está sendo calibrado
• MAIS a tolerância do pino usado para calibrar o dispositivo
• MAIS a tolerância do laboratório que realiza a tarefa

Problemas de ponto decimal

Outra questão que frequentemente surge com os padrões de calibração é quantos decimais (quantos zeros) deve ter a calibração? Aqui na Metal Cutting, usamos um calibre de pinos Classe XXX com tolerância de 0,000020″ (0,000508 mm) para calibrar algo com uma tolerância muito menor, como um micrômetro manual que sai para 0,00005″ (0,00127 mm).

Outra questão dimensional interessante é que, se um laboratório A2LA mede um objeto com um valor nominal de 1,000000″ como 1,000003″ usando seu equipamento rastreável pelo NIST, então 1,000003” se torna o novo normal. Ou seja, torna-se o novo tamanho para calibrar equipamentos de medição que lê até seis casas decimais.

Corroboração entre dispositivos, método de calibração e tolerâncias

Além disso, duas pessoas diferentes podem medir uma peça, cada uma usando um dispositivo calibrado que está em perfeitas condições de funcionamento e dentro dos limites da tolerância especificada, e ainda assim pode haver uma diferença em suas medições. Talvez um esteja usando um dispositivo calibrado para o limite superior da faixa de tolerância, enquanto o outro está usando um dispositivo calibrado para o limite inferior.

Especialmente com peças de precisão com medições muito pequenas, a questão de saber se a medição calibrada é consistente na medição é outro problema potencial. Requer corroborar que os usuários não estão apenas medindo com os mesmos dispositivos, mas também que os dispositivos são calibrados usando o mesmo método e com a mesma tolerância.

Três distinções nos padrões de calibração

No final, você pode dizer que existem realmente três distinções nos padrões de calibração:

• Os padrões óbvios, como pinos calibrados rastreáveis ​​pelo NIST para inspeção de comprimentos ou diâmetros de aprovação e reprovação
• As não tão óbvias, como as de temperatura e outras características para as quais não há objetos que definam os padrões
• Aquelas coisas para as quais simplesmente não existem padrões de calibração, como ECT

Aqui na Metal Cutting, onde todos os dias produzimos milhares de pequenas peças de metal, essas considerações são vitais para manter nossos padrões de controle de qualidade para que possamos fornecer peças de precisão de alta qualidade que atendam às especificações do cliente.