La prueba de chispas es un método para determinar la clasificación general de los 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 chispas también se puede utilizar para clasificar materiales ferrosos, estableciendo la diferencia entre ellos al observar si la chispa es la misma o diferente.
La prueba de chispa se utiliza porque es rápida, sencilla y económica. Además, las muestras de prueba no tienen que prepararse de ninguna manera, por lo que, a menudo, se utiliza un trozo de chatarra. La principal desventaja de la prueba 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 chispa también daña el material que se está probando, al menos levemente.
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 abrasiva, por lo que esta puede ser una herramienta de comparación deficiente si la presión no es exactamente la misma para las muestras. Además, la muela abrasiva debe rectificarse con frecuencia para eliminar la acumulación metálica. [1] [2]
Método de aire comprimido
Otro método menos común para crear chispas es calentar la muestra hasta que esté al rojo vivo y luego aplicarle aire comprimido. El aire comprimido proporciona suficiente oxígeno para encender la muestra y generar chispas. Este método es más preciso que usar una amoladora porque siempre generará chispas de la misma longitud para la misma muestra. El aire comprimido aplica en esencia 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 ha desarrollado una prueba de chispas automatizada para eliminar la dependencia de la habilidad y la experiencia del operador, aumentando así la confiabilidad. El sistema se basa en espectroscopia , espectrometría y otros métodos para "observar" el patrón de chispas. Se ha descubierto 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
(A) Acero con alto contenido de carbono (B) Acero al manganeso (C) Acero al tungsteno (D) Acero al molibdeno
(A) Hierro forjado (B) Acero dulce (C) Acero con 0,5 a 0,85 % de carbono (D) Acero para herramientas con alto contenido de carbono (E) Acero de alta velocidad (F) Acero al manganeso (G) Acero Mushet (H) Acero magnético especial
Hierro forjado
Las chispas de hierro forjado salen en líneas rectas. Las colas de las chispas se ensanchan cerca del final, de manera similar a una hoja . [1] [5]
Acero dulce
Las chispas de acero dulce son similares a las de hierro forjado, excepto que tienen pequeñas horquillas y su longitud varía más. Las chispas serán de color blanco. [1] [5]
Acero de medio carbono
Este acero tiene más bifurcación que el acero dulce y una amplia variedad de longitudes de chispa, con más cerca de la muela de afilar. [5]
Acero con alto contenido de carbono
El acero con alto contenido de carbono tiene un patrón de chispas tupido (mucho bifurcado) que comienza en la muela de amolar. Las chispas no son tan brillantes como las del acero con contenido medio de carbono. [5]
Acero al manganeso
El acero al manganeso tiene chispas de longitud media que se bifurcan dos veces antes de terminar. [5]
Estas chispas no son tan densas como las 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 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 ligeramente más largas y tienen horquillas en los extremos de las chispas. [2]
Hierro fundido
El hierro fundido produce chispas muy cortas que comienzan en la muela. [1]
Aleaciones de níquel y cobalto para altas temperaturas
Estas chispas son delgadas y muy cortas, de color rojo oscuro y no se bifurcan. [2]
Carburo cementado
El carburo cementado produce 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, desprende una gran cantidad de chispas. Estas chispas se distinguen fácilmente de las de los metales ferrosos, ya que tienen un color blanco muy brillante y cegador. [7]
Historia
En 1909, [8] Max Bermann, un ingeniero de Budapest , fue el primero en descubrir que la prueba de chispa se puede utilizar de forma fiable para clasificar el material ferroso. Originalmente afirmó que podía distinguir diferentes tipos de materiales ferrosos en función del porcentaje de carbono y los principales elementos de aleación. Además, afirmó que lograba una precisión del 0,01 % de contenido de carbono. [3] [9]
Tschorn [10] ha elaborado un exhaustivo estudio 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 finales de la década de 1980, el uso industrial de las pruebas de chispa no es tan común como solía ser. [12] A principios del siglo XXI, la disponibilidad de equipos portátiles de fluorescencia de rayos X los reemplazó en gran medida en la práctica de laboratorio.
^ abcdefgh Davis y ASM International 1994, págs. 126-127.
^ ab The Engineering Magazine 1910, págs. 262–265.
^ Saunders 1908, págs. 4808–4810.
^ abcdef Lee 1996, pág. 22.
^ Woodson, CW (septiembre de 1959), "Las corrientes de chispas identifican metales", Popular Mechanics , 112 (3): 192–193, ISSN 0032-4558.
^ "¿Titanio o acero común y corriente?" . Consultado el 21 de febrero de 2011 .
^ Max Bermann informó por primera vez sobre el método de prueba de chispas en la quinta conferencia de la Asociación Internacional para Pruebas de Materiales, que se celebró en Copenhague , según informó The Engineering Magazine . Según el hecho de que la conferencia se celebró en Copenhague, el año se puede consultar en:
"Congreso de Copenhague sobre ensayos de materiales de construcción", Nature , 81 (2082): 377–378, 1909-10-23, Bibcode :1909Natur..81..377., doi : 10.1038/081377a0 .
François, D.; Pineau, André (2002), De Charpy a las pruebas de impacto actuales, Elsevier, pág. 7, ISBN 978-0-08-043970-9
Dulski, Thomas R. (1996), Un manual para el análisis químico de metales , ASTM International, ISBN 978-0-80312-066-2.
Gladwin, WM, Pruebas de chispas , 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 ensamblaje, vol. 4, Society of Manufacturing Engineers , ISBN 0-87263-135-4.
Revista de ingeniería, vol. XXXVIII, Engineering Magazine 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 (1.ª ed.), The Industrial Press.
Saunders, William Lawrence (1908), Revista de aire comprimido, vol. XIII, Compressed Air Magazine Company.
Tschorn, Gerhart (1963), Spark Atlas of Steels: Cast-Iron, Pig-Iron, Ferro-Alloys and Metals, Nueva York , The MacMillan Company.
Enlaces externos
Imágenes de prueba de chispas de varios materiales
