Una prueba de prueba es una forma de prueba de esfuerzo para demostrar la aptitud de una estructura que soporta carga o que experimenta impacto. Una prueba de prueba individual puede aplicarse solo a la unidad probada, o a su diseño en general para artículos producidos en masa. Dicha estructura a menudo se somete a cargas superiores a las esperadas en el uso real, lo que demuestra la seguridad y el margen de diseño . La prueba de prueba es nominalmente una prueba no destructiva , [1] particularmente si tanto los márgenes de diseño como los niveles de prueba están bien elegidos. Sin embargo, las fallas de la unidad se consideran, por definición, destruidas para su uso y niveles de carga previstos originalmente.
Se pueden realizar pruebas de prueba antes de permitir que un nuevo diseño o unidad entre en servicio o realice usos adicionales, [2] o para verificar que una unidad existente aún funciona según lo previsto. [3]
Las grúas y las torres de carga se someten a pruebas de resistencia cuando se requieren para niveles de carga potencialmente peligrosos o cargas de alto valor. [4] [5] De manera similar, los elementos que son más pequeños y más comunes (cuerdas y cables, eslingas, grilletes y argollas) están, sin embargo, en la trayectoria de la carga y representan un riesgo de falla si no se prueban. [6] Las pruebas generalmente implican levantar peso o tirar de una tensión igual o mayor que los niveles de diseño.
Una prueba de exceso de velocidad implica hacer funcionar físicamente la máquina a alta velocidad hasta alcanzar la velocidad de prueba. Esto puede realizarse durante la fabricación como prueba de prueba inicial. Es posible que se realicen pruebas físicas de exceso de velocidad periódicamente en algunas máquinas para verificar el funcionamiento de los sistemas de protección contra exceso de velocidad.
El funcionamiento a velocidades superiores a la velocidad de funcionamiento normal puede aumentar considerablemente los niveles de estrés en las piezas giratorias. Los volantes, rotores, etc. defectuosos pueden presentar un riesgo de metralla en caso de avería. [7]
Históricamente, las espadas se sometían a una prueba de impacto antes de su emisión: la "prueba británica". [8]
Los recipientes que pueden presentar riesgo de falla, como torres de agua a gran escala, equipos de manipulación de productos químicos [9] o tanques de almacenamiento de muy alta presión, pueden someterse a pruebas de prueba. Los tanques de la etapa de cohetes , que son de gran valor y a menudo la estructura principal del vehículo , se someten a pruebas de prueba cuando se rediseñan [10] y pueden probarse a nivel de unidad [11] . Las pruebas implican la exposición a presiones manométricas más altas que los niveles de diseño o, en algunos casos, la extracción de un vacío más fuerte.
La recámara y el cañón de un arma de fuego se convierten en recipientes a presión durante breves períodos. En la terminología de las armas de fuego, una prueba de verificación es una prueba en la que se dispara un proyectil deliberadamente sobrepresurizado para verificar que el arma no esté defectuosa y no explote al dispararse. El arma de fuego se inspecciona después de la prueba y, si se encuentra en buenas condiciones, se marca con una "marca de verificación" para indicar que ha sido verificada (no probada ). En muchas jurisdicciones se exige una prueba de verificación y una marca de verificación válida para la venta de armas de fuego.
Un "balón de prueba" es un conjunto de munición diseñado para ser utilizado en pruebas de prueba; puede utilizar un cartucho fijo , un cartucho semifijo o un proyectil, una carga y un fulminante cargados por separado. Un "tiro de prueba" es un proyectil especial utilizado en un cartucho de prueba u otras armas de proyectiles, por ejemplo, armas electromagnéticas . Los cartuchos de prueba para armas pequeñas se parecen a los cartuchos normales, aunque normalmente llevarán marcas especiales para evitar que se confundan con cartuchos estándar. Las armas de gran calibre, como la artillería , utilizarán en general un proyectil sólido inerte (el tiro de prueba); aunque se pueden encontrar versiones rellenas de agua, arena o hierro (pólvora) para probar los sistemas de retroceso.
En el caso de las armas pequeñas y pesadas, el arma se dispara a distancia y luego se examina; si no presenta daños, se supone que es segura para su uso normal y se le añade una marca de prueba al cañón. En el caso de los revólveres u otras armas de fuego con varias recámaras, cada recámara debe someterse a una prueba de prueba antes de que se pueda marcar el arma de fuego. El examen del arma de fuego puede ser tan simple como inspeccionarla visualmente (los componentes defectuosos pueden fallar de manera espectacular, lo que resulta en una explosión del arma de fuego) o puede implicar un examen más profundo, a opción del evaluador.
Una marca de prueba es una marca específica del fabricante, importador o centro de pruebas que realiza la prueba. [12] Generalmente toma la forma de un sello que deja una impresión en el metal. Dado que las marcas de prueba son únicas y casi universales, a menudo se utilizan para identificar los orígenes de las armas de fuego que carecen de las marcas normales del fabricante, como las armas militares, que a menudo son producidas por un gran número de fabricantes diferentes.
Un cartucho de prueba para armas pequeñas se carga a una presión de servicio más alta que la normal, lo que tensiona tanto el cañón como la recámara del arma durante el disparo. Esto puede deberse a un proyectil pesado disparado con la carga propulsora estándar, al proyectil estándar disparado con un tipo o peso de propulsor diferente, o a combinaciones de carga y peso de bala para dar la presión de prueba requerida. Las presiones mínimas de prueba de prueba las especifica el propietario de la especificación del cartucho, como CIP o SAAMI para la mayoría de los cartuchos comerciales o pruebas EPVAT de la OTAN para cartuchos militares apropiados.
Un ejemplo de cartucho de prueba para el .50 BMG (12,7 × 99 mm) es el "cartucho, calibre .50, prueba, alta presión, M1". Este utiliza el propulsor del cartucho .50 BMG M1 de peso estándar (240 gr de WC860), pero una bala que pesa 999 gr (+/- 11 gr). El cartucho de prueba M1 proporciona una presión de prueba de ~65.000 psi, 11.000 psi (~17 %) por encima de la presión de servicio estándar.
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En los Estados miembros de la CIP, todas las armas de fuego civiles deben ser probadas profesionalmente en laboratorios acreditados antes de poder venderse a los consumidores. El signo de prueba puede permitir la identificación del período de tiempo en el que se utilizó. [13] Algunos de los signos que se utilizan actualmente son:
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Desde 1991, marca de verificación final alemana para pruebas con nitropropelente:
La prueba de prueba estándar consiste en disparar dos cartuchos sobrecargados que producen un 25% más de presión en la recámara que el límite de presión máxima especificado por el CIP para el mismo cartucho en su versión comercial. La prueba estándar de cartuchos de pistola, revólver y de percusión anular se realiza con cartuchos sobrecargados que producen un 30% más de presión en la recámara que el límite de presión máxima especificado por el CIP para el mismo cartucho en su versión comercial. Solo hay dos disparos sobrecargados para evitar un estrés excesivo en el brazo, especialmente el cañón que es la parte principal que sufre esta sobrecarga junto con la recámara (cuando no forma parte del cañón) y el mecanismo de bloqueo. Después de la prueba, los técnicos del centro de pruebas desarman el brazo para realizar pruebas no destructivas en busca de fugas de flujo magnético a través de una lámpara fluoroscópica en una habitación oscura. Muchos fabricantes empaquetan los casquillos de la munición de prueba de un arma de fuego en un sobre sellado que acompaña al arma de fuego para que las autoridades de los estados signatarios del CIP y los compradores civiles de otros países puedan realizar un examen independiente si lo desean. [14]
Antes del año 2006, la prueba estándar consistía en disparar dos cartuchos sobrecargados que producían un 30% más de presión en la cámara que el límite máximo de presión de gas en la cámara especificado por el CIP para el mismo cartucho en su versión comercial.
Los consumidores que deseen utilizar sus armas de fuego en condiciones extremas (climas cálidos, largas series de disparos, etc.) también pueden realizar pruebas voluntarias que vayan más allá de los estándares de prueba exigidos por la ley. En caso de que un arma de fuego supere una prueba de este tipo, se estampará una marca de aprobación denominada marca de prueba superior en cada arma de fuego que supere la prueba con éxito.
Según los procedimientos de prueba de SAAMI, en el caso de vainas con cuello de botella, el centro del transductor se encuentra a 0,175" detrás del hombro de la vaina en el caso de transductores de diámetro grande (0,250") y a 0,150" en el caso de transductores de diámetro pequeño (0,194"). En el caso de vainas rectas, el centro del transductor se encuentra a la mitad del diámetro del transductor más 0,005" detrás de la base de la bala asentada. Se utilizan transductores pequeños cuando el diámetro de la vaina en el punto de medición es inferior a 0,35".
Según los estándares de prueba CIP, se utiliza una vaina perforada y el dispositivo de medición piezoeléctrica (transductor) se colocará a una distancia de 25 mm de la cara de la recámara cuando la longitud de la vaina del cartucho lo permita, incluidos los límites. Cuando la longitud de la vaina del cartucho sea demasiado corta, la medición de presión se realizará a una distancia más corta definida específicamente para el cartucho desde la cara de la recámara, dependiendo de las dimensiones de la vaina.
La diferencia en la ubicación de la medición de presión arroja resultados diferentes a los del estándar CIP. [15]
La prueba de un sistema de arma de gran calibre cubre principalmente la resistencia de los sistemas de cañón, recámara y retroceso. El disparo de prueba debe asemejarse a la resistencia al movimiento (fricción del cañón/estriado, presiones de inicio del disparo, etc.) y al perfil de los gases propulsores que proporcionará el proyectil de servicio real. Por esta razón, los disparos de prueba para municiones APFSDS tienen unidades de aletas y todos deben tener perfiles detrás del obturador iguales a los del disparo que están emulando. El análisis de grietas se realiza a menudo en armas de gran calibre después de que se han realizado las pruebas.
El proyectil de prueba normalmente es un proyectil de alta resistencia, ya que su función termina una vez que sale de la boca del arma. Un proyectil de alta resistencia es ventajoso por dos razones: primero, reduce la velocidad de impacto cuando se dispara contra un tope de tierra o arena, y segundo, reduce el alcance si no se utiliza un tope. Un alcance excesivo puede ser muy problemático cuando se dispara cualquier bala de gran calibre; los rastros de seguridad a menudo pueden exceder las áreas reglamentarias del campo de tiro, por lo que la reducción del alcance es imperativa. Esto es aún más problemático cuando se utilizan balas de alta velocidad y baja resistencia, como APDS o APFSDS .
Aunque los disparos de prueba se utilizan en la prueba de servicio de los cañones antes de su uso, la gran mayoría se utilizan en el diseño de cargas propulsoras. Los disparos de prueba que emulan las balas APFSDS también se utilizan en los ensayos de SoD de aletas estabilizadoras, que a menudo se combinan con un ensayo de diseño de cargas.
Al realizar un ensayo de desarrollo de carga o de resistencia de diseño (SoD), la masa de carga y la presión de servicio se irán incrementando gradualmente hasta alcanzar la presión de prueba requerida para el sistema de armas. Se tomarán lecturas de la presión de la cámara mediante un triturador de cobre o manómetros piezoeléctricos y de la velocidad mediante un radar Doppler (en el interior del cañón o aerobalístico) o cronógrafos contadores de fotocélula . Además, también se pueden registrar lecturas de tensión y temperatura. Si es necesario, también se puede utilizar fotografía de alta velocidad (fotografía sincrobalística, fotografías digitales de alta velocidad, cine frontal o seguidor de vuelo).
La reprobación es una prueba adicional de un arma después de su prueba original, que puede ser necesaria cuando se realizan cambios o debido a la insuficiencia de la prueba original. [16]
Se pueden realizar pruebas de los sistemas de vehículos o de vehículos enteros. Como el fallo de la estructura o subestructura de una aeronave puede ser catastrófico, se realiza una demostración de los diseños o de las unidades en servicio mediante pruebas de prueba. [17] El fallo de los aparejos de vela ya no es tan catastrófico, pero aún puede provocar daños, lesiones y pérdida de funciones del vehículo. [18]
La prueba de estanqueidad [19] es el procedimiento para verificar y medir la estanqueidad neumática de los componentes fabricados. Esta fase del proceso industrial se denomina prueba de estanqueidad o detección de fugas [20].
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