¿Qué es Composición química?
El análisis de la composición química determina qué elementos componen el metal y en qué proporciones. El método más común es la espectrometría de emisión óptica por chispa (OES): una chispa generada en la superficie de la muestra excita los elementos, cada elemento emite luz en su propia longitud de onda característica y la intensidad es proporcional a la concentración.
Objetivo de Composición química
El propósito es verificar si el material realmente se ajusta al grado de aleación declarado. El uso incorrecto del material es la causa más frecuente de consecuencias como grietas en la soldadura, corrosión inesperada y pérdida de resistencia.
¿A qué productos se aplica Composición química?
- Productos de acero y acero inoxidable.
- Aleaciones de aluminio y cobre.
- Piezas fundidas
- Materiales de relleno de soldadura
- Inspección de aceptación de material entrante.
¿En qué sectores se utiliza Composición química?
Normas relacionadas con Composición química
- ASTM E415 (chispa AES en acero al carbono y de baja aleación)
- ASTM E1251 (chispa AES en aluminio y sus aleaciones)
- EN 10204 (documentos de inspección para productos metálicos)
- Validación de métodos de laboratorio según ISO 17025
Condiciones de Composición química
- Método
- Chispa OES; carbono/azufre por ICP-OES o método de combustión si es necesario
- Superficie
- La superficie de medición está rectificada; Elimina óxido, tinte y aceite.
- Calibración
- Con materiales de referencia certificados según la matriz de materiales.
- Se repite
- Múltiples mediciones y promedios en diferentes puntos.
Equipo para Composición química
- Espectrómetro de emisión óptica de chispa
- Analizador de carbono/azufre (método de combustión)
- Configuración de molienda de preparación de superficie de muestra
- Conjunto de materiales de referencia certificados.
- Sistema de suministro de argón
Requisitos de muestra para Composición química
- La muestra debe tomarse de modo que represente el lote o la serie de producción.
- Se debe indicar la descripción de la muestra, el tipo de material y la dirección de producción, si corresponde.
- Junto con la muestra se deberá proporcionar la norma a aplicar y cualquier especificación del cliente.
- La prueba puede ser destructiva; el número requerido de muestras debe confirmarse con anticipación.
- Las superficies que serán ensayadas deben protegerse durante el transporte.
Duración de Composición química
El análisis de una muestra, incluida la preparación de la superficie, generalmente se completa en el mismo día laborable.
Procedimiento de Composición química
- 1La superficie de la muestra se muele y se limpia.
- 2El instrumento se verifica con el programa de matriz y el material de referencia adecuados.
- 3La muestra se coloca sobre el soporte de medición.
- 4Las mediciones de chispas se toman en diferentes puntos.
- 5Si es necesario, el carbono y el azufre se miden adicionalmente mediante el método de combustión.
- 6Los resultados se promedian.
- 7La composición se compara con el rango del estándar de materiales.
Criterios de aceptación de Composición química
El método estándar define cómo se realiza la prueba, no cuál debe ser el resultado. El límite de aceptación proviene de la norma del material o producto, de la especificación del cliente o de la normativa pertinente; Por lo tanto, esta página no proporciona un límite numérico.
Evaluación de resultados
El resultado se compara con los rangos de elementos en el estándar declarado del material. Incluso un solo elemento fuera del rango cambia la calidad del material; en ese caso, se evaluará por separado a qué grado se corresponde realmente el material.
Informe de Composición química
- Descripción de la muestra, información del material/producto y número de lote, si corresponde
- Método de preparación de muestras y condiciones de acondicionamiento.
- Condiciones estándar y de prueba aplicadas.
- Instrumento utilizado y estado de calibración.
- Resultados de medición y unidades.
- Incertidumbre de medición (si se solicita)
- Una declaración de que el resultado se aplica únicamente a la muestra enviada para la prueba.
Acreditación
EUROLAB posee una acreditación reconocida internacionalmente obtenida de organismos de acreditación que forman parte de los acuerdos de reconocimiento multilateral de IAF e ILAC, según ISO/IEC 17025 para pruebas de laboratorio, ISO/IEC 17020 para inspección y vigilancia, e ISO/IEC 17021-1 e ISO/IEC 17065 para certificación de sistemas y productos. Esta cadena garantiza que los informes y certificados emitidos sean aceptados en todo el mundo.
La posibilidad de ofrecer esta prueba dentro del alcance acreditado depende de su producto y del estándar aplicado; Dado que la acreditación se basa en métodos, el alcance se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Alcance y autorizacionesRegulaciones Relacionadas
- Normas armonizadas aplicadas según la familia de productos.
- UE 765/2008 (marco de vigilancia y acreditación del mercado)
- Normas de producto relevantes y especificaciones del cliente.
Ensayos de metales y metalurgia — ¿Qué abarca este campo de ensayo?
La siguiente sección describe el campo al que pertenece el ensayo Composición química; las condiciones y criterios de aceptación de este ensayo en particular figuran en las secciones anteriores. El alcance específico de su producto se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Los ensayos metálicos y metalúrgicos determinan la carga que puede soportar un metal o una unión soldada, su modo de fallo y su estructura interna. El resultado de esta familia suele referirse no al producto en sí, sino a la identidad del MATERIAL: ¿es el acero realmente del grado declarado?, ¿el cordón de soldadura ofrece la resistencia que asume el diseño?, ¿la pieza fundida contiene un defecto interno inaceptable?
La importancia práctica del campo procede de que una pieza metálica rara vez falla de forma gradual. Una pieza plástica se deforma, envejece, se agrieta y suele avisar. Un cordón de soldadura o un elemento de fijación, en cambio, a menudo rompe sin previo aviso, sobre todo por fatiga y fractura frágil. Por eso, en campos como equipos a presión, aparejos de elevación, acero estructural y tuberías, el ensayo de materiales es un requisito de la NORMATIVA y no del diseño.
La familia reúne tres grupos de métodos, y cada uno responde a una pregunta distinta. Los ensayos mecánicos cuantifican el comportamiento del material bajo carga. El ensayo no destructivo busca defectos sin dañar la pieza. La metalografía y el análisis químico explican por qué el material se comporta así, a través de la estructura de grano, la distribución de fases, el contenido de inclusiones y la composición de la aleación.
El criterio de aceptación de estos ensayos casi nunca procede de la norma de ensayo, y esta es la clave para entender el campo. La norma de ensayo indica cómo realizar la medición; los valores aceptables proceden de la norma de producto, el grado del material o el código de fabricación. La ISO 6892-1 indica cómo realizar un ensayo de tracción; la EN 10025 indica qué límite elástico debe dar ese acero. Al leer un informe, es esencial saber contra qué norma de producto se evaluó.
El muestreo es una parte inseparable del resultado en este campo. Dos probetas tomadas de la misma colada pueden dar valores distintos según la dirección y el lugar de extracción; en productos laminados, las probetas paralelas y perpendiculares a la dirección de laminación producen resultados distintos. Por ello, las normas de producto también regulan la ubicación y orientación del muestreo, y el informe debe documentarlo.
Grupos de métodos en este campo
Pruebas mecanicas
Tracción, compresión, flexión, impacto con entalla (Charpy), dureza (Brinell, Vickers, Rockwell), fatiga, fluencia y tenacidad a la fractura. Proporcionan el comportamiento del material bajo carga en forma numérica.
Ensayo no destructivo
Radiografía, examen por ultrasonidos, líquidos penetrantes, partículas magnéticas y examen visual. Busca defectos superficiales e internos sin dañar la pieza y es un paso indispensable en la fabricación soldada.
Metalografía
Preparación de la probeta, ataque químico y examen microscópico. Se evalúan el tamaño de grano, la distribución de fases, el contenido de inclusiones, la profundidad de cementación y la zona afectada por el calor de la soldadura.
Análisis químico
La composición de la aleación se verifica mediante espectrometría de emisión óptica y química húmeda; la confirmación del grado de material pasa por este paso.
Comportamiento frente a la corrosión
Ensayos de niebla salina, corrosión por picadura y por resquicio, y corrosión intergranular. En aceros inoxidables pueden indicar la calidad del tratamiento térmico.
Confusiones frecuentes en este campo
- Un certificado de material (como el EN 10204 3.1) no es un informe de ensayo; es la declaración del fabricante. En aplicaciones críticas se realiza una verificación independiente, y ambos no deben confundirse.
- Los ensayos de tracción ASTM e ISO miden las mismas magnitudes pero usan geometrías de probeta distintas; los resultados no se consideran directamente equivalentes, y se aplica lo que exija la especificación.
- Las tablas de conversión entre dureza y resistencia son APROXIMADAS. Calcular el límite elástico a partir de la dureza no es evidencia suficiente para la aceptación del material.
- En el ensayo no destructivo, "no se encontraron defectos" no significa que no haya defectos; puede haber defectos por debajo del límite de detección del método. El informe debe indicar el método aplicado y el nivel de sensibilidad.
- Que un cordón de soldadura apruebe no demuestra que el soldador o el procedimiento estén cualificados; son procesos distintos.
Qué decisiones respaldan estos resultados
- Verificación del certificado de material y aceptación de material entrante
- Aprobación de la fabricación soldada; cualificación de soldador y procedimiento
- Control de fabricación de equipos a presión y componentes estructurales
- Análisis de fallos y determinación de la causa raíz de daños en campo
- Verificación de los procesos de tratamiento térmico y superficial
Pruebas relacionadas
Preguntas frecuentes sobre Composición química
¿Es esto lo mismo que el PMI?
No. PMI es una verificación de campo rápida que se realiza con un instrumento portátil y generalmente no puede leer el carbono. El análisis OES de laboratorio proporciona la composición completa con menor incertidumbre.
¿Por qué el carbono se mide por separado?
Es posible que los elementos ligeros como el carbono, el azufre y el nitrógeno no puedan medirse de forma fiable con el OES de chispa. Para estos elementos se utilizan analizadores separados basados en combustión o fusión.