¿Porqué la 3a. edición de CQI-11 es tan relevante?

CQI-11 fue desarrollada inicialmente para evaluar los sistemas de procesos de plating tales como: zincado, cromo duro, niquel o aplicaciones decorativas en metal y plástico. La primera edición de la Plating System Assessment (PSA) fue publicada en el 2006 y, tal cómo CQI-9, rápidamente se convirtió en el estándar para la evaluación de proveedores de la industria automotriz que realiza alguno de estos procesos especiales.

Cómo parte del proceso de revisión continua de los manuales de AIAG, en ediciones previas de la evaluación se fueron incluyendo clarificaciones considerando las inquietudes y sugerencias de los usuarios globales. Ahora en su tercera edición, CQI-11 se actualizó para proveer aún mayor claridad e incluye un cambio relevante: Una nueva sección sobre los requerimientos de pirometría (Sección 3) que proporciona la metodología adecuada para realizar estas pruebas en armonía con los requerimientos existentes de CQI-9 . Estos requerimientos son aplicables a procesos específicos como:

  • Relevado de fragilización por Hidrógeno
  • Níquel electroless hardening
  • Hornos de curado
  • otros hornos o tanques de procesamiento térmico

CQI-11 Sección 3: Pirometría

  1. Termopares

La sección 3 define los requisitos de calibración para los termopares usados en el equipo de procesamiento térmico. Para adquirir termopares acordes con la normatividad, debemos considerar la aplicación final del sensor para definir el error máximo permitido al momento de la calibración (ver tabla a continuación).

Una vez que contamos con termopares calibrados, se debe documentar la fecha en la que se realiza la instalación para monitorear el tiempo de vida del sensor. Los termopares tienen un tiempo de vida finito debido a que la exposición a la temperatura provoca la degradación de los conductores y por ende la disminución de su precisión. El reemplazo por lo tanto de un sensor de temperatura estará determinado por el tipo de temopar (K, N, T, J, B, R, S o RTD) y el proceso al que se expone.

  1. Instrumentación

Los instrumentos reciben comunicación eléctrica de los termopares y convierten fuerza electromotriz (fem) a un formato usable. La Sección 3 define los requisitos de resolución y precisión para la instrumentación empleada en equipos de procesamiento térmico, así como la frecuencia a la que se deben calibrar dichos instrumentos. El nivel de precisión de la instrumentación está en función del propósito del instrumento como se muestra en la siguiente tabla.

Es importante considerar las instrucciones del fabricante al momento de instalar y calibrar los instrumentos de control del horno. Desde el punto de vista metrológico, la documentación debe demostrar que la calibración de los equipos es trazable a un patrón nacional (NIST, CENAM, etc) y realizada de conformidad a la norma ISO/IEC 17025:2017 correspondiente a los laboratorios de ensayo y calibración.

  1. Prueba de Exactitud del Sistema (System Accuracy Test o Probe Check)

La prueba System Accuracy Test (SAT) o Probe Check es una comparación en sitio del sistema de medición del horno contra un sistema de medición calibrado. El objetivo de esta prueba es determinar si la desviación natural del sistema de medición de temperatura se encuentra dentro de límites aceptables. Por lo tanto, esta prueba se debe realizar para asegurar la exactitud de todos los sistemas de medición de temperatura que empleamos para tomar decisiones, tanto de control como de registro (graficadores)

Un SAT es una prueba muy simple para asegurar que el todo el sistema de medición (termopar mas instrumento en conjunto) provee una representación exacta de la temperatura. Es importante tomar en cuenta que los resultados de la prueba SAT cambian con el tiempo, por lo tanto se trata de un chequeo muy útil para identificar tendencias y tomar acciones de manera proactiva antes de una desviación.

  1. Prueba de Uniformidad de Temperatura (Temperature Uniformity Survey)

Un Temperature Uniformity Survey (TUS) es una prueba o serie de pruebas en donde un instrumento y varios termopares calibrados miden la variación de temperatura dentro del volumen de trabajo del horno o tanque. La prueba TUS indica dónde se encuentran los puntos mas fríos y/o calientes de un horno y proporciona elementos para determinar el porqué de esos puntos y cómo corregirlos.

Un TUS se considera aceptable si las lecturas de los termopares se encuentran dentro de los límites establecidos por la sección 3.4.6.1 durante el tiempo requerido en todo momento. La prueba TUS se recomienda realizar después de la instalación inicial del equipo o después de una modificación que pudiera alterar las características de uniformidad del horno. Posteriormente se deben realizar de manera anual de acuerdo al procedimiento de este documento.

Importancia de la pirometría

La labor para armonizar los procesos especiales no es sencilla, sin embargo existen datos contundentes que prueban la efectividad de este esfuerzo. Las pruebas de pirometría proporcionan información valiosa que fomenta el mantenimiento preventivo de los hornos y tanques empleados en procesos de Plating. Al mismo tiempo, el entendimiento y control de los sistemas de medición ayudan de manera proactiva a obtener resultados repetibles. En ambos casos la información generada en estas pruebas nos permite reducir la probabilidad de scrap o reclamos de calidad y asegurar la continuidad del negocio al mostrar conformidad con los mandatos del cliente.

Victor Zacarias

Heat treat management expertise: CQI-9, AMS2750

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Consideraciones para realizar TUS conforme a CQI-9

Un Temperature Uniformity Survey (TUS) es una prueba o serie de pruebas en donde un instrumento calibrado y varios termopares calibrados miden la variación de temperatura dentro del volumen de trabajo del horno. La prueba TUS indica dónde se encuentran los puntos mas fríos y/o calientes de un horno y proporciona elementos para determinar el porqué de esos puntos y cómo corregirlos.

El primer aspecto a considerar es la cantidad de termopares a emplear durante la prueba, que está en función del volumen de trabajo del horno y la normativa aplicable. Para la mayoría de los volúmenes de los hornos disponibles comercialmente, la cantidad de termopares requeridos es de 9 para hornos tipo batch (lote) y 3 para hornos continuos.

Un TUS se considera aceptable si las lecturas de los termopares se encuentran dentro de los límites establecidos por la especificación durante el tiempo requerido en todo momento. La prueba TUS se deben realizar después de la instalación inicial del equipo o después de una modificación que pudiera alterar las características de uniformidad del horno. Posteriormente se deben realizar de manera periódica de acuerdo a la normativa. A continuación te compartimos las frecuencias establecidas por CQI-9 en las que se deben realizar los TUS en función del tipo de Tratamiento Térmico

Victor Zacarias

Heat treat management expertise: CQI-9, AMS2750

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Infografía: Instrumentación conforme a AMS2750 y CQI-9

Los instrumentos reciben comunicación eléctrica de los termopares y convierten fuerza electromotriz (fem) a un formato usable. Para una organización que realiza tratamiento térmico , ¿Cual sería su interés principal con los instrumentos?

La especificaciones de pirometría definen los requisitos de resolución y precisión para la instrumentación empleada en Tratamientos Térmicos, así como la frecuencia a la que se deben calibrar dichos instrumentos. El nivel de precisión de la instrumentación está en función la norma aplicable y el propósito del instrumento como se muestra en la siguiente infografía.

Infografía. Requerimientos sintetizados para la calibración de instrumentos de control de temperatura conforme a AMS2750 y CQI-9

 

Victor Zacarias

Heat treat management expertise: CQI-9, AMS2750

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¿Cuando remplazar un termopar de prueba conforme a CQI-9?

Si tu realizas pruebas SAT (System Accuracy Test) o TUS (Temperature Uniformity Survey), seguramente te habrás hecho una de estas preguntas en algún momento ¿Cuándo empecé a usar estos termopares para la prueba? ¿Cuantas pruebas llevarán? ¿Por cuanto tiempo mas los seguiré usando?

Termopares base con conector mini comúnmente usados para pruebas SAT y TUS conforme a CQI-9 y AMS2750

Si en algún momento te has hecho alguna de estas preguntas, estás en el camino correcto. Y la razón es porque la mayoría de los termopares tienen un tiempo de vida finito debido al proceso de degradación que sufren a lo largo del tiempo conforme se exponen a ciclos de temperatura. Esto es particularmente importante en termopares base como el K y el E en donde por la naturaleza de sus aleaciones, a temperaturas elevadas los elementos de medición sufren procesos de recocido y cavitación que modifican las propiedades eléctricas y por lo tanto la precisión.

Es por eso que la mayoría de las especificaciones de pirometría definen un límite para el reuso de termopares base cuando se emplean constantemente para la realización de pruebas SAT y TUS. CQI-9 no es la excepción e identifica estos límites en las tablas 3.1.1, 3.1.3 y 3.1.5 de la sección de termopares del documento.

Si tu realizas este tipo de pruebas  de pirometría conforme a CQI-9 en tu organización, a continuación te compartimos una sencilla tabla donde se resumen los límites de uso en función del tipo de termopar usado, la temperatura de operación y la cantidad de ciclos a la que se exponen los termopares de prueba.

Infografía. Reemplazo de Termopares de Prueba conforme a CQI-9

 

 

Victor Zacarias

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Pirometría: La clave para un Tratamiento Térmico confiable en la industria Automotriz y Aeroespacial

Hablar de Tratamiento Térmico en la industria Automotriz y aeroespacial es cosa seria. El hecho de que no puedes medir el 100% de las partes (a menos que emplees ensayos destructivos) es perturbador. Esta es la razón por la cual ambas industrias requieren estrictos estándares para la medición y el control de los procesos térmicos: la pirometría

Las norma SAE AMS2750 es la especificación mayormente aceptada por la industria aeroespacial y nos ayuda a responder preguntas críticas del proceso de tratamientos térmicos

  • ¿Cómo sabes que tus lecturas de temperatura son precisas?,
  • ¿Cómo sabes cuánta es la variación de temperatura dentro del horno?
  • ¿Como sabes que toda la carga fue expuesta a una temperatura consistente durante el ciclo?,
  • ¿Cómo sabes que lo sabes?

Los requerimientos de Pirometría de CQI-9 son muy similares. De hecho, cuando la AIAG lanzó la primera edición de esta evaluación en el 2006, se referenciaba a la AMS2750 para cumplir los requisitos de Pirometría. En la tercera edición de la CQI-9, el comité decidió escribir sus propios requerimientos debido a las características particulares de la industria automotriz, pero aún se basa en los estándares aeroespaciales.

Cuando se implementan estos requerimientos, tenemos que tener en cuenta que nos enfrentamos a dos estándares complicados que requieren de personal calificado para interpretar los requerimientos. Pero a pesar de su complejidad, esta probado que la implementación de cualquiera de estas especificaciones llevará a un proceso controlado capaz de prevenir defectos.

Al final, la metrología (de temperatura en este caso) te muestra nuevamente que puedes salir de la planta sabiendo que has contribuido a un producto seguro para muchas generaciones por venir

Victor Zacarias

Heat treat management expertise: CQI-9, AMS2750

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