¿Qué ensayos no destructivos debe pedir para una pieza fundida según el defecto que le preocupa?

Datos clave

• Los líquidos penetrantes solo detectan discontinuidades abiertas a la superficie, como grietas, traslapes, uniones frías, rechupe superficial y fugas pasantes, y la práctica no fija criterios de aceptación (ASTM E165/E165M-23, ASTM International, 2023)
• Las partículas magnéticas detectan grietas y otras discontinuidades en la superficie o cerca de ella, y solo en materiales ferromagnéticos, así que no sirven en aluminio, zinc, latón ni acero inoxidable austenítico (ASTM E709-21, ASTM International, 2021)
• La radiografía de piezas fundidas detecta sobre todo discontinuidades volumétricas; la detección de discontinuidades planas debe acordarse entre comprador y proveedor, y la práctica controla la calidad de imagen, no la aceptación de la pieza (ASTM E1030/E1030M-21, ASTM International, 2021)
• La práctica de ultrasonido para piezas fundidas de ASTM cubre piezas de acero al carbono, de baja aleación e inoxidable martensítico con tratamiento térmico, y aplica solo cuando el contrato o la especificación la pide (ASTM A609/A609M-12(2023), ASTM International, 2023)
• En Saola Manufacturing el torneado y el fresado CNC se hacen en nuestra planta asociada principal en Vietnam. La fundición a presión y la fundición en arena se coordinan con fábricas asociadas, y la ubicación de producción se indica en cada cotización.

¿Cómo se reconoce que el plan de inspección de una pieza fundida está mal planteado?

La señal más común es un plano que dice «sin porosidad, sin grietas» o «radiografía a todas las piezas» sin decir con qué referencia se acepta o se rechaza. La otra señal es que los rechazos aparecen en su línea, después del maquinado o en la prueba de fuga, aunque el proveedor reporta que todo pasó.

Cuando una pieza fundida nueva entra a cotización, el comprador suele heredar la nota de inspección de una pieza parecida o de un plano antiguo. El resultado se ve en tres formas. Primero, se pide un método que no puede ver el defecto que importa: líquidos penetrantes en una carcasa que fuga por rechupe interno, o partículas magnéticas en una pieza de aluminio. Segundo, se pide el método correcto pero sin criterio, de modo que el reporte del proveedor dice «inspeccionado» y nadie puede discutir si una indicación es aceptable. Tercero, se pide todo en todas las piezas y el precio sube sin que mejore la información.

Un plan bien planteado responde cuatro preguntas para cada zona de la pieza: qué defecto pondría en riesgo la función, qué método lo encuentra, con qué documento se juzga la indicación y cuántas piezas se revisan. Si una de esas cuatro respuestas falta, el ensayo se convierte en un trámite y no en una barrera.

¿Qué método encuentra cada defecto y cuál no lo ve?

Use métodos de superficie (visual, líquidos penetrantes, partículas magnéticas) para grietas, uniones frías y traslapes, y métodos volumétricos (radiografía, tomografía, ultrasonido) para porosidad, rechupe e inclusiones internas. La prueba de fuga no localiza defectos: confirma que una pieza que debe sellar sí sella.

La regla práctica es cruzar la forma del defecto con el método. La radiografía ve bien los huecos volumétricos, pero una grieta fina orientada en paralelo al haz puede pasar sin contraste, y ASTM E1030 deja la detección de discontinuidades planas como algo que comprador y proveedor deben acordar (ASTM E1030/E1030M-21). El ultrasonido, al revés, encuentra bien las discontinuidades planas perpendiculares al haz en secciones gruesas de acero, pero en paredes delgadas de aluminio fundido a presión la zona muerta cerca de la superficie y la geometría compleja lo vuelven poco útil. Los líquidos penetrantes necesitan que el defecto esté abierto, así que no ven nada bajo la piel de la pieza; y en una superficie porosa dejan fondo y falsas indicaciones.

La tomografía computarizada es la herramienta para el desarrollo de una pieza nueva: da la posición y el volumen de cada poro en tres dimensiones y permite juzgarlos por zona funcional de la pieza. La directriz alemana BDG P 203 (piezas de aluminio, magnesio y zinc) lleva a tres dimensiones la evaluación que las directrices P 201 y P 202 hacen en cortes de dos dimensiones, y pone el acento en evaluar por separado las zonas que importan para la función (BDG P 203, 2019; Volume Graphics, análisis de porosidad). Por su tiempo y su costo por pieza, suele reservarse para muestras iniciales, PPAP e investigaciones de falla, no para cada pieza de producción.

¿Qué debe escribir en el plano, la solicitud de cotización y la orden de compra?

Para cada ensayo escriba cinco cosas: el método y su documento de procedimiento, el criterio de aceptación con su documento de referencia, la zona marcada en el dibujo, la etapa en que aplica y el muestreo. Agregue qué registros entrega el proveedor y qué pasa con una pieza rechazada.

Una nota que funciona se ve así, con los valores que usted fija según la función:

• Zona A (cara de sello, sombreada en la hoja 2): radiografía según ASTM E1030/E1030M; aceptación con la categoría y el grado de severidad que usted fije de ASTM E505 (película) o ASTM E2973 (imagen digital); aplica a la pieza en bruto.
• Superficie maquinada de la zona A: inspección visual con aumento; sin poros abiertos mayores que el tamaño que usted defina.
• Zonas de radio marcadas: líquidos penetrantes según ASTM E165/E165M; sin indicaciones lineales.
• Pieza completa: prueba de fuga después del último maquinado y antes de cualquier recubrimiento, con método, presión y tasa de fuga indicados.
• Muestreo: según el plan de control o una tabla de muestreo citada por nombre y año; el ensayo de muestras iniciales cubre cada cavidad del molde.

Recuerde que los documentos de procedimiento no aceptan ni rechazan nada por sí solos: ASTM E165 indica que no fija criterios de aceptación para las indicaciones (ASTM E165/E165M-23), y lo mismo pasa con la práctica de radiografía. El criterio lo pone usted. En la solicitud de cotización, mande esta nota junto con el plano, porque los ensayos cambian el precio y el proveedor necesita saber si los hace la fundición, un laboratorio externo o los dos. En la orden de compra repita la revisión del plano y pida el reporte de ensayo con el número de pieza, la cavidad, el lote de fundición y la identificación del personal que interpretó el resultado, con su nivel de calificación según ISO 9712 o la práctica que su cliente exija.

Por último, acuerde qué dispara un nuevo ensayo de muestras iniciales: una reparación o modificación del molde, un cambio de aleación o de proveedor de lingote, un cambio de máquina o de parámetros. La porosidad depende del proceso, y un criterio que se cumplió en el PPAP puede dejar de cumplirse sin que cambie el plano.