Metrología en Inspección de Soldadura: Guía del Supervisor

“SUPERVISOR DE SOLDADURA”
MODULO
TECNOLOGÍA, METALURGIA Y ENSAYOS EN INSPECCIÓN DE SOLDADURA
TEMA 2
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ing. Luis Chirinos Martínez
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Por muchos años, ha habido esfuerzos para
convertir el sistema oficial de medición norteamericano
al sistema internacional que es más usado. A la fecha la
conversión se mantiene voluntaria, y todavía no es "ley".
Sin embargo, el gobierno federal ha iniciado el
requerimiento que todos los documentos científicos y de
ingeniería federales deberán ser publicados usando el
sistema internacional. Este sistema internacional es
usado por la mayoría de las naciones en el mundo, y es
conocido como "Le Systeme Internationale d'Unites",
abreviado como "SI". El nombre común para este
sistema en estados unidos es el “sistema métrico‟. El
sistema corriente de uso en estados unidos es conocido
como US habitual y se abrevia como US.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
El sistema internacional ofrece muchas ventajas
sobre el sistema US, pero es resistido por muchas
industrias por varias razones. La mayor razón es
económica; la conversión a un nuevo sistema requiere
gastos en herramientas, reentrenamiento del personal,
realización de nuevos planos, e incluso cambios de
diseño en muchos casos. Sin embargo, muchas
industrias están haciendo la conversión de unidades en
forma voluntaria para mejorar su posición global de
marketing, y dentro del sistema corriente usado en
Norteamérica hay una mezcla de lo nuevo y lo viejo. Un
ejemplo del uso métrico en estados unidos son las
bebidas alcohólicas y las industrias destilerías que ahora
marcan sus productos en litros, mililitros, más que en el
sistema US (1/8 galón), cuartos y galones.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Por esto, tener conocimiento en ambos sistemas se está
transformando en un requerimiento para el personal de Estados
Unidos, para un trabajo más preciso y efectivo. Para aquellas
industrias que eligen competir en mercados globales, el uso del
sistema métrico, o SI, es un imperativo económico. Planos de
fabricación, dimensiones del producto, medidas de embalaje, pesos,
etc., deben convertirse al sistema internacional para alcanzar los
requerimientos de todo el mundo. La industria de la soldadura no es
excepción, y este Módulo discutirá los términos comunes y los
sistemas necesarios para operar tanto con el sistema US como con el
sistema SI. La conversión de un sistema a otro requiere el
conocimiento de ciertas reglas, especialmente para los cálculos;
estas reglas serán tratadas y se darán ejemplos clarificadores.
La AWS desarrolló un estándar, ANSI/AWS A1.1-89, (Metric
Practice Guide for the Welding Industry), para asistir a la industria de
la soldadura en su transición al uso del sistema SI.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
La presente Política de Medición de AWS establece, en
parte, que "La AWS apoya una transición transitoria al uso de
las unidades SI. La AWS reconoce que el sistema de unidades
US habitual será reemplazado por eventualmente por el sistema
de unidades SI”. Dilatar la transición al sistema de unidades SI y
alargar innecesariamente los períodos de transición resultan en
costos mayores y confusión, e incrementos de las pérdidas de
compatibilidad con el mercado internacional".
En la actualidad, EEUU permanece como el único país
industrial que todavía usa en forma predominante el sistema
pulgada-libra de medición. Desde la firma del Metric Act de
1975 por el Presidente Ford y la confusión inicial de la
transición, la característica voluntaria del acto permitió que el
ímpetu se estanque. Ahora nos encontramos en desigualdad, no
solo con otros países industriales, sino también, en muchos
casos, entre nosotros.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Por lo establecido anteriormente en AWS A1.1 es
evidente que el AWS apoya la conversión al sistema
SI, pero no es mandatario hasta el momento para
sus documentos. El estándar, A1.1, es una revisión
del sistema SI, notando específicamente las
convenciones estándar para su uso, y también
enumerando los términos comunes relacionados con
la industria de la soldadura. En este Módulo se usan
extractos de A1.1 para puntualizar el uso apropiado
del sistema SI, pero uno debe mantener en mente,
que el uso es voluntario y no mandatorio. Se
presenta la información para incrementar su
conocimiento general del sistema SI e incrementar
su efectividad en el manejo con los mercados
globalizados de hoy en día.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Para comenzar la revisión de la conversión SI, es valioso ver que tan complicado es realmente el
sistema actual. Debido a que la mayoría están familiarizados con esta complejidad, frecuentemente se
piensa que es 'simple', pero en efecto, es muy complejo. Para novatos, deben pensar, cuantos
términos, o valores de unidades, hay para la medición de la longitud. Comúnmente, para medir
longitudes se usan las unidades en pulgadas, pies, yardas, y millas, tanto como otras, estadio, legua,
braza, y muchísimos más. Todos estos términos para medir sólo una dimensión, la longitud. Y si bien
uno puede convertir cada una de estas unidades a otra, los factores de conversión son
inconvenientes y rara vez múltiplo de 10. La mayoría tuvo que aprender que hay 12 pulgadas en un
pie, 36 pulgadas o tres pies en una yarda, y 5280 pies o 1760 yardas en una milla.
Hay un problema similar para la medición de volúmenes en el sistema US; onzas líquidas,
octavos, cuartos, galones, pie cúbico, etc. Para hacer esto incluso más confuso a veces se usa la
misma palabra para dos casos diferentes. Un ejemplo es la unidad base, onza, usados tanto para
volumen y peso. Onza puede significar un volumen, como 64 por galón, o un peso, como en 16 por
libra. Pero el sistema US se prefiere por la familiaridad con él, y como se notó antes, la gente es
reacia al cambio.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
El sistema métrico, cuando se compara al
US, es muy simple, debido a la falta de
familiaridad con el SI, parece dificultoso para
muchos, especialmente para aquellos con
muchos años usando el sistema US. Sin
embargo, el sistema métrico se aprende
rápidamente, y ofrece muchas ventajas sobre el
sistema US presente principalmente porque tiene
una sola unidad base primaria para cada
medición necesaria, y opera consistentemente
con múltiplos de 10 en las unidades de base de
valores
mayores.
Usando
una
base
multiplicadora de 10 también permite el uso del
sistema decimal para valores menores que uno.
En la Tabla 7.1, se muestran distintos ejemplos
de unidades base.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Notar que la longitud siempre se expresa en la
base de unidad del metro; la masa, o el peso como se
usa comúnmente, siempre se expresa en kilogramos
(que ya tiene aplicado un prefijo); y el volumen líquido
se pone en litros. Los valores mayores o menores
requieren simplemente un prefijo, o multiplicador,
ubicado frente a la unidad base; la Tabla 7.2 enumera
distintos prefijos comunes (el kilo es la única
excepción de esta lista; la masa siempre se pone en
kg). Por esto las distancias entre ciudades se mide en
kilómetros (un kilómetro es igual a 1000 metros),
mientras que las unidades pequeñas se deben medir
en milímetros (un milímetro es 1/1000 de un metro).
Además de las unidades de medición mostradas en la
Tabla 7.1, hay distintos términos que se relacionan con
la soldadura, y se muestran en la Tabla 7.3.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Los prefijos en la Tabla 7.2 son necesarios para asistir el manejo de valores muy grandes o muy
pequeños que se encuentran normalmente en el trabajo diario. Por ejemplo, un material de
fabricación común, acero al carbono corriente tiene una resistencia a la tracción aproximada de
70,000 libras por pulgada al cuadrado (psi) en el sistema US corriente. La conversión de 70,000 psi a
la unidad pascal del SI para la resistencia a la tracción da un valor muy grande porque hay 6.895
pascales en cada psi. Esta conversión se muestra abajo:
Ejemplo 1:
70,000 psi = ?? Pa
70,000 x 6,895 Pa/psi = 482,650,000 Pa
La magnitud de la pregunta de arriba es un poco burda para el uso debido a su tamaño, entonces
podemos aplicar el prefijo 'mega' de la Tabla 7.2 para simplificarlo. El prefijo mega tiene un valor de
106 o 1000000, y lo aplicamos para responder y mover la coma decimal consecuentemente. Esto
resulta en una respuesta más simple sin todos los ceros, moviendo la coma decimal 6 lugares a la
izquierda luego de agregar el prefijo.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 2:
70,000 psi = 482.65 Pa
Habrá varios ejemplos más de la conversión de un sistema a otro, pero primero se deben fijar
algunas convenciones aritméticas simples requeridas para sumar, restar, multiplicar o dividir. Para
comenzar, el 'número línea' será repasado para asegurarse de la nomenclatura usada para referirse a
la posición particular en este 'número línea'. Seguimos con un ejemplo que denota las posiciones de
todos los dígitos en un número muy grande que contiene muchos dígitos luego de la coma decimal:
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 3:
Para el número 1.234.567,987654
Los números a la izquierda del decimal son mayores que uno, y se los conoce como:
El 7 en la posición de la 'unidad'
El 6 en la posición de las 'decenas''
El 5 en la posición de las 'centenas'
El 4 en la posición de los 'millares'
El 3 en la posición de los 'diez millares'
El 2 en la posición de los 'cien millares'
El 1 en la posición de los 'millones’
Fijándose en el mismo número nuevamente, y mirando los números de la derecha del decimal
podemos referirnos a cada una de las posiciones:
1.234.567,987654
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Los números a la derecha de la coma decimal, que son menores que uno, se conocen como:
El 9 en la posición de los 'décimos''
El 8 en la posición de los 'centésimos''
El 7 en la posición de los 'milésimos'
El 6 en la posición de los 'diez milésimos'
El 5 en la posición de las 'cien milésimos'
El 4 en la posición de los 'millonésimos’
Manteniendo estas distintas posiciones en mente ayudará a manejar los cálculos de las
conversiones.
El próximo tema para repasar es el uso de la notación científica NC; que es, el uso de potencias
de diez para simplificar el registro de números muy grandes o muy chicos. Las expresiones
exponenciales de diez comúnmente usadas se muestran en la Tabla 7.2. Estas potencias de 10 son
usadas para escribir los números en notación científica. Cuando se conviertan números a NC, la
convención es que el lugar decimal siempre se mueve a la posición tal que siempre hay un solo
dígito apareciendo a la izquierda de la coma.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
El número de espacios que se mueve el punto decimal, a izquierda o derecha, para alcanzar esta
nueva configuración, es la 'potencia de diez', o es exponente de 10, en la expresión de notación
científica. Si la coma se mueve hacia la izquierda, como ocurre con números grandes, entonces el
exponente de 10 es un número positivo. Si el punto decimal se mueve hacia la derecha, como ocurre
para los números menores que uno, entonces el exponente de 10 es negativo. Los dígitos escritos
previo al símbolo de multiplicación "X" se conocen como 'número de raíz' o 'valor numérico'. Los
ejemplos tanto de números grandes o chicos escritas en notación científica son:
Ejemplo 4:
234
=
5678
=
0.0234 =
0.567 =
2,34 x 102
5,678 x 103
2,34 x 10-2
5,67 x 10-4
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
De los ejemplos anteriores, es evidente que un movimiento de la coma un espacio a la izquierda
equivale a multiplicar por diez, y mover la coma decimal un espacio hacia la derecha es equivalente a
dividir por diez. El exponente negativo en la notación científica significa un número de raíz que es
menor que uno.
Otra ventaja de la notación científica es la facilidad de los cálculos con números muy grandes o
muy chicos. Cuando se multiplican dos miembros, ambos escritos en notación científica, sólo es
necesario multiplicar los dos números de raíz entre sí, y sumar los exponentes, o potencias de 10,
de cada número, y componer la respuesta en notación científica.
La división de dos números consiste en dividir las dos raíces como se hace normalmente,
sustrayendo el número del exponente del denominador al número del exponente del numerador, y
componiendo nuevamente la notación científica. Se muestran algunos ejemplos:
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 5:
Multiplicación (suma de exponentes)
Ejemplo 6:
División (sustracción de exponentes)
2,0 x 103 x 1,5 x 105 = 3,0 x 108
1,0 x 108 x 4,5 x 107 = 4,5 x 1015
3,5 x 10-3 x 2,0 x 106 = 7,0 x 103
5,0 x 102 x 12 x 10-6 = 60 x 10-4 = 6 x 10-3
3,0 x 104 / 1,5 x 102 = 2,0 x 102
6,0 x 10-7 / 3,0 x 103 = 2,0 x 10-10
4,5 x 104 / 1,5 x 10-5 = 3,0 x 103
8,0 x 10-6 / 2,0 x 10-9 = 4,0 x 103
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Para la suma o resta de números en notación científica, el primer paso es colocar ambos números
con el mismo exponente, entonces hacer la operación normal de suma o resta.
Ejemplo 7:
Suma
2.3 x 104 + 3.54 x 105 =
0.23 x 105 + 3.54 x 105 = 3.77 x 105
3.78 x 10-6 + 7.45 x 10-4 =
0.0378 x 10-4 + 7.45 x 10-4 = 7.4878 x 10-4
Ejemplo 8:
Resta
7.8 x 106 – 9.4 x 104 =
7.8 x 106 – 0.094 x 106 = 7.70 x 106
3.9 x 10-4 – 6.1 x 10-5 =
3.9 x 10-4 – 0.61 x 10-4 = 3.29 x 10-4
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Notar que las reglas estándares se aplican para sumar y estar números positivos como negativos.
El resultado final siempre debe ser llevado a notación científica, teniendo sólo un dígito a la izquierda
de la coma, ajustando el exponente.
El próximo tema que revisar es la convención de "redondeo"; la mayoría de las personas está
familiarizado con algún tipo de reglas de redondeo, pero la convención usada es:
• Regla 1. Incremento del último dígito que se conserva en uno si el siguiente dígito es mayor que 5.
• Regla 2 - Retener el último dígito sin modificar si el dígito siguiente es menor que 5.
• Regla 3 - Retener el último dígito sin cambiar si es par, o incrementar en uno si es impar, si el
último dígito es exactamente 5
Mientras que la mayor parte son familiares con las dos primeras reglas, muchos pueden no haber
usado la Regla 3 previamente, pero el uso y práctica harán de esto parte de nuestro 'vocabulario
técnico'. Los ejemplos de uso de esas reglas se muestran por redondeo de un único número en
distintas posiciones en el número:
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 9:
8937 = 9000 redondeado al “millar” más cercano
8927 = 8900 redondeado al “centenar” más cercano
8937 = 8940 redondeado a la “decena” más cercano
Otros ejemplos muestran el uso de la Regla 3 “impar/par”
Ejemplo 10:
8435 = 8440 redondeada a la “decena” más cercana
8445 = 8440 redondeada a la “decena” más cercana
8445 = 8460 redondeada a la “decena” más cercana
8465 = 8460 redondeada a la “decena” más cercana
Ejemplo 11:
4.4638 = 4
redondeado a la decena más cercana
4.4638 = 4.4 redondeado al décimo más cercano
4.4638 = 4.46 redondeado al centésimo más cercano
4.4638 = 4.464 redondeado al milésimo más cercano
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Los ejemplos adicionales muestran los resultados cuando varios números distintos son
redondeados a 4 dígitos (recordar Regla 3)
Ejemplo 12:
1.02345 se hace 1.023
1.02055 se hace 1.021
1.02350 se hace 1.024
1.02450 se hace 1.024
El redondeo debe ser siempre una única operación; esto es, no redondear cada último dígito que
va quedando hasta llegar al dígito deseado. Una única operación de aproximación; evita errores de
redondeo en los cálculos, el redondeo debe comenzar siempre en la posición adecuada para el valor
deseado, y luego redondeado en un único paso. Estas convenciones de redondeo también están
citadas en ANSI/AWS Standard A1.1 con ilustrativos ejemplos adicionales.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
El siguiente tema de revisión es la tolerancia y la convención de “dígito significativo”, o “figura
significativa”. Con el uso actual común de calculadoras electrónicas se dan respuestas de cálculos
simples con una falsa impresión de precisión. Por ejemplo, haciendo 1÷3, en una calculadora típica
de 8 dígitos la respuesta es 0.3333333. La pregunta a responder es; ¿la respuesta anterior es más
precisa que una de 0.3 o 0.33?.
La respuesta a la pregunta anterior no puede ser determinada sin conocer las tolerancias para los
dos números originales. Posiblemente, el número 3 derivó de redondear 2.8 a 3, y el número 1
derivó de redondear 1.4 a 1. Por esto la precisión de la respuesta numérica depende de las
tolerancias y redondeo de los números originales. Si del ejemplo de arriba, los números exactos
originales, 1.4 y 2.8, se usan previo al redondeo, se encontrará una respuesta exacta de 0.50. Este
es muy distinto del resultado de dividir 1 por 3 que es 0.3333333. Entonces, la precisión de la
respuesta calculada siempre dependerá de la precisión, o exactitud, de los números originales.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Para la ayuda en la mejora a la precisión, y el reconocimiento de la inexactitud de los datos dados,
se estableció una convención de los dígitos significativos. Una primera mirada a como se establecen
los dígitos significativos se ordena con el ejemplo:
Ejemplo 13:
65.4 tiene 3 dígitos significativos
4.5300 tiene 5 dígitos significativos
7.0001 tiene 5 dígitos significativos
0.0018 tiene 2 dígitos significativos
0.00180 tiene 3 dígitos significativos
42.06 tiene 4 dígitos significativos
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Notar que para números menores que uno, los ceros a la izquierda y a la derecha de la coma,
usados para ubicar el punto decimal, no se cuentan como dígitos significativos. Sin embargo, los
ceros en el medio o al final de los números dados arriba son contados como dígitos significativos
debido a que agregan precisión considerable al número. Los números mayores que uno sin coma
decimal, que contienen ceros en el extremo del número, pueden tener incertidumbre asociada con el
número, y el número de dígitos significativos puede variar. Por ejemplo:
Ejemplo 14:
27000000
puede tener 2, 3, 4, ....,8 dígitos significativos, dependiendo de su precisión. Si se sabe que tiene 2
dígitos significativos, se escribe mejor como 2.7 X 107. Si se sabe que tiene 4 dígitos significativos,
se debe escribir como 2,700 X 104. En los ejemplos previos de resistencia a la tracción con un valor
de 70000 psi, no se establece realmente el valor exacto, debido a que el número 70000 puede haber
sido redondeado a las decenas, cientos, millares más cercanos. En orden a evitar la incertidumbre, la
resistencia a la tracción puede ser escrita como 7 X 104. Esta aproximación establece que sólo tiene
una cifra significativa.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Las reglas de la computación que usan la convención de las cifras significativas son:
• Regla A. Para suma y resta, retener sólo tantos dígitos significativos en el resultado como los
contenidos en el componente con el menor número de dígitos significativos
• Regla B. Para multiplicación y división, la respuesta final no puede tener más dígitos significativos
que el componente con la menor cantidad de dígitos significativos.
Para ver cómo trabajan, será útil una revisión de varios ejemplos usados anteriormente. En los
Ejemplos 7 y 8, debemos corregir las respuestas para los problemas de suma y resta, redondeando
al menor número de cifras significativas del componente original. Por esto, las respuestas a los
ejemplos de suma y resta deben ser modificadas como sigue:
Ejemplo 15:
3.77 x 105
7.4878 x 10-4
7.706 x 106
3.29 x 10-4
es
es
es
es
3.8 x 105
7.49 x 10-4
7.7 x 106
3.3 x 10-4
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Los resultados anteriores, deben ser redondeados a cifras significativas de 2, 3, 2 y 2
respectivamente para igualar la información original. Otros ejemplos son:
Ejemplo 16:
73,24 x 4,52 = 331 (no 331,0448)
1,648 / 0,023 = 72 (no 71,652174)
3,16 + 2,7 = 5.9 (no 5,86)
83,42 – 11 = 72 (no 72,42)
48,0 x 943 = 45.300 (no 45.264)
En algunas ocasiones, se sabe que algunos números no tienen incertidumbre, y cuando se usan
en cálculos, las cifras significativas de la respuesta se basan en el componente “inexacto”. Los
siguientes ejemplos:
Ejemplo 17:
8,416 X 50 = 420,8 cuando 50 es exacto
47,816 - 25 = 22,816 cuando 25 es exacto
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Se mostró antes, en el Ejemplo 1 con un acero con una resistencia a la tracción de 70.000 psi
puede ser convertido a pascales al SI. Entonces, para hacer el número más manejable, se aplicaba
un prefijo de “mega‟ para eliminar varios ceros. Estos prefijos son muy convenientes, y son simples
abreviaturas de los multiplicadores del número. Un ejemplo de un término común encontrado
diariamente es el prefijo “kilo‟. Significa 1.000, entonces si se aplica a la unidad métrica de longitud,
un kilómetro es 1.000 metros. Igualmente, “mili” significa un milésimo, entonces un milímetro
significa un milésimo de metro, hay 1.000 milímetros en un metro. Ejemplos del uso de los prefijos
son:
Ejemplo 18:
456.000.000 Pa = 456 MPa
56 km = 56.000 m
234.000 mm = 234 m
456 g = 0.456 kg
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Debido a que las conversiones de unidades SI a unidades US, o viceversa, se necesitan
comúnmente, se desarrollaron tablas con factores de conversión para que sirvan a estas
conversiones. La Tabla 7.4 en la página siguiente muestra muchos de factores usados en soldadura.
El uso de la tabla es muy simple; encontrar la propiedad a convertir, y multiplicar el número a ser
convertido por el factor de conversión dado. Entonces, redondee de la respuesta computada para
igualar los últimos números significativos en los componentes originales. El inspector no debe hacer
un esfuerzo para memorizar ninguno de los factores de conversión mostrados en la Tabla 7.4; estos
serán provistos cuando se necesiten para la conversión de los datos. El Inspector de Soldadura debe
ser capaz de computar con simplicidad los números para llegar a la solución basados en la figura
significa y convenciones de redondeo.
Mirando más allá en la tabla de factores de conversión, hay algunas características importantes.
Uno ve que la tabla está acomodada en cuatro columnas, llamadas “Propiedad” a “convertir desde‟,
“A” “Multiplicar por‟. Usted debe usar dichas columnas en el mismo orden en que están dispuestas.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Propiedad
A convertir desde
a
Multiplicar por
Dimensiones de área (mm2)
in2
mm2
mm2
in2
6,451600 x 102
1,550003 x 10-3
Densidad de corriente (A/mm2)
A/in2
A/mm2
A/mm2
A/in2
1,550003 x 10-3
6,451600 x 102
Velocidad de deposición (kg/h)
lb/h
kg/h
Kg/h
lb/h
0,45
2,2
Resistividad eléctrica (•m)
•cm
•m
•m
•cm
1,000000 x 102
1,000000 x 10-2
Fuerza del electrodo (N)
Libra – fuerza
Kilogramo – fuerza
N
N
N
lbf
4,448222
9,806650
2,248089 x 10-1
Velocidad del fundente (L/min)
ft3/h
galón por hora
galón por minuto
L/min
L/min
L/min
4,719475 x 10-1
6,309020 x 10-2
3,785412
Tenacidad a la fractura (MN•m-3/2)
ksi•in-3/2
MN•m-3/2
MN•m-3/2
ksi•in-3/2
1,098855
0,910038
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Propiedad
A convertir desde
a
Multiplicar por
Aporte de calor (J/m)
J/in
J/m
J/m
J/in
3,937008 x 10
2,540000 x 10-2
Energía de impacto
Pie libra fuerza
J
1,355818
Medidas lineales (mm)
in
ft
mm
mm
mm
mm
in
ft
2,540000 x 10-2
3,048000 x 102
3,937008 x 10-2
3,280840 x 10-3
Masa (gramos)
lb
kg
kg
lb
0,45
2,2
Densidad de potencia (W/m2)
W/in2
W/m2
W/m2
W/in2
1,550003 x 103
6,451600 x 10-4
Presión (gas y líquido) (kPa)
psi
lb/ft2
N/mm2
kPa
kPa
kPa
6,894757
4,788026 x 10-2
1,000000 x 103
Presión (gas y líquido) (kPa)
kPa
kPa
kPa
psi
lb/ft2
N/mm2
1,450377 x 10-1
2,088543 x 10
1,000000 x 10-3
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Propiedad
A convertir desde
a
Multiplicar por
torr (mm Hg a 0°C)
micron (m Hg a 0°C)
Pa
Pa
bar
Pa
Pa
torr
micrón
psi
1,333220 x102
1,333220 x 10-1
7,500640 x 10-3
7,500640 x 10
1,450377 x 101
Resistencia a la tracción (MPa)
psi
lb/ft2
N/mm2
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
psi
lb/ft2
N/mm2
6,894757 x 10-3
4,788026 x 10-5
1,000000
1,450377 x 102
2,088543 x 104
1,000000
Conductividad térmica (W/m•K)
Cal/(cm•s•°C)
W/m•K
4,184000 x 102
Velocidad de avance
in/min
mm/s
4,233333 x 10-1
Velocidad de alimentación del
alambre (mm/s)
mm/s
in/min
2,362205
Presión (vacío) (Pa)
Tabla 7.4 (continuación) – Factores de Conversión para Términos Comunes de Soldadura
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Para cualquier ejercicio de conversión, el primer paso es decidir que propiedad particular se
describe por las unidades dadas que serán convertidas. Una vez que se eligió la categoría adecuada
de la columna de “Propiedad”, observar en la segunda columna “a convertir desde”, y ubicar la línea
que contiene la unidad dada. Esa es la unidad usada para la conversión. Moviéndose a través de la
misma línea hacia la derecha, buscar la unidad que encaja con la unidad a la que se quiere convertir.
Luego, ubicar en la línea que contiene tanto las unidades conocidas como las deseadas, el valor
encontrado en la última columna, “Multiplicar por‟, es el factor de conversión apropiado. En este
punto, multiplicar el número de las unidades conocidas por el factor de conversión. El resultado es el
número en las unidades deseadas. Abajo aparecen distintos ejemplos para mostrar cómo se usa esa
tabla para realizar las conversiones típicas:
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 19:
Un manómetro de oxígeno muestra una presión de 40.0 psi. ¿Cuál es la presión en pascales?
1. Propiedad = presión (gas o líquido)
2. Unidad conocida = 40 psi
3. Unidad deseada = kilopascales (kPa)
4. Factor de conversión = 6,894757
40.0 psi x 6,894757 = 275,79028
Y la respuesta computada entonces se debe redondear a las tres cifras significativas, y luego llevada
a notación científica
275,79028 kPa = 276 kPa
= 2,76 x 102 kPa
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 20:
Una probeta de tracción ha sido traccionada y presenta una resistencia a la tracción de 625 Mpa. ¿A
cuántos psi corresponde?
1. Propiedad = resistencia a la tracción
2. Unidad conocida = 625 MPa
3. Unidad deseada = psi
4. Factor de conversión = 1,450377 x 102
625 MPa x 1,450377 x 102 = 906,48563 x 102 = 9,06 x 104 psi
La calculadora dará una respuesta de 906,48563 pero debe ser redondeada a tres cifras
significativas; esto es 90.600 psi y finalmente, 9,06 x 104 en notación científica.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 21:
¿Cuál es el diámetro en milímetros de un electrodo de 5/32 in (0,156 in)?
1. Propiedad = mediciones lineales
2. Unidad conocida = 5/32 in (0,156 in)
3. Unidad deseada = mm
4. Factor de conversión = 2,540000 x 10
0,156 x 2,54 x 10 = 396 x 10-2 mm = 3,96 mm
Aquí la respuesta tiene tres cifras significativas y es correcto como se calculó sin redondear
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Ejemplo 22:
Los parámetros fueron ajustados para producir una velocidad de deposición de metal de 7,3 kg/h.
¿Cuál es la velocidad de deposición en términos de lb/h?
1. Propiedad = velocidad de deposición
2. Unidad conocida = 7,3 kg/h
3. Unidad deseada = lb/h
4. Factor de conversión = 2,2
7,3 x 2,2 = 16,06 lb/h = 16 lb/h
La calculadora da una respuesta de 16,06 pero este debe ser redondeado a dos cifras significativas,
resultando la respuesta de 16 lb/h.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Los siguientes son algunos extractos adicionales de ANSI/AWS A1.1, incluyendo los números de
párrafo para una referencia cruzada, para mostrar las convenciones adicionales de uso y costumbre
empleados en el sistema SI. Debe recordarse que el ANSI/AWS A1.1 es una guía, no un sistema
mandatorio, y deben usarse de esta manera.
6
USO Y COSTUMBRE
6.1 Aplicación y Uso de los Prefijos
6.1.1 Los prefijos deben ser usados con las unidades SI para indicar los órdenes de magnitud. Los
prefijos proveen sustitutos convenientes para el uso de potencias de diez, y eliminan dígitos
insignificantes.
12,3 km
12.300 m, 12,3 x 103 m
6.1.2 Se recomiendan prefijos en pasos de 1000. Debe evitarse el uso de prefijos hecto, deca, deci,
y centi.
mm, m, km
hm, dam, dm, cm
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
6
USO Y COSTUMBRE
6.1 Aplicación y Uso de los Prefijos
6.1.3 Deben elegirse los prefijos de manera que los valores numéricos estén entre 0,1 y 1000.
6.1.3.1 Para situaciones especiales tales como las presentaciones en tablas, puede usarse la
misma unidad, múltiplo o submúltiplo a pesar de que el valor numérico exceda el
rango de 0,1 a 1000.
6.1.4 En el sistema SI no se deben usar prefijos como múltiplos o con guiones.
pF, GF, GW
F, Mkg, kMW, G-W
6.1.5 En el denominador, generalmente es deseable sólo el uso de bases y unidades derivadas. Se
usan los prefijos con la unidad del denominador para dar un tamaño adecuado a los números
(ver 6.1.3).
200 J/kg, 5Mg/m3
0,2 J/g, 1 kg/mm
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
6
USO Y COSTUMBRE
6.1 Aplicación y Uso de los Prefijos
6.1.6 Los prefijos se fijan a la base de unidades SI con la excepción de la unidad base de masa, el
kilogramo, que contiene prefijo. En este caso el prefijo necesario se fija al gramo.
6.1.7 No se deben mezclar los prefijos salvo que las magnitudes garanticen una diferencia.
Correcto: 5mm de longitud x 10 mm de altura
Incorrecto: 5mm de longitud x 0.01 m de altura
Excepción: 4mm de diámetro x 50 m de longitud
6.1.8 La pronunciación de los prefijos siempre es la misma, sin tener en cuenta la base de unidad
que esté acompañando. Por ejemplo, la pronunciación aceptada de kilo es “kill-oh”. Nunca se
debe usar la expresión vulgar “kilo” por kilogramo.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Los ejemplos anteriores son parte del trabajo de matemática que se le puede pedir a un
inspector de soldadura que realice. Como mínimo, se le pedirá a él o ella que realice algunas
conversiones en el examen de AWS CWI. Los ejemplos de arriba son problemas típicos que
aparecerán en los exámenes de AWS CWI. No tiene importancia que tan grande puedan ser los
números, los problemas se resuelven siempre de la misma manera. Simplemente hay que seguir los
distintos pasos y el uso de la tabla de factores de conversión para obtener un multiplicador.
Entonces, todo lo que queda hacer es la aritmética de acuerdo a las reglas y las convenciones
citadas previamente.
METROLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE SOLDADURA