¿Qué es el ensayo de tracción? Métodos, resultados y aplicaciones de hardware.

Al comprar cadenas, resortes u otros herrajes metálicos, muchos compradores solicitan a los proveedores los resultados de las pruebas de tracción. Estas pruebas permiten medir las propiedades del material y observar cómo se comporta un producto terminado bajo una fuerza de tracción. Sin embargo, las pruebas de materiales y las de productos terminados utilizan métodos diferentes, y sus resultados tienen significados distintos. Este artículo explica qué son las pruebas de tracción, cómo se realizan y cómo comprender su aplicación a cadenas, resortes, ganchos, eslabones de conexión y otros productos de ferretería.

¿Qué es un ensayo de tracción?

El ensayo de tracción es una forma de comprobar cómo se comporta un material o producto al ser sometido a tensión. Este ensayo permite determinar la resistencia del material y su elasticidad máxima. También puede mostrar si un producto terminado se deforma bajo una fuerza determinada y qué fuerza es suficiente para que falle.

Cuando se prueba el acero o el alambre, el ensayo de tracción mide principalmente propiedades del material como el límite elástico, la resistencia a la tracción y la elongación. Cuando un producto terminado como cadena soldada, cadena sin soldadura, Se prueba un resorte de extensión, un gancho en S, un eslabón rápido o una pieza de alambre (una pieza doblada a partir de alambre), y el resultado refleja los efectos combinados del material, las dimensiones, la soldadura, el conformado y el tratamiento térmico.

Estos dos tipos de resultados de pruebas no son intercambiables. Que la materia prima cumpla con su requisito de resistencia a la tracción no garantiza que la cadena o el herraje terminados soporten la carga requerida. Del mismo modo, que un producto terminado supere una prueba de tracción no revela toda la información sobre el material en sí. Por lo tanto, en la producción y el control de calidad, verificamos el material y el producto terminado por separado. No utilizamos un informe de material como sustituto de todas las demás inspecciones.

¿Cómo se realiza un ensayo de tracción?

El primer paso es confirmar qué se va a probar. Los materiales metálicos normalmente se prueban según normas como: ASTM E8/E8M o ISO 6892-1 (Estándares comunes para el ensayo de muestras metálicas). Para cadenas, resortes, piezas de conexión y otros productos de ferretería, el método de ensayo debe coincidir con la forma y el uso previsto del producto.

Tras confirmar qué se va a probar, la muestra se coloca en una máquina de ensayos universales (MTU), que la somete a tracción mientras mide la fuerza. Los soportes (las piezas que sujetan la muestra) deben ajustarse al producto. Las cadenas suelen requerir pasadores o soportes especiales. Los ganchos y los eslabones de conexión deben tensarse en la dirección en la que se utilizarán normalmente. En el caso de un muelle de extensión, los soportes deben sujetar ambos ganchos de los extremos. Si la muestra se instala incorrectamente, el resultado podría no reflejar el rendimiento real del producto.

Una vez preparada la muestra, la máquina aumenta la fuerza de tracción a la velocidad requerida. Algunas pruebas se detienen cuando el producto alcanza una carga determinada. Otras continúan hasta que la muestra se rompe o deja de funcionar. Al revisar el resultado, no se fije únicamente en la fuerza máxima. También debe comprobar si hay deformación permanente (un cambio de forma que persiste tras retirar la fuerza) y observar dónde se produjo la deformación o la rotura del producto. Por ejemplo, una cadena soldada que se rompe en la soldadura puede presentar un problema diferente al de una que se rompe en otro punto del eslabón.

¿Qué resultados pueden proporcionar las pruebas de tracción?

Antes de revisar un informe de prueba, confirme primero si describe las propiedades del material o los resultados de las pruebas de un producto completo.

Si estás probando un material, debes considerar conjuntamente el límite elástico, la resistencia a la tracción, la elongación y el módulo de elasticidad. No debes juzgar el material únicamente por el valor más alto.

Para un producto terminado, el enfoque cambia. Es necesario considerar la carga de prueba especificada, la fuerza máxima, la elongación o deformación, y cómo y dónde falló el producto. La fuerza de rotura por sí sola no permite determinar si el producto cumple con todos los requisitos.

La resistencia a la tracción describe principalmente el rendimiento del material.

La resistencia a la tracción describe la tensión, no la fuerza de tracción total medida por la máquina de ensayo. Se calcula utilizando la fuerza aplicada y el área de la sección transversal original de la muestra (el área que ocuparía al cortarla). El resultado se suele expresar en MPa (megapascales) o N/mm² (newtons por milímetro cuadrado). La resistencia a la tracción es importante al evaluar un material. Sin embargo, en un producto terminado, sus dimensiones, forma, soldadura, tratamiento térmico y dirección de tracción también influyen en su rendimiento. Por lo tanto, no es posible determinar el límite de carga de trabajo (LCT), que es la carga máxima permitida en condiciones normales de uso, únicamente a partir de la resistencia a la tracción del material.

La fuerza de ruptura describe una muestra específica o un producto terminado.

La fuerza de rotura es la fuerza real que soporta una muestra de material o un producto terminado al romperse. Normalmente se expresa en N (newtons) o kN (kilonewtons). Incluso cuando dos productos utilizan el mismo material, sus fuerzas de rotura pueden diferir si su grosor, tamaño o forma son diferentes.

En las cadenas de acero soldadas, la fuerza de rotura depende de más factores que el material. El diámetro y la forma de los eslabones, la calidad de la soldadura y el tratamiento térmico influyen en el resultado. Además, la fuerza de rotura no es el único valor relevante para cada producto. Un gancho en S o un eslabón de conexión, por ejemplo, puede deformarse o dejar de sujetar la conexión antes de romperse.

La carga de prueba no es lo mismo que el límite de carga de trabajo.

La carga de prueba es una fuerza de ensayo establecida por la norma aplicable al producto. También se la conoce como carga de ensayo especificada. Durante el ensayo, el producto debe soportar esta fuerza sin sufrir cambios de forma, daños ni fallos que la norma no permita. La carga de prueba se utiliza para la inspección y no representa el límite de carga de trabajo del producto.

El límite de carga de trabajo tiene una finalidad distinta. Representa la carga máxima que un producto está diseñado para soportar en condiciones normales de uso, por lo que no es lo mismo que la carga de prueba especificada ni la fuerza de rotura mínima. Sin la norma del producto aplicable y los datos nominales del fabricante, no se debe calcular el límite de carga de trabajo a partir del resultado de una única prueba de rotura. Nunca se debe poner un producto en servicio basándose únicamente en dicho cálculo.

¿En qué se diferencian las prioridades de las pruebas de tracción entre los distintos productos de hardware?

Ya sea que compre cadenas, resortes, ganchos o eslabones de conexión, puede solicitar al fabricante que realice una prueba de carga adecuada para verificar el producto terminado. Sin embargo, dado que estos productos tienen estructuras y usos diferentes, las prioridades de las pruebas y la interpretación de los resultados también variarán.

Cadenas

Si adquiere cadenas, el informe de prueba de la materia prima no sustituye el resultado de la prueba de la cadena terminada. La cadena terminada también debe someterse a pruebas de tracción como producto completo. Debe verificar la carga de prueba especificada, la fuerza de rotura mínima y cualquier estiramiento o cambio en la forma de los eslabones. Probar una cadena completa muestra cómo interactúan el material, las dimensiones de los eslabones, la calidad de la soldadura y el tratamiento térmico. Sin embargo, no sustituye las verificaciones individuales del material, las dimensiones y las soldaduras.

Una vez que sepa qué resultados comprobar, también deberá utilizar el estándar de prueba correcto. Los estándares varían según el grado de cadena, tamaño y uso previsto.

• Alguno cadenas de acero al carbono soldadas puede ser probado con referencia a ASTM A413/A413M (un estándar para ciertas cadenas de acero al carbono soldadas). Otras cadenas deben seguir los estándares pertinentes de ASTM International, la Asociación Nacional de Fabricantes de Cadenas (NACM), la Organización Internacional de Normalización (ISO), u otra organización adecuada.
• Si está comprando una cadena sin soldadura de uso ligero como cadena de doble bucle, cadena de gato, o cadena de fajín, no debe aplicar directamente los requisitos para cadenas de transporte o cadenas de elevación. Otros productos de servicio ligero, incluidos cadena de un solo bucle y cadena colgante, también necesitan requisitos de prueba que se ajusten a su forma y uso previsto.

Las cadenas soldadas y las no soldadas tienen estructuras y usos diferentes, por lo que no se deben juzgar de la misma manera.

Ballestas

Para un muelle de extensión o muelle de tensión, Los puntos clave suelen ser la fuerza a una longitud determinada, la tensión inicial (la fuerza presente antes de que las espiras comiencen a separarse) y si el resorte recupera su forma original tras retirar la fuerza. Estos resultados suelen revelar más sobre la capacidad del resorte para proporcionar la fuerza requerida en su posición de trabajo que su fuerza máxima de rotura.

Sin embargo, no puede utilizar la resistencia a la tracción del alambre en lugar de estos resultados del resorte terminado. El diámetro de la bobina, el número de bobinas activas (las bobinas que se mueven cuando el resorte está cargado), el tratamiento térmico y los ganchos de los extremos afectan al resorte terminado. También debe recordar que un resorte de compresión Durante su uso normal, se ejerce presión en lugar de tracción. Por lo tanto, requiere una prueba de carga de compresión en lugar de una prueba de tracción.

Por estos motivos, un resorte debe probarse de acuerdo con su plano de producto, los requisitos técnicos acordados o una norma industrial aplicable.

Ganchos, eslabones de conexión y piezas metálicas conformadas

Para productos terminados como Ganchos en forma de S, Para los eslabones rápidos, los conectores, los ganchos de presión y las piezas de alambre, es necesario comprobar tanto la fuerza de tracción como cualquier cambio de forma. Un producto puede no romperse durante la prueba, pero puede haberse doblado, abierto o dejado de funcionar correctamente.

Para que estas comprobaciones sean significativas, el producto también debe ser sometido a tracción en su dirección de uso habitual. Si la dirección de tracción o el punto de contacto son incorrectos, el resultado podría indicar un problema con la configuración de la prueba en lugar de con el producto. Para ganchos, eslabones de conexión y piezas de alambre personalizados, primero debe comprender cómo se instalará y se someterá a tracción el producto en su uso real. A continuación, podrá decidir si la prueba debe centrarse en la fuerza máxima, el cambio de forma o la pérdida de conexión.

Por este motivo, el método de ensayo final para ganchos, eslabones de conexión y piezas metálicas conformadas debe ajustarse a la norma de producto correspondiente o a los requisitos técnicos confirmados con el cliente.

¿Qué información sobre las pruebas de tracción debe confirmar al realizar la compra?

Al comprar materiales, cadenas, resortes u otros componentes, normalmente no se necesitan todos los ajustes de la máquina de ensayo de tracción. La velocidad de ensayo, los accesorios, la fuerza máxima que puede aplicar la máquina y la dirección de tracción pueden afectar al resultado. Sin embargo, para una revisión de compra rutinaria, generalmente basta con confirmar que el método de ensayo se ajusta al producto y revisar los principales resultados que genera la máquina, como la carga de ensayo, la fuerza máxima, el estiramiento o la deformación.

Teniendo esto en cuenta, primero debe confirmar que el artículo descrito en el informe coincide con el producto que está comprando. A continuación, debe comprobar si el resultado cumple con el requisito acordado.

Los resultados específicos que compruebe a continuación dependen del producto:

• Si va a comprar materia prima, debe centrarse en la resistencia a la tracción, el límite elástico y la elongación en el informe.
• Si va a comprar cadenas, ganchos o eslabones de conexión, debe centrarse en la carga de prueba, la fuerza de rotura y la deformación especificadas.
• Para un informe de prueba de un resorte de extensión, debe prestar especial atención a la fuerza en la longitud especificada y a la recuperación del resorte después de la descarga.

Si su pedido incluye varios tamaños o calidades, un resultado satisfactorio en una especificación no garantiza que toda la gama de productos haya superado la prueba. En este caso, debe solicitar al proveedor que identifique claramente a qué especificación de producto corresponde cada resultado de la prueba.

Además de verificar que cada resultado se ajuste a la especificación correcta, es posible que deba confirmar más detalles cuando el estándar del producto, el contrato o el mercado objetivo tengan requisitos de prueba específicos. En este caso, debe acordar con el proveedor la cantidad de muestras, las pruebas realizadas por terceros (laboratorios independientes) o cualquier condición de prueba adicional. Para productos destinados a Estados Unidos, Europa, Australia u otro mercado específico, debe confirmar con anticipación si el proyecto, el cliente o el sector requieren un estándar de prueba en particular. Esto ayuda a evitar que el proveedor utilice un método de prueba que no cumpla con los requisitos de aceptación final.

¿Cuáles son las limitaciones de los ensayos de tracción?

Las pruebas de tracción pueden ayudarle a comprender la resistencia de un producto, cuánto se estira y si cambia de forma. Sin embargo, también tienen varias limitaciones:

• La prueba puede destruir la muestra. En una prueba de rotura, la muestra se somete a tensión hasta que se rompe, por lo que los fabricantes normalmente solo prueban muestras seleccionadas en lugar de todos los productos terminados.
• El resultado de una sola prueba no puede representar a todos los productos de un lote. Puede ayudarle a determinar si el lote cumple con el nivel requerido, pero las diferencias normales en los materiales y la producción pueden hacer que los productos individuales produzcan resultados ligeramente diferentes.
• El resultado de la prueba no puede representar completamente el rendimiento en el uso real. En una prueba de tracción convencional, se suele aplicar una fuerza constante en una sola dirección. En el uso real, el producto también puede estar sometido a impactos, cargas repetidas, fuerzas laterales, torsión, desgaste o corrosión.

Por estas razones, superar una prueba de tracción no significa que el producto se comportará de la misma manera en todas las condiciones de trabajo.

Preguntas frecuentes sobre las pruebas de tracción

¿Cuál es el estándar de aceptación para una prueba de tracción de hardware?

No existe un único valor de aprobación para todas las pruebas de tracción de componentes metálicos. En primer lugar, es necesario determinar si la prueba se realiza sobre un material o sobre un producto terminado, como una cadena, un resorte o un gancho. Los materiales metálicos se suelen probar según métodos como ASTM E8/E8M o ISO 6892-1 (normas comunes para el ensayo de muestras metálicas). Los productos terminados deben cumplir con la norma, el plano o los requisitos del pedido correspondientes. Al someter a prueba un resorte, la fuerza a la longitud indicada en el plano suele ser más importante que una norma general del material. Un resultado solo es aceptable si cumple con los requisitos específicos del producto.

¿Puede un informe de prueba de tracción de material reemplazar un informe de prueba de hardware terminado?

Por lo general, no es posible. Un informe de materiales solo proporciona información sobre el acero o el alambre en sí. Una vez que ese material se transforma en una cadena, resorte o gancho, la soldadura, el conformado, el tratamiento térmico y las dimensiones del producto influyen en la fuerza que puede soportar el producto terminado. Si necesita confirmar la fuerza de tracción que puede soportar el producto completo, necesita el resultado de una prueba de tracción del producto terminado o, cuando corresponda, una prueba de tracción del producto (una prueba de tracción en el producto completo).

¿Por qué pueden diferir los resultados de las pruebas de tracción para un mismo producto?

Aunque los productos tengan el mismo nombre y dimensiones, las diferencias en los lotes de material, la soldadura, el conformado y el tratamiento térmico pueden provocar variaciones. La velocidad de la prueba, los dispositivos de sujeción, la dirección de instalación y el estado de la muestra también pueden afectar al resultado. Al comparar varios informes, conviene confirmar primero que la especificación del producto, la norma de prueba y el método de prueba sean los mismos. Posteriormente, se pueden comparar los valores.

¿Cómo se puede saber si el informe de prueba de tracción de un proveedor es fiable?

Primero, verifique el nombre del producto, las especificaciones y el lote que aparecen en el informe para asegurarse de que corresponden al producto que está comprando. A continuación, compruebe que la fecha de la prueba, el método de prueba y los resultados estén completos. Si las especificaciones no coinciden con su pedido o algún valor parece inusual, solicite una explicación al proveedor. Si necesita una verificación adicional, puede solicitar pruebas realizadas por un laboratorio independiente.

¿Cómo se determinan la cantidad de muestras y la frecuencia de las pruebas?

No existe una proporción de muestreo fija para cada producto. La cantidad y la frecuencia dependen del estándar del producto, los requisitos del pedido, el tamaño del lote y el uso previsto. Si un pedido incluye varios tamaños, grados o lotes de producción, una sola muestra analizada no suele ser representativa de todos ellos. Cuando no se aplica ninguna regla específica, puede acordar con el proveedor, antes de realizar el pedido, si las muestras se seleccionarán según las especificaciones o según el lote de producción.

¿Sigue siendo válido un resultado si la muestra se rompe cerca del punto de agarre?

No siempre. La mordaza es la parte de la máquina que sujeta la muestra. Si la muestra se rompe dentro o cerca de ella, es posible que se haya sujetado con demasiada fuerza, que se haya deslizado o que no estuviera recta. En este caso, no debe fiarse únicamente de la fuerza máxima registrada por la máquina. Debe comprobar dónde se rompió la muestra según la norma de ensayo y, si es necesario, analizar otra muestra.

¿Qué factores determinan el coste y el plazo de entrega de las pruebas de tracción?

Los acuerdos varían entre proveedores. La fábrica de la cadena de Tuohai Hardware tiene su propio... equipos de ensayo de tracción. Para las cadenas fabricadas y suministradas por nosotros, podemos realizar la prueba sin costo adicional cuando se especifique la prueba de tracción en el pedido. También podemos proporcionar los resultados básicos generados por el equipo.

Este acuerdo se aplica a las pruebas de cadenas rutinarias realizadas en nuestra fábrica. Si necesita pruebas por parte de terceros, un informe especial o requisitos de prueba adicionales, el costo y el plazo de entrega dependerán de la solicitud específica. No fabricamos cadenas de anclaje de alta resistencia ni cadenas de gran tamaño, por lo que nuestra experiencia en pruebas no puede utilizarse para estimar el costo ni el plazo de entrega de las pruebas para esos productos.

¿Cómo se puede saber si una máquina de ensayo de tracción de cadena es adecuada para el producto?

Primero, debe confirmar que la máquina de ensayo de tracción de cadenas puede alcanzar la carga de prueba requerida o la fuerza de rotura esperada. A continuación, debe comprobar si dispone de pasadores o fijaciones (herramientas de sujeción) que se ajusten al tamaño de la cadena. Durante una prueba de carga de prueba de cadena, el resultado no será fiable si la máquina no puede aplicar la fuerza suficiente o si las fijaciones doblan los eslabones en una dirección adicional. Para una compra rutinaria, normalmente no es necesario revisar todos los ajustes de la máquina.

¿Se puede calcular el límite de carga de trabajo de una cadena a partir de su fuerza de rotura?

No debes calcular un límite de carga de trabajo (WLL) La carga de trabajo segura (WLL) de una cadena se obtiene directamente del resultado de una prueba de rotura de cadena. Depende de la norma del producto, el grado de la cadena, el uso previsto y la capacidad de carga indicada por el fabricante. No se puede determinar simplemente dividiendo la fuerza de rotura por un factor de seguridad (un valor que proporciona un margen de seguridad). Si el proveedor no proporciona una WLL clara, no se debe realizar ningún cálculo ni poner la cadena en servicio basándose en esa cifra.

Conclusión

Las pruebas de tracción muestran cómo se comporta un material o producto terminado bajo una fuerza de tracción. Según nuestra experiencia práctica, es más importante especificar claramente qué se está probando y por qué, que simplemente buscar una mayor fuerza de rotura. Un resultado solo es útil cuando el método de prueba se ajusta al producto y a su uso previsto.

Si aún tiene preguntas sobre las pruebas de tracción, las cargas requeridas o los resultados de las pruebas, puede Contacta con Tuohai Hardware. Podemos ayudarle a comprender los requisitos y resultados de las pruebas de cadenas, resortes y otros herrajes metálicos, según sus especificaciones y usos previstos. Para los productos que fabricamos y suministramos, también podemos proporcionarle los registros o informes de prueba pertinentes, según el pedido y sus requisitos.

Para obtener especificaciones del producto relacionadas con este tema, consulte Cadenas para remolque ¿Cómo se colocan las cadenas para remolque?.