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3. Requisitos do ambiente de calibração

3.1 Condições Ambientais

Temperatura:(20 ± 10) °C

Umidade relativa: ≤ 80%

Ambiente: O local de calibração deve estar livre de substâncias corrosivas, campos eletromagnéticos fortes, ventos fortes ou interferência de luz intensa. A calibração ao ar livre deve ser evitada.

Fonte de energia:(220 ± 22)V

3.2 Padrões de Medição e Outros Equipamentos

Calibrador de torquímetro padrão ou chave de torque hidráulica (doravante denominado “calibrador”)

O visor do calibrador deve ser nítido, estável e completo, fornecendo leituras de torque em tempo real.

O Erro Máximo Permitido (EMP) do calibrador não deve exceder 1/5 do MPE da chave hidráulica que está sendo calibrada.

10% do limite superior de medição do calibrador deve ser menor que 20% do valor nominal da chave. O limite superior de medição do calibrador deve ser, no mínimo, 130% do valor nominal da chave.

Fonte de energia hidráulica

A fonte hidráulica utilizada para calibração deve operar de forma estável, com indicadores de pressão claros e atender aos requisitos da chave em teste. O erro máximo de pressão (MPE) absoluto do manômetro da fonte hidráulica deve ser melhor que 1/4 da MPE absoluta do manômetro normalmente usado com a chave. Durante a calibração, quando a pressão é ajustada para um ponto predefinido, a flutuação da leitura do manômetro não deve exceder 0.5% do valor predefinido. Essa pressão deve ser mantida por pelo menos 3 segundos antes que um valor seja registrado.

Cronômetro: Resolução melhor que 0.1 s.

Equipamentos de segurança: Durante o processo de calibração, devem ser tomadas as medidas de proteção necessárias para evitar lesões acidentais.

Onde:

Lk — Vazamento interno, %;

Pmax — Valor de pressão nominal (MPa, kPa, etc.);

▲P — Valor absoluto da variação máxima da pressão hidráulica devido ao vazamento interno (MPa, kPa, etc.).

4.2.3 Calibração da Indicação de Torque

(1) Antes da calibração, ligue a fonte de energia hidráulica sem carga. Acione a chave hidráulica até a pressão nominal por três ciclos de pré-carga para garantir que o sistema esteja funcionando normalmente.

(2) Os pontos de calibração devem ser selecionados, em geral, dentro da faixa de 20% a 80% da pressão nominal da chave (ou dentro de uma faixa específica solicitada pelo cliente), preferencialmente em intervalos de números inteiros. Deve haver pelo menos cinco pontos de calibração, incluindo os limites superior e inferior da faixa, distribuídos uniformemente e calibrados ponto a ponto.

(3) Zere o calibrador, ligue a fonte hidráulica e carregue o sistema até o ponto de calibração predefinido até que ele se estabilize.

(4) Assim que os requisitos de estabilidade forem atendidos (a flutuação de pressão não deve exceder 0,5% do valor predefinido por pelo menos 3 segundos), registre a leitura da pressão da fonte hidráulica e a leitura do torque do calibrador. Em seguida, libere a carga.

(5) Repita os passos (3) e (4) três vezes para cada ponto.

(6) Realize a calibração para todos os pontos restantes seguindo os passos. (3) através (5) em sequência.

4.2.4 Repetibilidade da Indicação

A repetibilidade da indicação de torque é calculada usando a Fórmula (2):

Onde:

R — Repetibilidade da leitura da chave hidráulica no i-ésimo ponto de calibração, %;
Timax — Valor máximo da leitura do calibrador no i-ésimo ponto de calibração, Nm;
Timin — Valor mínimo da leitura do calibrador no i-ésimo ponto de calibração, Nm;
Ti — Média aritmética das leituras do calibrador no i-ésimo ponto de calibração, N.

4.2.5 Equação de Calibração

A equação de calibração é calculada usando a Fórmula (3), onde o coeficiente a é determinado pela Fórmula (4) e o coeficiente b é determinado pela Fórmula (5):

Onde:

y é o valor ajustado;

a é a inclinação da curva ajustada;

x é o valor da pressão;

b é o intercepto da curva ajustada;

xi é o valor da pressão no i-ésimo ponto de calibração;

x é a média aritmética dos valores de pressão em todos os pontos de calibração;

yi é o valor da medição de torque no i-ésimo ponto de calibração;

y é a média aritmética das medições de torque em todos os pontos de calibração.

4.2.6 Erro de Linearidade

O erro de linearidade é calculado usando as fórmulas (6) e (7):

Onde:

Δǒj — O resíduo no j-ésimo ponto de calibração, ou seja, a diferença entre o valor medido e o valor ajustado nesse ponto de calibração, Nm;

Tj — A média aritmética dos valores medidos no j-ésimo ponto de calibração, Nm;

Tej — O valor ajustado no j-ésimo ponto de calibração, Nm;

ǒ — O erro linear da chave hidráulica, %;

Tefs — O valor ajustado correspondente à pressão nominal, em Nm;

Δǒmax — O valor máximo entre os resíduos em cada ponto de calibração, Nm.

4.2.7 Erro de interpolação

O erro de interpolação é calculado usando a Fórmula (8):

Onde:

Ij — Erro de interpolação do j-ésimo ponto de calibração, %;
Tj — Média aritmética das medições no j-ésimo ponto de calibração, Nm;
Tej — Valor ajustado no j-ésimo ponto de calibração, Nm.

5. Conteúdo do Certificado de Calibração

Os resultados da calibração devem ser documentados em um Certificado de Calibração, que deve incluir, no mínimo, as seguintes informações:

• Título: “Certificado de Calibração”.
• Informações do laboratório: Nome e endereço da agência de calibração.
• Localização: O local específico onde a calibração foi realizada (se diferente do endereço do laboratório).
• Identificação única: Um número de série ou certificado único, com identificação em cada página e uma contagem total de páginas.
• Informações do cliente: Nome e endereço do cliente.
• Identificação da ferramenta: Descrição detalhada e identificação clara da chave hidráulica que está sendo calibrada.
• Datas: A data da calibração e, se relevante para a validade dos resultados, a data de recebimento do instrumento.
• Especificações técnicas: Identificação das normas ou códigos técnicos utilizados para a calibração (incluindo nomes e números de referência).
• Rastreabilidade: Uma declaração que confirma a rastreabilidade e a validade dos padrões de medição utilizados durante a calibração.
• Descrição ambiental: Um resumo das condições ambientais durante o teste.
• Resultados da calibração: Os valores medidos e uma declaração sobre a incerteza da medição.
• Requisitos técnicos: Uma explicação dos parâmetros técnicos exigidos pelas normas de calibração.
• Desvios: Uma descrição de quaisquer desvios em relação ao procedimento de calibração padrão.
• Assinaturas: Assinaturas do técnico que realizou a calibração, do revisor e da autoridade competente.
• Declaração de Limitação: Uma declaração de que os resultados da calibração se aplicam apenas ao objeto específico calibrado.
• Direitos de reprodução: Declaração de que o certificado não poderá ser reproduzido, exceto na íntegra, sem a autorização por escrito do laboratório.

6. Intervalo de recalibração para chaves de torque hidráulicas

Como a duração do intervalo de recalibração depende de diversos fatores — incluindo a frequência de uso da ferramenta, o manuseio pelo operador e a qualidade do próprio instrumento — o usuário pode determinar o intervalo específico com base nas condições reais de operação. No entanto, recomenda-se que o intervalo de calibração para chaves hidráulicas seja geralmente de [inserir valor aqui]. não ultrapassa 6 meses.

Caso algum componente principal da chave dinamométrica hidráulica seja reparado ou substituído de forma que possa afetar as especificações técnicas descritas na Seção 2 (Especificações Básicas), a ferramenta deverá ser recalibrada.

Resumo

A calibração de uma chave dinamométrica hidráulica é um processo rigoroso e repetitivo. Cada cálculo e operação ao longo do procedimento deve ser realizado com cuidado, e todos os dados devem ser registrados com precisão.

Se você não possui experiência profissional nesta área, oferecemos suporte técnico especializado, produtos e treinamento. Você pode Entre em contato com a equipe TorcStark a qualquer momento.

Por fim, esperamos que este tutorial de calibração ajude você a aprender como calibrar suas chaves hidráulicas de forma independente. Caso tenha alguma dúvida, entre em contato conosco.

Terminologia Técnica

Vazamento interno

Fenômeno em que a pressão se torna instável enquanto a chave hidráulica está sendo aplicada, causado por uma vedação interna deficiente.

Equação de Calibração

Uma relação matemática estabelecida a partir de um conjunto limitado de dados de calibração entre o torque de saída da chave hidráulica e a pressão aplicada. Trata-se de uma equação de ajuste onde o valor da pressão é a variável independente e o torque de saída é a função.

Pressão nominal

A pressão máxima necessária para que a chave hidráulica funcione em condições normais de trabalho.

Chave dinamométrica com visor de valor não-torque

Uma chave inglesa que exibe o resultado em unidades diferentes de torque.

Curva Ajustada

Uma curva traçada a partir da criação de um modelo matemático baseado em pontos de dados discretos para realizar interpolação ou aproximação.

Erro de interpolação

O desvio relativo entre a média aritmética dos valores medidos em cada ponto de calibração e o valor ajustado correspondente, calculado usando a equação de calibração.

Erro de linearidade

A razão entre o resíduo máximo (a diferença entre a média aritmética das medições de torque e o valor ajustado correspondente) e o valor ajustado na pressão nominal.

Perguntas frequentes

1. Por que as chaves de torque hidráulicas precisam de calibração regular? Quais são as consequências de não calibrá-las?

Uma chave dinamométrica hidráulica é uma ferramenta de medição indireta para aplicação de torque. Seu torque de saída não é medido diretamente, mas calculado com base nos parâmetros do sistema hidráulico. Portanto, sua precisão depende muito das condições gerais do sistema hidráulico e dos componentes da transmissão mecânica.

A calibração regular determina a precisão de todos os componentes mecânicos da transmissão em todo o sistema hidráulico. Isso inclui a verificação de problemas como vazamentos internos e desgaste em vedações, pistões, catracas ou mecanismos de acionamento.

A falta de calibração leva a um desvio sistêmico entre o torque aplicado e o valor definido, resultando em parafusos apertados em excesso ou em falta. Em setores de alto risco, como energia nuclear, energia eólica e petroquímica, isso pode causar acidentes graves e gerar responsabilidade civil, resultando em enormes prejuízos econômicos.

Portanto, a calibração regular não é apenas necessária para o controle de precisão, mas também um requisito fundamental para a gestão da segurança e o cumprimento dos padrões de qualidade.

2. Qual é o princípio da calibração de uma chave hidráulica? Como a pressão hidráulica é convertida em torque?

O funcionamento e a calibração de uma chave dinamométrica hidráulica baseiam-se no processo de conversão de: Energia Hidráulica → Força Linear → Torque Rotacional.

A ferramenta utiliza pressão hidráulica para gerar impulso linear. Esse impulso linear é então convertido em torque rotacional por meio de uma estrutura mecânica, estabelecendo uma relação específica entre pressão e torque.

A essência da calibração é verificar se essa conversão de pressão em torque ainda se encontra dentro da faixa de precisão nominal ou de projeto e realizar correções ou ajustes de escala, se necessário.

3. Como conectar corretamente a bomba hidráulica, a chave inglesa e o torquímetro durante a calibração?

O processo de conexão durante a calibração é o mesmo que o utilizado para apertar parafusos com a chave. Ao posicionar a chave, certifique-se de que a área de contato entre a superfície de trabalho do braço de reação e o bloco de reação do calibrador seja de pelo menos 2/3 da área da superfície do braço de reação.

4. Quais pontos de carga devem ser selecionados durante a calibração?

Na prática da engenharia, os pontos de carga para calibração são geralmente selecionados na faixa média a alta do torque nominal da ferramenta. A prática comum inclui:

20% – 30% do torque máximo nominal

50% do torque máximo nominal

70% – 80% do torque máximo nominal

100% do torque nominal máximo (ou próximo do máximo)

Essa distribuição verifica a relação linear e a estabilidade da chave hidráulica sob condições de carga baixa, média e alta.

Se a sua chave dinamométrica hidráulica for usada consistentemente dentro de uma faixa de torque específica para fins de construção — por exemplo:

Uso constante entre 60% e 90% do valor nominal.

Utilizado principalmente em flanges, sistemas de energia eólica ou conexões estruturais de alta resistência.

Em seguida, os pontos de calibração devem se concentrar em cobrir essa faixa específica. Se necessário, a densidade de pontos de carga dentro dessa faixa pode ser aumentada para melhorar a confiabilidade para sua aplicação específica.

5. Como calcular a precisão de uma chave hidráulica?

Durante o processo de calibração, são calculados dados como erro de linearidade, repetibilidade da indicação, erro de interpolação e vazamento interno. Comparando esses resultados com os dados da tabela “Classes de Precisão e Indicadores Técnicos” mencionada na Seção 2.2, é possível determinar a taxa de erro.

6. Se a calibração falhar, qual componente costuma ser o culpado?

Se os resultados da calibração forem insatisfatórios, geralmente é devido a problemas com peças de desgaste, como anéis de vedação.

7. Como determinar se o cilindro hidráulico apresenta vazamento interno por meio de dados de calibração?

Calcule o valor usando a fórmula de vazamento interno mencionada no artigo e compare-o com os dados da tabela da Seção 2.2. Se a diferença for excessiva, isso indica um problema de vazamento interno.

8. A temperatura ambiente afeta os resultados da calibração?

Sim, é verdade. Portanto, a calibração deve ser realizada de acordo com as condições ambientais especificadas no artigo.

9. De que forma a posição de apoio do braço de reação afeta a precisão da calibração?

A posição de apoio do braço de reação determina diretamente a geometria da força e o equilíbrio do torque da chave hidráulica. Pontos de apoio desalinhados, rigidez insuficiente ou ângulos incorretos introduzem erros sistemáticos, reduzindo a precisão e a repetibilidade da calibração. Portanto, é essencial garantir que o braço de reação esteja apoiado na posição especificada de forma rígida e estável, mantendo a consistência durante todo o processo de calibração.

10. O uso de óleo hidráulico com viscosidades diferentes causa desvios nos valores de calibração?

A viscosidade do óleo hidráulico não altera a relação teórica de conversão pressão-torque. No entanto, ela afeta indiretamente a estabilidade e a repetibilidade durante a calibração, influenciando a resistência ao fluxo interno, vazamentos e sensibilidade à temperatura. Recomenda-se, sempre que possível, o uso de óleo hidráulico com a viscosidade especificada pelo fabricante para a calibração.

11. Diferença entre teste de torque dinâmico e calibração estática

Calibração estática: Utilizado para verificar a precisão da relação pressão-torque da chave hidráulica em estado estável. É a base da metrologia e da gestão da qualidade, servindo como padrão para determinar a precisão do torque de saída. A calibração estática é obrigatória.

Teste de torque dinâmico: Utilizado para avaliar as alterações de torque e as características de pico durante o processo de aperto, refletindo o desempenho em condições reais de trabalho. O teste dinâmico é um item complementar usado para aplicações críticas ou condições operacionais especiais.