NTC5330

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 5330

2004-12-16

HERRAMIENTAS DE ENSAMBLE PARA TORNILLOS Y TUERCAS. TORCÓMETROS MANUALES (HERRAMIENTA MANUAL DE PAR TORSIONAL). REQUISITOS Y MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CONFORMIDAD DEL DISEÑO, LA CALIDAD Y PARA EL PROCEDIMIENTO DE RECALIBRACIÓN E: ASSEMBLY TOOLS FOR SCREWS AND NUTS - HAND

TORQUE TOOLS - REQUIREMENTS AND TEST METHODS FOR DESIGN CONFORMANCE TESTING, QUALITY CONFORMANCE TESTING AND RECALIBRATION PROCEDURE

CORRESPONDENCIA: esta norma es una adopción

idéntica (IDT) por traducción de la norma ISO 6789:1998

DESCRIPTORES: metrología; torque; medición de

ensayo. I.C.S.: 17.020.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción Editada 2005-01-19

PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 5330 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2004-12-16. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 2 Metrología. ALPINA S.A. BCI CASA DETECTO FUNDACIÓN CENTRO DE CALIDAD Y METROLOGÍA

LABORATORIOS SIGMA EU SENA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AGROGESTIÓN XXI ASOCRETOS ASOPESAJE BALANZAS BAICO LTDA. BÁSCULAS COMERCIALES E INDUSTRIALES LTDA. BÁSCULAS MORESCO CALORCOL S.A. CATS CADENA LABORATORIO LONGITUDES CEMENTOS PAZ DEL RÍO CENTRAGAS CENTROAGUAS S.A. E.S.P. COLCERÁMICAS S.A. COLCLINKER

COMPROIND LTDA. CONTACTOS MUNDIALES E&M ECOPETROL ELECTROPORCELANA GAMMA EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ EQUIPOS Y CONTROLES INDUSTRIALES ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA FUNDACIÓN CENTRO DE CALIDAD Y METROLOGÍA - CCM GASES DE BOYACÁ Y SANTANDER GESTIÓN AMBIENTAL

GESTIÓN DE CALIDAD Y AMBIENTE EMPRESARIAL GUILLERMO POMBO & CÍA. E.U. HOLCIM HORNOPS Y MONTAJES INDUSTRIALES LTDA. ICPC IMPROTEC LTDA. INDUSTRIAS PHILIPS S.A. INGENIERÍA DE SERVICIOS LABORATORIO DE FUERZA METROLABOR LTDA. METRON QUALITY CONSULTING MINISTERIO DE DESARROLLO MULTI-INGENIERÍA POSTOBÓN

PREINT LTDA. PROMETÁLICOS S.A. LABORATORIO MASAS Y BALANZAS PROMIGAS E.S.P. SENA CENTRO NACIONAL COLOMBO ITALIANO SERVINTEGRAL LTDA. SHELL COLOMBIA S.A. SIGMA E.U. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TECNIBÁSCULAS LTDA. UNILEVER ANDINA S.A. UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD UIS

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5330

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HERRAMIENTAS DE ENSAMBLE PARA TORNILLOS Y TUERCAS. TORCÓMETROS MANUALES (HERRAMIENTA MANUAL DE PAR TORSIONAL). REQUISITOS Y MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CONFORMIDAD DEL DISEÑO, LA CALIDAD Y PARA EL PROCEDIMIENTO DE RECALIBRACIÓN 1. ALCANCE Esta norma especifica los requisitos y describe los métodos de ensayo y rotulado de torcómetros usados para el apriete controlado de uniones (conexiones) roscadas. Se aplica a torcómetros de acuerdo con el numeral 4, en particular a llaves de torsión indicadoras y de ajuste de acuerdo con los números 258 y 259 de la norma ISO 1703:1983. 2. REFERENCIAS NORMATIVAS Los siguientes documentos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento. Para referencias fechadas sólo se aplica la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento referenciado (incluida cualquier enmienda). GTC 51, Guía para la expression de incertidumbre en las mediciones (GUM). (GUM, Guide for Evaluation of Uncertainty in Measurement). 3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para los propósitos de este documento se aplican los siguientes términos y definiciones. 3.1 ensayos de conformidad del diseño los requisitos que se deben cumplir durante el diseño o modificación de los torcómetros (véase el numeral 5.1). 3.2 ensayo de conformidad de la calidad los requisitos que se deben cumplir durante la fabricación de los torcómetros (véase el numeral 5.2). 3.3 calibración conjunto de operaciones que establecen bajo condiciones especificadas, la relación entre los valores de las magnitudes que indique un instrumento de medición o un sistema de medición o


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valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores correspondientes determinados por medio de los patrones. [VIM:1993, definición 6.11] NOTA Para los propósitos específicos de esta norma, se aplica la siguiente definición: Conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados o señalados por un torcómetro, y los valores correspondientes indicados por un dispositivo de calibración. 3.4 recalibración los requisitos que se deben cumplir durante la calibración de los torcómetros después de un período de uso definido (véase el numeral 5.3). 3.5 torcómetro indicador (Tipo I) herramienta que indica por medio de una escala mecánica, carátula o pantalla electrónica, el valor de la torsión ejercida por la herramienta en el impulso de salida. 3.6 torcómetros graduables/ajustables (Tipo II) herramienta preajustada a un valor de torsión determinado, de manera que cuando la herramienta aplica en el impulso de salida el valor de torsión establecido, se produce una señal (por ejemplo: audible, visible, perceptible). 3.6.1 torcómetro graduado ajustable (Tipo II, Clase A, Clase D y Clase G) herramienta diseñada para ser ajustada por el usuario, y que tiene una escala o un indicador para ayudar al ajuste. 3.6.2 torcómetro no graduado ajustable (Tipo II, Clase C y Clase F) herramienta diseñada para ser ajustada por el usuario con ayuda de un dispositivo de calibración. 3.6.3 torcómetro con ajuste fijo (Tipo II, Clase B y Clase E) herramienta no diseñada para ser ajustada por el usuario, es decir, tiene una sola posición. 3.7 dispositivo de calibración dispositivo usado para la calibración de los torcómetros. 4. CLASIFICACIÓN Los torcómetros a los que se aplica esta norma se clasifican como sigue:

a) Tipo I: Torcómetros indicadores (véase el Anexo A)

- Clase A: llave, barra de torsión o flexión - Clase B: llave, carcasa rígida, con escala o carátula o indicador


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- Clase C: llave, carcasa rígida y medición electrónica - Clase D: destornillador con escala o carátula o indicador

- Clase E: destornillador con medición electrónica

b) Torcómetros de graduación - ajuste/graduable ó ajustable (véase el Anexo B)

- Clase A: llave ajustable, graduada o con indicador - Clase B: llave con ajuste fijo - Clase C: llave ajustable no graduada - Clase D: destornillador ajustable graduado o con indicador - Clase E: destornillador con ajuste fijo - Clase F: destornillador ajustable no graduado - Clase G: llave, barra de flexión, ajustable, graduada.

5. REQUISITOS 5.1 ENSAYOS DE CONFORMIDAD DEL DISEÑO 5.1.1 Generalidades El fabricante debe ensayar muestras de llaves con el fin de verificar que están conformes con los numerales 5.1.2 a 5.1.7. 5.1.2 Asignación del cuadrado impulsor de transmisión El tamaño del cuadrado impulsor de transmisión está en función del valor máximo de torsión del torcómetro respectivo. La asignación se lleva a cabo de acuerdo con los valores de la Tabla 1.

Tabla 1. Asignación del cuadrado impulsor

Valor máximo de torsión N⋅m

Tamaño nominal del cuadrado de transmisión impulsora

Mm

30 135 340

1 000 2 100

6,3 10

12,5 20 25

a De acuerdo con la ISO 1174-1.

5.1.3 Rango de medición especificado Los requisitos y métodos de ensayo de esta norma cubren un rango de medición especificado del 20 % al 100 % del valor máximo de torsión del torcómetro respectivo.


4

Las escalas de los torcómetros del Tipo I deben estar marcadas con la posición cero. 5.1.4 Escalas El incremento entre dos marcas de graduación de una escala no debe exceder el 5 % del valor máximo. 5.1.5 Tolerancias 5.1.5.1 Torcómetros indicadores (Tipo I) La desviación permisible del valor de torsión indicado por la herramienta, con relación a la indicación simultánea del dispositivo de calibración, debe ser como se indica en la Tabla 2.

Tabla 2. Desviación permisible (Tipo I)

Valor máximo de torsión Clasea

≤ 10 N⋅m >10 N⋅m

A y D ± 6 %

B, C y E ± 6 % ± 4 % a En el caso de torcómetros con medición electrónica (clases C y E) e indicador (clase B y D), los

valores de desviación permisible incluyen el error debido a la resolución del indicador.

5.1.5.2 Torcómetros de graduable/ajustable (tipo II) La desviación permisible del valor de torsión reglado en la escala o indicador (Clases A, D y G) o el valor nominal (clases B y E) con relación al valor de torsión indicado por el dispositivo de calibración debe ser como se da en la Tabla 3.

Tabla 3. Desviación permisible (tipo II, Clases A, B, D, E y G)

Clasea Valor máximo de torsión

≤ 10 N⋅m >10 N⋅m

A y B ± 6 % ± 4 %

D, E y G ± 6 % a En el caso de torcómetros indicadores (clases A y D), los valores de desviación permisible incluyen

el error debido a la resolución del indicador.

La desviación permisible del valor de torsión ajustado, con relación al valor indicado por el dispositivo de calibración, debe ser como se indica en la Tabla 4.

Tabla 4. Desviación permisible (Tipo II, Clases C y F)

Valor máximo de torsión Clasea

≤ 10 N⋅m >10 N⋅m

C ± 6 % ± 4 %

F ± 6 %


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Para las Clases C y F, el valor de torsión ajustado es igual a la media aritmética de las 10 lecturas de ensayo obtenidas de acuerdo con el numeral 6.4. 5.1.6 Ensayo de sobrecarga Después de ajustar al 100 % del valor máximo de torsión todos los torcómetros que se van a ensayar, se deben cargar tres veces en cada dirección de operación, a un valor de torsión de 125 % de la capacidad máxima (o capacidad nominal para herramientas de Tipo II, Clases B y E). Esto no se aplica a torcómetros limitadores. Después del ensayo de sobrecarga, el torcómetro debe seguir dentro de las tolerancias especificadas en el numeral 5.1.5 y no debe presentar daño físico que pueda ser perjudicial para la exactitud de la torsión y la seguridad. 5.1.7 Ensayos de duración Todos los torcómetros por ensayar se deben ciclar a la capacidad máxima (o a la capacidad nominal para herramientas Tipo II, Clases B y E) para 5 000 ciclos en cada dirección de operación, a una rata entre 5 ciclos/min y 10 ciclos/min. Después del ensayo de duración, el torcómetro debe estar dentro de las tolerancias especificadas en el numeral 5.1.5 y no debe presentar daño físico que pueda ser perjudicial para la exactitud de la torsión y para la seguridad. 5.2 ENSAYO DE CONFORMIDAD DE LA CALIDAD Todos los torcómetros se deben ensayar de acuerdo con el numeral 6.3 y deben cumplir con los requisitos del numeral 5.1.5. 5.3 RECALIBRACIÓN 5.3.1 Método Los torcómetros se deben ensayar de acuerdo con el numeral 6.3 y deben cumplir los requisitos del numeral 5.1.5. 5.3.2 Intervalo Los torcómetros se deben considerar como dispositivos de ensayo. Si el usuario utiliza procedimientos para el control de dispositivos de ensayo, los torcómetros se deben incluir en estos procedimientos. El intervalo de calibración se debe escoger con base en factores de operación tales como: exactitud requerida, frecuencia de uso, carga típica y condiciones ambientales durante la operación, y las condiciones de almacenamiento. El intervalo se debe adaptar de acuerdo con los procedimientos especificados para el control de los dispositivos de ensayo y evaluando la experiencia obtenida durante la recalibración. Si el usuario no utiliza un procedimiento de control, un período de uso de 12 meses o aproximadamente 5 000 ciclos se debe tomar como un valor por defecto para el intervalo de recalibración. Para la primera recalibración el período de validez comienza con la primera vez que el usuario opera el torcómetro. Además de estas especificaciones, se deben observar las reglamentaciones de la fábrica y las legales.


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El torcómetro se debe recalibrar cuando se haya sometido a una sobrecarga superior a los valores presentados en el numeral 5.1.6, después de reparación, o después de cualquier manipulación inapropiada que pueda influir en los errores de la medición. 6. CALIBRACIÓN 6.1 DISPOSITIVO DE CALIBRACIÓN La incertidumbre máxima permisible de la medición del dispositivo de calibración debe ser ± 1 % del valor indicado. La incertidumbre de la medición se debe calcular de acuerdo con la GTC 51 (Guide for Evaluation of Uncertainty of Measurement) con un factor de cobertura k = 2. El dispositivo de calibración se debe ajustar a cero antes de comenzar la calibración. 6.2 TEMPERATURA DE CALIBRACIÓN La calibración se debe llevar a cabo a una temperatura que fluctúa en máximo ± 1 °C. Esta temperatura debe estar en el intervalo de 18 °C a 28 °C (humedad relativa máxima 90 %) y se debe documentar. 6.3 CONDICIONES DE CALIBRACIÓN 6.3.1 Antes de la calibración, es necesario cerciorarse de que:

a) Los dispositivos de calibración están orientados de acuerdo con las Figuras 1, 2 ó 3.

b) Los torcómetros del Tipo I con escala o comparador de carátula, la dirección de

lectura es vertical a la escala o comparador de carátula (compensación de paralaje).

c) Para torcómetros indicadores del Tipo I: antes de realizar el ensayo de acuerdo

con el numeral 6.4, se ha de realizar una precarga hasta el valor máximo, en la dirección de operación que se va a ensayar y después de liberar la carga, el puntero o indicador electrónico debe ser puesto a cero. Para realizar el ensayo en cualquier otra dirección de operación, este procedimiento se debe repetir.

d) Para torcómetros ajustable del Tipo II: antes de realizar el ensayo de acuerdo

con el numeral 6.4, se han realizado 5 accionamientos sin medición al valor máximo (capacidad nominal del torcómetro) en la dirección de operación que se va a ensayar. Para realizar el ensayo en cualquier otra dirección de operación, este procedimiento se debe repetir.

e) La fuerza de operación, F, se aplica dentro de los límites especificados en las

Figuras 1 y 2, en el centro de la posición manual del punto de agarre o punto de carga marcado.

f) Para el destornillador de torsión y las llaves de torsión con manija en T, la fuerza

de operación T se aplica dentro de los límites especificados en la Figura 3. 6.3.2 Los torcómetros Tipo I se deben cargar en el dispositivo de calibración con fuerza incremental hasta que el torcómetro indique el valor de torsión respectivo. Los torcómetros ajustables de Tipo II se deben cargar en el dispositivo de calibración con una fuerza


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incremental de hasta el 80 % aproximadamente del respectivo valor de torsión elegido. Desde el 80 % hasta el final del valor de torsión elegido, la carga se debe aplicar lenta y uniformemente durante un período de 0,5 s a 4 s. Si para torcómetros del Tipo I el valor a ser medido ha sido excedido, esta etapa de calibración se debe repetir desde la posición cero. Los torcómetros Tipo II, excepto las de Clase B y E, se deben ajustar al valor de ensayo respectivo, comenzando desde el valor más bajo.

< 3°< 3°

< 10°< 10°

F

F

< 10°

< 10°

a

a Línea de contacto, punto de carga marcado o centro de la posición de soporte manual de la manija.

Figura 1. Ensayo de una llave en posición vertical


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< 3°

< 3°

a

< 10°< 10°

F F

a Línea de contacto, punto de carga marcado o centro de la posición de soporte manual de la manija.

Figura 2. Ensayo de una llave en posición horizontal

< 5°

< 5°

T

Figura 3. Ensayo vertical de un destornillador de torsión y llave de torque de manija en T en posiciones horizontal y vertical


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6.4 SECUENCIA DE CALIBRACIÓN Los torcómetros se deben ensayar primero al 20 % y luego aproximadamente al 60 % y al 100 % del valor máximo de torsión (o al valor nominal/ajustado para herramientas de Tipo II, Clases B y E) de los torcómetros. Si la marca de la escala del 20 % del valor máximo de torsión no está indicada en el torcómetro, la desviación permisible se debe determinar en la siguiente marca inferior de la escala. En cada dirección de operación el número de mediciones debe ser como sigue:

- Tipo I, todas las clases 5 veces en una fila, para cada punto de medición - Tipo II, Clases A, D y G 5 veces en una fila, para cada punto de medición - Tipo II, Clases B y E 5 veces al valor nominal/ ajustado - Tipo II, Clases C y F 10 veces en una fila, para cada punto de medición

Todas las lecturas deben estar dentro de las tolerancias máximas especificadas en el numeral 5.1.5 y se deben registrar. La evaluación de la desviación se debe hacer con la siguiente fórmula:

r

ras x

100)xx((%)A

−=

en donde:

As(%) es la desviación calculada del torcómetro. xa es el valor indicado del torcómetro. xr es el valor de referencia (determinado por el dispositivo de calibración).

6.5 EJEMPLOS DE CALIBRACIÓN EJEMPLO 1 Cálculo de la desviación de torcómetros indicadores y ajustable (excepto Tipo II, Clase C y F).

- El valor que indica la carátula, la escala mecánica o el indicador (Tipo I, Clases A, B, C, D y E), o - El valor ajustado de la escala mecánica o indicador (Tipo II, Clases A, D y G), o - El valor nominal (Tipo II, Clases B y E):

Xa = 100 N⋅m

Valores de referencia (determinados por el dispositivo de calibración)

mN100x 1r ⋅=

mN96x 2r ⋅=

mN103x 3r ⋅=


10

mN99x 4r ⋅=

mN101x 5r ⋅= Desviaciones calculadas de los torcómetros, en %

104

100)104100(A 1s

x−=

As1 = - 3,85 %

96

100)96100(A 2s

x−=

As2 = 4,17 %

103

100)103100(A 3s

x−=

As3 = - 2,91 %

99

100)99100(A 4s

x−=

As4 = 1,01 %

101

100)101100(A 5s

x−=

As5 = - 0,99 %

EJEMPLO 2 Cálculo de la desviación de los torcómetros ajustables y no graduados (Tipo II, Clase C y Clase F).

- Valor ajustado pertinente a la media aritmética de los 10 valores de referencia (determinados por el dispositivo de calibración)

10x...xx

x 10r2r1ra

++=

105,1025,10010197981019910396104

xa+++++−+++

=

mN2,100xa ⋅=

Valores de referencia (determinados por el dispositivo de calibración)

mN104x 1r ⋅=

mN96x 2r ⋅=

mN103x 3r ⋅=


11

mN99x 4r ⋅=

mN101x 5r ⋅=

mN98x 6r ⋅=

mN97x 7r ⋅=

mN101x 8r ⋅=

mN5,100x 9r ⋅=

mN5,102x 10r ⋅= Desviaciones calculadas de los torcómetros, en %

104

100)1042,100(A 1s

x−=

As1 = - 3,65 %

96

100)962,100(A 2s

x−=

As2 = 4,38 %

103

100)1032,100(A 3s

x−=

As3 = - 2,72 %

99

100)992,100(A 4s

x−=

As4 = 1,21 %

101

100)1011002(A 5s

x−=

As5 = - 0,79 %

98

100)982,100(A 6s

x−=

As6 = 2,24 %

97

100)972,100(A 7s

x−=

As7 = 3,30 %

101

100)1012,100(A 8s

x−=


12

As8 = - 0,79 %

5,100

100)5,1002,100(A 9s

x−=

As9 = - 0,30 %

5,102

100)5,1022,100(A 10s

x−=

As10 = - 2,24 %

7. ROTULADO Los torcómetros manuales deben ser rotulados en forma permanente y legibles, por lo menos con la siguiente información:

a) El valor máximo de torque. b) La unidad de medición. c) La dirección de operación (para herramientas con capacidad de operar

solamente en una dirección). d) El nombre o marca registrada del fabricante (o proveedor responsable). e) En donde el torcómetro vaya acompañado de un certificado de calibración, debe

llevar un número serial o número de identificación. Si es necesario, el laboratorio de calibración debe asignar un número de identificación.


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ANEXO A (Normativo)

TORCÓMETROS INDICADORES: Tipo I

Figura A.1. Clase A: llave, barra de torsión o flexión

Figura A.2. Clase B: llave, carcasa rígida con escala o carátula o indicador

Figura A.3. Clase C: llave, carcasa rígida y medición electrónica


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Figura A.4. Clase D: destornillador con escala o carátula o indicador

Figura A.5. Clase E: destornillador con medición electrónica


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ANEXO B (Normativo)

TORCÓMETROS DE REGLAJE: Tipo II

Figura B.1. Clase A: llave, ajustable, graduada o con indicador

Figura B.2. Clase B: llave, ajuste fijo

Figura B.3. Clase C: llave, ajustable, no graduado

Figura B.4. Clase D: destornillador, ajustable, graduado o con indicador


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Figura B.5. Clase E: destornillador, con ajuste fijo

Figura B.6. Clase F: destornillador, ajustable, no graduado

Figura B.7. Clase G: llave con barra de flexión, ajustable, graduado


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BIBLIOGRAFÍA [1] ISO 1174-1, Assembly Tools for Screws and Nuts - Driving Squares. Part 1: Driving

Squares for Hand Socket Tools. [2] ISO 1703:1983, Assembly Tools for Screws and Nuts. Nomenclature. [3] NTC-ISO 9001, Sistema de gestión de la calidad. Requisitos. (ISO 9001, Quality

Management Systems. Requirements). [4] NTC 2194, Vocabulario de términos básicos y generales en metrología (Fundamental

Standards - International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (VIM). BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 2da. Edición, 1993).


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DOCUMENTO DE REFERENCIA INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. Assembly Tools for Screws and Nuts - Hand Torque Tools - Requirements and Test Methods for Design Conformance Testing, Quality Conformance Testing and Recalibration Procedure. Geneva: ISO, 2003, 15 p. (ISO 6789).

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