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PRUEBAS DE CALIDAD EN TORNILLOS ESTRUCTURALES
ASTM, ISO y Métodos de Control
Presentamos las pruebas de calidad que se emiten para asegurar que los tornillos estructurales estén fabricados a las calidad que establece la ASTM.

Introducción

Los tornillos estructurales de alta resistencia —como los ASTM A325, A490, TC bolts o Grado 10.9 y 12.9— son elementos críticos en la seguridad de edificaciones, puentes, naves industriales y torres metálicas.

Para garantizar su confiabilidad, deben someterse a pruebas y ensayos mecánicos, químicos y metalográficos, regulados por normas internacionales como ASTM, ISO, DIN y SAE.

En este artículo explicaremos en detalle los principales ensayos de control de calidad en tornillería estructural, sus fundamentos técnicos y cómo impactan en la seguridad de las estructuras.

Pruebas de Calidad en Tornillos Estructurales

1. Ensayos Mecánicos en Tornillos Estructurales

a) Ensayo de tracción

  • Normas aplicables: ASTM F606, ISO 898-1.

  • Objetivo: Determinar la resistencia a la tracción (UTS), límite de fluencia (Fy) y alargamiento (ε).

  • Método: El tornillo se coloca en una máquina universal de ensayos y se aplica carga axial hasta la rotura.

  • Valores típicos:

    ASTM A325 → resistencia mínima: 120 ksi (827 MPa).
    ASTM A490 → resistencia mínima: 150 ksi (1034 MPa).

  • Importancia: Verifica que el acero cumple con las propiedades mecánicas mínimas exigidas por norma.

b) Ensayo de dureza (Rockwell / Vickers / Brinell)

  • Normas aplicables: ASTM E18 (Rockwell), ASTM E92 (Vickers).

  • Objetivo: Determinar la dureza superficial y correlacionarla con la resistencia mecánica.

  • Valores típicos:

    A325 → 24 – 34 HRC.
    A490 → 33 – 39 HRC.

  • Importancia: Controla que el tratamiento térmico haya sido correcto y que no exista exceso de dureza (riesgo de fragilidad).

c) Ensayo de impacto (Charpy V-Notch)

  • Norma aplicable: ASTM E23.

  • Objetivo: Evaluar la tenacidad del acero a bajas temperaturas.

  • Método: Una probeta con entalla en V se somete a impacto pendular.

  • Relevancia: Especial en proyectos en climas fríos (infraestructura en Canadá, Rusia, etc.).

d) Ensayo de torsión y torque

  • Norma aplicable: ASTM F606.

  • Objetivo: Verificar la resistencia del tornillo al esfuerzo de torsión durante el apriete.

  • Método: Se aplica torque controlado hasta que se produce la falla.

  • Importancia: Asegura que los tornillos no se fracturen durante la instalación.

e) Ensayo de flexión

  • Norma aplicable: ASTM F606.

  • Objetivo: Determinar la ductilidad mediante doblado a un ángulo específico.

  • Método: Se dobla el tornillo sin que aparezcan grietas en el recubrimiento o material.

2. Ensayos Metalográficos y Químicos

a) Análisis químico de composición (Espectrometría OES)

  • Norma aplicable: ASTM E415.

  • Objetivo: Determinar la composición del acero (%C, %Mn, %Cr, %Mo, %Ni, etc.).

  • Importancia: Verifica que el material corresponde a la especificación (ej. A325 acero medio carbono, A490 aleado con boro, cromo y molibdeno).

b) Metalografía (microscopía óptica y electrónica)

  • Norma aplicable: ASTM E407.

  • Objetivo: Observar la microestructura (perlita, ferrita, martensita).

  • Importancia:

    Detectar defectos de forja o temple.
    Verificar tratamientos térmicos correctos.

c) Ensayo de recubrimiento (galvanizado, Geomet®, zincado)

  • Normas aplicables: ASTM B695, ASTM F2329, ISO 10683.

  • Pruebas realizadas:

    Espesor del recubrimiento (micrómetros).
    Adherencia.
    Resistencia en cámara salina (ASTM B117).

3. Pruebas No Destructivas (NDT)

a) Inspección por ultrasonido (UT)

  • Objetivo: Detectar grietas internas o inclusiones en tornillos grandes.

b) Inspección por partículas magnéticas (MT)

  • Norma aplicable: ASTM E709.

  • Objetivo: Localizar fisuras superficiales.

c) Inspección visual y dimensional

  • Norma aplicable: ASTM F788.

  • Objetivo: Confirmar tolerancias de rosca, longitud, diámetro y defectos superficiales.

4. Ensayos de Campo en Tornillos Estructurales

En obra, además de los ensayos de laboratorio, se aplican pruebas prácticas para garantizar el apriete correcto:

  • Prueba de giro (Turn-of-Nut method) – verifica alargamiento.

  • Prueba de tensiómetro (Skidmore-Wilhelm) – mide la carga real aplicada al tornillo.

  • Prueba de calibración de llaves de torque – asegura torque correcto en instalación.

5. Resumen comparativo de ensayos

Tipo de ensayo Norma Propiedad evaluada Relevancia
Tracción ASTM F606 / ISO 898 Resistencia mecánica Seguridad estructural
Dureza ASTM E18 Tratamiento térmico Evitar fragilidad
Impacto Charpy ASTM E23 Tenacidad Ambientes fríos
Torsión ASTM F606 Resistencia al apriete Instalación confiable
Flexión ASTM F606 Ductilidad Defectos de forja
Análisis químico ASTM E415 Composición del acero Cumplimiento norma
Metalografía ASTM E407 Microestructura Calidad del temple
Recubrimientos ASTM B695 / F2329 Protección superficial Durabilidad
Ultrasonido / MT ASTM E709 Defectos internos o superficiales Integridad
Torque en campo ASTM F606 Correcto apriete Conexión segura

Conclusión

Los ensayos y pruebas de calidad en tornillos estructurales son indispensables para garantizar que cada pieza cumpla con las exigencias mecánicas, químicas y de durabilidad que demanda la norma.

En CTG Tornillos Estructurales realizamos controles bajo ASTM, ISO y DIN, asegurando que cada tornillo, tuerca y arandela cumpla con los estándares internacionales más estrictos.

Ya sea que tu proyecto sea un puente, nave industrial o torre de transmisión, nuestros tornillos certificados ofrecen la máxima seguridad y confiabilidad.