Servicio de pruebas de par

Servicio de Pruebas de Par y Torsión – Ensayos Acreditados ISO/IEC 17025 para el Mercado Colombiano

El control del par de apriete y la evaluación del comportamiento torsional de componentes roscados, ejes, acoplamientos y sistemas de transmisión son esenciales para garantizar la seguridad, la fiabilidad y la durabilidad de las uniones mecánicas en la industria automotriz, petrolera, minera, de la construcción y de maquinaria industrial. Una mala gestión del par puede provocar aflojamientos, fallos por fatiga, roturas de roscas o pérdidas de estanqueidad, con graves consecuencias operativas y de seguridad. Nuestro laboratorio ofrece un servicio integral de pruebas de par y torsión, aplicando métodos normalizados que miden con precisión el par de apriete, el par de aflojamiento, el par de rotura, el ángulo de giro, el coeficiente de fricción y el comportamiento dinámico de los elementos ensayados. Todos los ensayos se ejecutan bajo nuestra acreditación ISO/IEC 17025 (CNAS) y los informes generados son plenamente aceptados por las autoridades colombianas, incluyendo la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC), el Ministerio de Transporte, la Dirección de Impuestos y Aduanas Nacionales (DIAN) y la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH), siendo fundamentales para la certificación de componentes críticos, el control de calidad en la fabricación y el montaje, la homologación de proveedores y los procesos de importación y exportación.

Muestras que Ensayamos Habitualmente

Nuestro laboratorio recibe una amplia variedad de componentes y conjuntos para ensayos de par y torsión. Entre las muestras típicas se incluyen:

Elementos de fijación roscados – pernos, tornillos, espárragos, tuercas y arandelas de diferentes materiales (aceros al carbono, inoxidables, aleaciones especiales), revestimientos (zincado, fosfatado, Dacromet) y tamaños (M3 a M64).
Uniones roscadas de tuberías – conexiones NPT, BSP, métricas, y uniones con selladores o pastas de rosca.
Acoplamientos y ejes de transmisión – ejes de motores, cardanes, acoplamientos flexibles y rígidos, y componentes de sistemas de dirección.
Válvulas y actuadores – ejes de válvulas de bola, mariposa y compuerta, con medición del par de apertura/cierre.
Componentes para motocicletas y automóviles – pernos de culata, bielas, volantes de inercia, y conjuntos de freno y embrague.
Herramientas de apriete y dispositivos de montaje – llaves dinamométricas, multiplicadores de par, y tensores hidráulicos (para calibración y verificación).
Prototipos y nuevos diseños – enviados por fabricantes para validación de los requisitos de par antes de la producción en serie.

Métodos de Ensayo para Elementos de Fijación – Pernos, Tornillos y Tuercas

Para los elementos de fijación, determinamos la relación entre el par aplicado, la tensión generada y el coeficiente de fricción, así como la resistencia a la torsión y la capacidad de retención del par. Los principales métodos y estándares incluyen:

Ensayo de par–tensión–ángulo (ISO 16047 / DIN 946 / NTC 2345) – se monta el perno o tornillo en un banco de ensayo instrumentado con un transductor de par (torquímetro) y una célula de carga para medir la fuerza de apriete, además de un encoder angular para registrar el giro. Se aplica un par controlado hasta alcanzar el valor objetivo (o hasta la rotura) y se registran simultáneamente la tensión axial, el ángulo de giro y el par de entrada. Se calcula el coeficiente de fricción total (μ_tot), el coeficiente de fricción en la rosca (μ_th) y el coeficiente de fricción en la cabeza (μ_h). Los resultados se utilizan para verificar la consistencia del proceso de apriete y para clasificar los tornillos según su comportamiento.
Ensayo de par de rotura por torsión (ISO 898-1 / ASTM F606 / NTC 2190) – se aplica un par de torsión creciente a la cabeza del perno hasta que se produce la rotura por cizallamiento del vástago. Se mide el par máximo de rotura (en N·m) y se calcula la tensión de rotura a torsión, que indica la ductilidad y la calidad del material. Este ensayo es crítico para pernos de alta resistencia (clase 8.8, 10.9, 12.9) utilizados en estructuras de puentes y maquinaria pesada en Colombia.
Ensayo de par de aflojamiento y retención (ASTM D5648 / NTC 3772) – después de aplicar un par de apriete controlado, se mide el par necesario para iniciar el aflojamiento de la rosca. Se realiza un ciclo de apriete–aflojamiento, y se evalúa la pérdida de par residual después de vibraciones o ciclos térmicos (simulación de condiciones de servicio). Se reporta el porcentaje de retención del par después de los ciclos.
Ensayo de par en condiciones de lubricación y con recubrimientos – se repite el ensayo de par–tensión utilizando diferentes lubricantes (aceite, grasa, ceras, pastas de rosca) y recubrimientos (zinc, cromo, Dacromet) para determinar el coeficiente de fricción y la estabilidad del par en función del lubricante, proporcionando recomendaciones para los procesos de montaje en plantas colombianas.

Métodos de Ensayo para Uniones Roscadas de Tuberías y Conexiones

En el sector del petróleo, gas y fontanería, las uniones roscadas deben garantizar la estanqueidad y la resistencia al par de apriete sin deformar las roscas. Nuestros ensayos específicos incluyen:

Ensayo de par de apriete y estanqueidad en conexiones NPT/BSP (API 5B / NTC 1858) – se montan las conexiones roscadas en un banco de pruebas que aplica un par de apriete controlado hasta un valor especificado, y simultáneamente se presuriza la tubería con agua o aire (hasta 20 MPa) para detectar fugas. Se determina el par mínimo necesario para lograr el sellado, y el par máximo que puede aplicarse sin dañar la rosca.
Ensayo de par de desarme después de ciclos de presión y temperatura – las uniones se someten a ciclos de presión y temperatura (por ejemplo, de 20 °C a 100 °C) durante 50 ciclos, y luego se mide el par de aflojamiento para evaluar la retención del sellado y la degradación del par.
Ensayo de resistencia a la torsión en tuberías roscadas (ISO 13679 / NTC 4772) – se aplica un par torsional a la tubería roscada hasta la rotura de la rosca o hasta la deformación plástica, midiendo la capacidad de la unión para soportar cargas de torsión durante la instalación y la operación.
Ensayo de par con pastas selladoras (procedimiento basado en ASTM D5648) – se evalúa la influencia de diferentes pastas de rosca (a base de PTFE, grafito, cobre) en el par de apriete y en la repetibilidad del proceso, proporcionando datos para la selección del sellador más adecuado para las condiciones de montaje en campo.

Métodos de Ensayo para Componentes Rotativos – Ejes, Acoplamientos y Transmisiones

En sistemas de transmisión de potencia, el par torsional es el parámetro que define la capacidad de carga y la eficiencia. Nuestros ensayos se centran en la resistencia estática y dinámica a la torsión, así como en la fatiga por torsión.

Ensayo de torsión estática en ejes y acoplamientos (ASTM E143 / ISO 1100 – adaptado) – se fija un extremo del eje y se aplica un par creciente en el otro extremo hasta alcanzar la deformación plástica o la rotura. Se mide el momento de torsión máximo y el módulo de elasticidad transversal (G). Este ensayo es aplicable a ejes de transmisión de motocicletas, cardanes y ejes de bombas.
Ensayo de fatiga por torsión (ISO 1350 / ASTM A938 – adaptado para ejes) – se aplica un par cíclico alternante (por ejemplo, de 0 a 1000 N·m) a una frecuencia de 10‑30 Hz, y se mide el número de ciclos hasta la rotura. Se construye la curva S‑N (torsión vs. ciclos) y se determina la resistencia a la fatiga por torsión para un número de ciclos determinado. Este ensayo es crítico para ejes de transmisión de vehículos de carga y para acoplamientos en la industria minera colombiana.
Ensayo de par de arranque y par de fricción en rodamientos y casquillos – se mide el par necesario para iniciar el movimiento de un eje montado sobre rodamientos o casquillos, así como el par de fricción en régimen estacionario, lo que permite verificar la eficiencia y la lubricación del conjunto.
Ensayo de torsión en acoplamientos flexibles (ASTM F1290 – adaptado) – se aplica un par torsional al acoplamiento y se mide el ángulo de deflexión, determinando la rigidez torsional y la capacidad de absorber desalineaciones sin generar sobretensiones.

Métodos Complementarios – Análisis de Fricción y Comportamiento Dinámico

Para interpretar los resultados de las pruebas de par, realizamos análisis complementarios que ayudan a optimizar el diseño y el proceso de montaje.

Ensayo de coeficiente de fricción en roscas (ISO 16047 – método de la carga y el par) – a partir de los datos de par, fuerza axial y diámetro efectivo, se calculan los coeficientes de fricción en la rosca (μ_th) y en la cabeza (μ_h) por separado, utilizando las ecuaciones de la norma. Se reportan los valores medios y las desviaciones estándar, y se clasifica el par de apriete en tres componentes: el par para vencer la fricción de la rosca, el par para vencer la fricción de la cabeza, y el par útil para generar la tensión axial.
Ensayo de vibración y relajación del par (ASTM D5682 / NTC 3775) – se aplica un par de apriete a la unión roscada, y luego se somete a vibraciones controladas (frecuencia 10‑50 Hz, amplitud 0.1‑1.0 mm) durante un tiempo determinado, midiendo la pérdida de par y de tensión axial. Este ensayo es esencial para aplicaciones en motocicletas y vehículos todo terreno.
Ensayo de apriete con llave dinamométrica calibrada y verificación de la precisión del par – se realiza una comparación entre el par indicado por la llave del operador y el par real medido por el torquímetro de referencia, determinando el error del instrumento y su incertidumbre, lo que permite recomendar la calibración de las herramientas de montaje.
Análisis de la superficie de la rosca (perfilometría y SEM) – se examina la rugosidad y el desgaste de las roscas después de los ciclos de apriete, para correlacionar el desgaste con la pérdida de par y para identificar la necesidad de mejorar el acabado superficial.

Informes de Ensayo y Reconocimiento en el Mercado Colombiano

Todos los procedimientos descritos están dentro del alcance de nuestra acreditación ISO/IEC 17025, con equipos calibrados periódicamente (torquímetros electrónicos, células de carga, transductores de ángulo, bancos de torsión) y trazabilidad a patrones internacionales (NIST, PTB). Nuestros informes de ensayo se emiten en español e incluyen:

Identificación completa de la muestra (material, tratamiento térmico, revestimiento, dimensiones, lote y fabricante).
Descripción detallada del método aplicado (norma ISO/ASTM/API/NTC, condiciones de lubricación, velocidad de apriete, temperatura y humedad).
Resultados numéricos: par de apriete (Nm), par de aflojamiento (Nm), par de rotura (Nm), ángulo de giro (grados), fuerza axial (kN), coeficiente de fricción total y por separado (μ_tot, μ_th, μ_h), y vida a fatiga por torsión (número de ciclos).
Tablas comparativas con los valores especificados por el cliente y con los requisitos de las normas NTC 3162 (Elementos de fijación – Determinación del comportamiento del par y la tensión axial), NTC 2190 (Pernos – Ensayo de torsión) y NTC 4750 (Conexiones roscadas – Ensayo de estanqueidad a presión).
Curvas de par vs. ángulo, par vs. fuerza axial, y curvas S‑N para fatiga por torsión, con sus intervalos de confianza del 95 %.
Declaración de conformidad con las especificaciones del cliente y con los requisitos de las autoridades colombianas, incluyendo el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) y la Resolución 4980 de 2020 del Ministerio de Transporte para componentes de vehículos.
Fotografías de las muestras antes y después de los ensayos, y en caso de rotura, imágenes de la zona de fractura (macro y micro).
Incertidumbre expandida (k=2) para todas las mediciones críticas (par, fuerza axial, ángulo), calculada según la Guía ISO/IEC 98-3.
Recomendaciones técnicas para la optimización del apriete (ajuste de par, tipo de lubricante, recubrimiento) y para la selección de herramientas de montaje, basadas en los resultados obtenidos.

Estos informes son plenamente aceptados por la SIC para el registro de productos y la certificación de calidad, por el Ministerio de Transporte para la homologación de componentes automotrices, por la ANH para la validación de uniones roscadas en el sector hidrocarburos, y por la DIAN para la clasificación arancelaria y la verificación de calidad en importaciones de pernos, tuercas, ejes y acoplamientos. Además, ofrecemos servicios de asesoría técnica para el diseño de uniones roscadas, la selección de lubricantes y la implementación de procedimientos de apriete controlados, ayudando a nuestros clientes a garantizar la seguridad y la fiabilidad de sus ensamblajes en las exigentes condiciones industriales de Colombia, desde la costa caribeña hasta el altiplano andino.