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El rol del INTI en el control de la
fabricación de cables de acero
Ing. Hernán N. Lorusso
Cables de acero
Conjunto de alambres, retorcidos helicoidalmente, que constituyen una
cuerda de metal apta para resistir esfuerzos de tracción con apropiadas
cualidades de flexión.
Cómo esta constituido un cable de acero?
Alambre
Cordón
Alma
Cordón:
Conjunto de alambres
entrelazados en un
mismo sentido,
pudiendo tener más de
una capa, dispuestos
alrededor de un
alambre central.
Modelo de Cable de Acero:
está definido a través del diámetro, de la construcción, del revestimiento
de los alambres, de la resistencia y del tipo de alma
Cables de acero
Clasificación: Por sus aplicaciones:
De uso general
Ascensores
Transporte de personas por cable
Izaje
Pesca
Minería
Petróleo
Estructurales
Distintos Requerimientos
Normativos
Cables de acero – Por su construcción
Seale (S)
De capa simple
Filler (F)
Nomenclatura:
Warrington Seale
(WS)
6 cordones
7 alambres por cordon
1 Alma de Fibra
6 x 7 + 1AF
Warrington (W)
Cables de acero – Por su construcción
El paso de un cable se determina por la forma en que los cordones
están colocados y por la manera en como los alambres están puestos
en los cordones.
El largo de paso de un cable es la distancia lineal medida a lo largo del
mismo, desde un punto de un cordón hasta otro punto del mismo
cordón después de dar una vuelta alrededor del núcleo o alma del
cable (360º)
Cables de acero – Por su construcción
Paso regular: Los alambres se encuentran colocados en distinta
dirección que los cordones. Cable compacto, bien balanceado y de
excelente estabilidad.
REGULAR DERECHO
• Alambres paralelos
al eje del cable
• Cordones en diagonal
hacia la derecha
extensión derecha (Z)
sZ
extensión cordón
extensión cable
REGULAR I ZQUI ERDO
• Alambres paralelos
al eje del cable
• Cordones en diagonal
hacia la izquierda
extensión izquierda (S)
zS
extensión cordón
extensión cable
Cables de acero – Por su construcción
Paso Lang: Los alambres se encuentran colocados en igual
dirección que los cordones. Incrementa la superficie de contacto
cable-polea. Excelente resistencia a la fatiga y al desgaste por
abrasión.
LANG DERECHO
• Alambres diagonales
al eje del cable
• Cordones en diagonal
hacia la derecha
LANG I ZQUI ERDO
• Alambres diagonales
al eje del cable
• Cordones en diagonal
hacia la izquierda
Cables de acero
Por su grado o resistencia nominal de los alambres a
la tracción
El grado del cable debe indicar el valor de la resistencia a la tracción
de los alambres.
1180 N/mm2
1320 N/mm2
1370 N/mm2
Los grados mas comunes son:
1570 N/mm2
1620 N/mm2
1770 N/mm2
1960 N/mm2
2160 N/mm2
N/mm2=[MPa]
Cables de acero – Designación (EN 12385-2)
Cables de acero
Patentado y galvanizado
Austenización:
Horno 960ºC
Trat. Isotérmico - Plomo 550ºC
Gentileza de
IPH SAICF
Zincado
Preparación
El Rol del INTI en el Transporte de Personas por
Cable
Controles de los cables nuevos, luego de su fabricación y previo a
su comercialización (ensayos destructivos);
Controles periódicos de los cables de una instalación en servicio
(ensayos no destructivos) – examen electromagnético UNE-EN12927-8
(2006) y examen radiográfico
Registrar defectos que puedan afectar a la
seguridad
Objetivo:
Cables de acero - Análisis Metalográfico
Corte longitudinal
Corte transversal
Cables de acero - Análisis Metalográfico
Estructuras sorbíticas/bainíticas/troostíticas altamente deformadas por el proceso
de trefilado, de muy alta resistencia y excelentes condiciones de ductilidad
Corte longitudinal
Corte transversal
50x
200x
100x
500x
1000x
1000x
Cables de acero
Estudio Metalográfico: Microdureza Vickers HV1
Cables de acero
Masa por metro
Medición de la longitud del cable ~ 1m
Pesaje de la longitud del cable
Cables de acero
Ensayo de Medición del diámetro y ovalización
Las mediciones deben realizarse:
• Sobre una parte recta del cable sin tracción o con una tracción inferior al 5%
de la carga mínima de rotura;
• En dos posiciones y con una distancia mínima entre ellas de 1m;
• Se realizan dos mediciones con un defasaje de 90º en el diámetro del
círculo circunscripto.
• Se promedian las cuatro mediciones
• Los resultados obtenidos, deben satisfacer los valores especificados en la
norma de aplicación
Cables de acero
Ensayo de tracción
Determinación de carga de rotura
• Cable completo o por cordones
• Por alambres
Cables de acero
Ensayo de tracción – cable completo
Distancia libre del cable, según norma de aplicación
Velocidad de ensayo, según norma de aplicación
Después de la aplicación del 80% de la carga de rotura mínima del
cable, la carga debe ser aumentada a una tasa no superior a 0,5% de la
carga de rotura mínima del cable por segundo
El ensayo puede ser considerado finalizado sin la rotura del cable
cuando la carga de rotura mínima fuese alcanzada o excedida.
El ensayo puede ser descartado cuando la rotura ocurriese dentro de
una distancia definida de las mordazas y la carga de rotura mínima no
fuese alcanzada.
Cables de acero
Ensayo de tracción – por cordones
Distancia libre del cordón, según norma de aplicación
(ISO 2408):
La mitad de la cantidad de cordones que componen al cable de acero
debe ser ensayada hasta la rotura
Las cargas de roturas obtenidas, deben ser sumadas y el
resultado debe ser multiplicado por los siguientes coeficientes:
1,90 (para cables con alma de fibra);
2,05 (para cables con alma de acero)
Cables de acero
Ensayo de tracción – por alambres
(ISO 2408):
Este método consiste en formar un cordón a partir de alambres escogidos
en forma aleatoria de todos los cordones que componen el cable de acero.
Los alambres deben ser ensayados individualmente y, la sumatoria de las
cargas de roturas de los alambres debe ser multiplicada por el número de
cordones del cable.
El resultado obtenido se debe multiplicar por coeficientes indicados, según
el tipo de cable.
(EN 12385-1- Método 2):
La carga de rotura se obtiene por sumatoria de todas las cargas de rotura
de todos los alambres del cable (antes de cablear).
(EN 12385-1- Método 3):
La carga de rotura se obtiene por sumatoria de todas las cargas de rotura
de todos los alambres del cable (descableados) y se la multiplica por un
factor k de cordoneado
Cables de acero
Ensayo de Torsión de los alambres
Ø alambres ≥ a 0,5 mm
Medición del diámetro y ovalización: dos mediciones con un defasaje
de 90º en el diámetro del círculo circunscripto.
Carga que aplique una tensión que no supere del 2% de la resistencia
a la tracción nominal del alambre.
Para alambres extraidos de cables confeccionados, afectar el
resultado por un coeficiente < a 1 ~ (0,85), según norma de
aplicacion
Cables de acero
Ensayo de flexión alternada de los alambres
Ø alambres ≥ a 0,5 mm
Medición del diámetro y ovalización: dos mediciones con un defasaje
de 90º en el diámetro del círculo circunscripto.
Los alambres, según su diámetro, deben ser capaces de resistir antes de
producirse la fractura, la cantidad de flexiones alternadas mínimas
indicadas en norma de aplicación
Cables de acero
Ensayo de tracción con nudo en alambres
Ø alambres < a 0,5 mm
Reemplaza a los ensayos de torsión y doblado alternado
Medición del diámetro y ovalizacion: dos mediciones con un defasaje
de 90º en el diámetro del círculo circunscripto
Se realiza un nudo simple que debe quedar situado aproximadamente
en el centro de la longitud libre del alambre
Los alambres deben soportar sin romperse, un porcentaje de carga
(~45%) de la carga correspondiente para su grado de resistencia
Cables de acero
Determinación de la Masa de Zinc Depositado por Unidad
de Área Superficial Cables Galvanizados - Método gravimétrico – ISO 1460
• Recubrimientos: Zn o Aleaciones Al-Zn ó Fe-Zn
• Dos series: liviana / pesada (A/B), según la cantidad de masa depositada
Disolución del zinc en una solución de
(7,84 x 103 x ∅f x ∆m) [g/m²]
3,5 g hexametilentetramina (CH ₂)₆N₄
4 mf
500 ml ácido clorhídrico (HCL)
1000 ml agua destilada
Cables de acero
Adherencia de la Capa de Zinc – Clase B - ISO 7802
• Se inspecciona la superficie externa del espiralado
• No deben detectarse presencia de arrancamiento o
fisuras importantes en la capa de zinc.
• La capa de zinc depositada se debe considerar
satisfactoria si pequeñas fisuras detectadas son tales
que no sea posible despegar la capa de zinc por
simple frotamiento con los dedos.
• La
pérdida
o
desprendimiento
de
pequeñas
partículas superficiales de zinc, no se considera como
falta de adherencia.
• Enrollar hasta formar 10 vueltas cerradas (mín), a una velocidad determinada
• Relación entre los diámetros del mandril y el del alambre a ensayar
Cables de acero
Términos de referencia asociados
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IRAM 840 (2012)- Cables de acero para ascensores – Requisitos y métodos de ensayos,
IRAM 754 (1977) - Cables de acero – Inspección y Recepción,
IRAM 547 (2013) – Cables de acero para usos generales,
IRAM 518 (1982) – Cables de acero – Definiciones,
IRAM 999 (1977) – Cables de acero – Método de ensayo para determinar la carga de rotura,
IRAM 666 (1977) – Alambres de acero para la fabricación de cables,
IRAM 5221-1 - Esquema A - (2014) – Eslingas de cable de acero con ojales – Métodos de
fabricación y requisitos mínimos,
IRAM IAS U-500 102 – Esquema A – (2014) – Ensayo de tracción en materiales metálicos a
temperatura ambiente,
ISO 4101 (1983) - Drawn steel wire for elevator ropes - Specifications,
ISO 2232 (1990)- Round drawn wire for general purpose non-alloy steel wire ropes and for
large diameter steel wire ropes - Specifications,
ISO 3108 (1974) – Steel wire ropes for general purposes - Determination of actual breaking
load,
ISO 6892 - Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature,
ISO 7800 (2012) - Metallic Materials - Wire – Simple torsión test,
Cables de acero
Términos de referencia asociados
•
ISO 7801 (1984) - Metallic Materials - Wire - Reverse bend test,
•
ISO 7802 (2013) - Metallic materials - Wire - Wrapping test,
•
ISO 2408 (2004) - Steel wire ropes for general purposes - Minimum requirements
•
ISO 1460 (2009) - Metallic coatings - Hot dip galvanized coatings on ferrous materials Gravimetric determination of the mass per unit area,
•
Regulamento de Avaliaçao da Ensayos da Conformidade para Cabos de Aço da Uso Geral Anexo da Portaria INMETRO Nº 176 (2009),
•
ABNT NBR ISO 2408 (2008) – Cabos de aco para uso geral – Requisitos mínimos
•
UNE-EN 12385-1 (2008) – Cables de acero – Seguridad – Requisitos Generales,
•
UNE-EN 12385-2 (2008) – Cables de acero – Seguridad – Definiciones, designaciones y
clasificación,
•
UNE-EN 10264-1 (2012) - Alambres de acero y productos de alambre. Alambres de acero
para cables - Requisitos generales,
•
UNE-EN 10264-2 (2012) - Alambres de acero y productos de alambre. Alambres de acero
para cables - Alambre de acero no aleado estirado en frío para cables de uso general
Cables de acero
Términos de referencia asociados
•
UNE-EN 10264-3 (2012) - Alambres de acero y productos de alambre. Alambres de acero
para cables - Alambres redondos y perfilados, de acero no aleado, para fuertes
solicitaciones.
•
UNE-EN 12385-4 (2003)+A1 (2008) - Cables de acero. Seguridad - Cables trenzados para
aplicaciones generales de elevación,
•
UNE-EN 12385-5 (2004) - Cables de acero. Seguridad - Cables de cordones para
ascensores,
•
UNE-EN 12385-6 (2005) - Cables de acero. Seguridad - Cables de cordones para pozos de
minas,
•
UNE-EN 12385-7 (2003) - Cables de acero. Seguridad - Cables cerrados de extracción para
pozos mineros,
•
UNE-EN 12385-8 (2004) - Cables de acero. Seguridad - Cables tractores y portadorestractores de cordones diseñados para el transporte de personas por cable,
•
UNE-EN 12385-9 (2003) - Cables de acero. Seguridad - Cables cerrados de transporte para
instalaciones destinadas al transporte de personas por cable,
•
UNE-EN 12385-10 (2004)+A1(2008) - Cables de acero. Seguridad - Cables en espiral para
aplicaciones estructurales generales.
En qué hemos trabajado hasta la fecha?
Medios de transporte de
personas por cable
Participación en
Comités de Normalización
IRAM 840
IRAM 547
IRAM 5221
Ensayos No
Destructivos
Actualidad
Cables de acero
Análisis de fallas
De uso General
2009 - Acredita por OAA
bajo ABNT NBR-ISO
2408
Ascensores
2014 - Acredita por OAA
bajo IRAM 840
Laboratorio Reconocido
Por la Secretaría de
Industria
Ascensores
Certificación voluntaria
IPH SAICF
Líneas proyectadas
•
•
De uso General
Ascensores
Etapa final de
Cables de acero
implementación de la
Acreditación por OAA
bajo IRAM 547
Certificación Obligatoria
•
Medios de transporte
de personas por cable
Acreditación por OAA bajo UNE-EN 12385-8/9
Participación en Comité de Cables de acero
para adoptar una normativa Nacional
Muchas gracias por su atención
Se imaginaban que también los cables de acero sirven para esto?