Cables de acero para USO GENERAL. versión marzo 2011

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1 Cables de acero para USO GENERAL 1 versión marzo 2011

2 2 Cables de acero para USO GENERAL Con el cuidado y la calidad que ya le son tradicionales, IPH fabrica una amplia gama de cables normalizados que cubren un vasto rango de necesidades, especialmente en las actividades de izaje general. Para los usuarios de otro campos o aplicaciones especiales, o para cables no contemplados en este folleto, no dude en consultar nuestros catálogos específicos o a nuestro Departamento Técnico Comercial Sumario INTRODUCCIÓN: CONCEPTOS BÁSICOS TABLAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES MÁS COMUNES CONCEPTOS SOBRE CABLES DE ACERO RESISTENCIA A LA TRACCIÓN CUIDADOS Y MANTENIMIENTO DEL CABLE DE ACERO INSPECCIÓN Y RETIRO DE SERVICIO PROCESO DE FABRICACIÓN COMPAÑÍA Planta San Miguel, Pcia. de Buenos Aires, Argentina.

3 CONCEPTOS BÁSICOS 3 Los cables de acero El primer cable metálico de la historia fue diseñado en 1834 por Wilhelm Albert, ingeniero de minas y propietario de una mina de carbón en Alemania. Albert inventó el proceso de trefilar y retorcer alambres de hierro y de este modo construyó el primer antecesor del cable de acero, que pasó a reemplazar con ventajas las cadenas que entonces se utilizaban en la industria minera. Los cables de acero evolucionaron mucho desde aquellos comienzos, pero su concepción básica sigue siendo la misma: un conjunto de alambres reunidos helicoidalmente formando una cuerda metálica apta para resistir esfuerzos de tracción y con adecuadas condiciones de flexibilidad. Significado y uso de las tablas de carga de páginas 4 a 11 El valor más representativo de la resistencia de un cable es la llamada Carga Mínima de Rotura (CMR). A los efectos prácticos se considera que un cable se rompe cuando se le aplica una carga de tracción igual a la CMR. En las tablas que siguen se indican las Cargas Mínimas de Rotura, así como otros datos útiles, para cada tipo y medida de cable. Casi todos estos valores se encuentran normalizados en las Normas ISO, EN, IRAM, NBR, etc. El significado de las construcciones mencionadas en los encabezamientos y de otros términos técnicos de las tablas se explica a partir de la página 12. Carga que puede aplicarse sobre un cable Como regla muy básica y solamente aproximada, la carga que puede aplicarse sobre un cable es la carga de tabla dividida por 5. Más exactamente, la carga segura de trabajo se determina dividiendo el valor de tabla (CMR) por un factor de seguridad (FS) que puede o no ser 5. Este factor lo adopta el diseñador del equipo o el usuario, para lo cual debe tener en cuenta recomendaciones del fabricante del equipo y del cable, así como normas relacionadas específicas. Este tema se amplía a partir de la página 18.

4 4 CABLE NATURAL ALMA DE FIBRA PARA USO GENERAL IPH 619 (*) IPH 636 (*) Diámetro Masa aprox. C.M.R. Masa aprox. CMR mm Kg/100m Ton kn Kg/100m Ton kn 5 8,65 1,54 15,1 6,3 14,3 2,62 25,7 13,7 2,34 22,9 8 23,0 4,23 41,5 22,1 3,77 37,0 9,5 32,4 5,96 58,4 33,1 5,96 58, ,3 7,99 78,3 44,4 7,97 78, ,7 11, ,0 11,1 109, ,4 13, , ,9 17, ,0 16, , , , , , , , , , , , , , , , , , , (*) Incluye construcciones: 6x19M de 5mm 6x19W de 6,3 a 13mm 6x25F de 14 en adelante (*) Incluye construcciones: 6x37M de 6,3 a 8mm 6x36WS de 9,5 a 44mm 6x47WS para 51mm Grado del cable 1960 (200 kgf/mm 2 ) Las características generales y metodología de cálculo responden a las Normas ISO 2408 (2004). Los valores en ton se entienden en toneladas métricas. Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. Consultarnos por otros diámetros o resistencias

5 CABLE NATURAL ALMA DE ACERO PARA USO GENERAL 5 IPH 619 (*) IPH 636 (*) Diámetro Masa aprox. C.M.R. Masa aprox. CMR mm Kg/100m Ton kn Kg/100m Ton kn 6,3 15,9 2,83 27,7 8 25,6 4,56 44,7 9,5 36,1 6,4 63,0 36,9 6,43 63, ,4 8,6 84,4 49,5 8,62 84, ,6 12, ,1 12, ,4 14, ,2 14, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , (*) Incluye construcciones: 6x19W de 6,3 a 8mm 6x25F de 9,5mm en adelante (*) Incluye construcciones: 6x36WS de 9,5 a 44mm 6x47WS de 48 y 51mm Grado del cable 1960 (200 kgf/mm 2 ) Las características generales y metodología de cálculo responden a las Normas ISO 2408 (2004). Los valores en ton se entienden en toneladas métricas. Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. Consultarnos por otros diámetros o resistencias

6 6 CABLE GALVANIZADO ALMA DE FIBRA PARA USO GENERAL IPH 67 (*) IPH 619 (*) IPH 636 (*) Diámetro Masa aprox. CMR Masa aprox. CMR Masa aprox. CMR mm Kg/100m Ton kn Kg/100m Ton kn Kg/100m Ton kn 2 1,38 0,240 2,35 2,5 2,16 0,374 3,67 3 3,11 0,540 5,30 3,11 0,5 4,90 4 5,52 0,755 7,40 5,54 0,89 8,70 5 8,63 1,50 14,7 8,65 1,39 13,6 6,3 13,4 2,39 23,4 14,3 2,37 23,2 13,7 2,11 20,7 8 23,0 3,82 37,4 22,1 3,41 33,4 9,5 32,3 5,38 52,7 33,1 5,38 52, ,3 7,21 70,7 44,4 7,21 70, ,7 10,1 98,7 62,0 10,1 98, ,4 11, ,9 11, ,9 15, ,0 15, , , , , , , , , , , , , , , , , , , (*) Incluye construcciones: 5x7 para 2mm 6x7 de 3 a 6,3mm (*) Incluye construcciones: 6x19M de 3 a 5mm 6x19W de 6,3 a 13mm 6x25F de 14 a 28mm Grado del cable 1770 (180 kgf/mm 2 ) Las características generales y metodología de cálculo responden a las Normas ISO 2408 (2004). Los valores en ton se entienden en toneladas métricas. Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. (*) Incluye construcciones: 6x37M de 6,3 a 8mm 6x36WS de 9,5 a 44mm 6x47WS para 51mm Consultarnos por otros diámetros o resistencias

7 CABLE DE GRAN DIÁMETRO 7 IPH 636 (*) IPH 661 (*) Diámetro Masa aprox. CMR Masa aprox. CMR mm Kg/100m Ton kn Kg/100m Ton kn , , , , , , , (*) Clase 6x36, con cordones de 47 alambres, grado 1960 ISO 2408 Terminación superficial estándar: Natural, lubricado. Los valores en ton se entienden en toneladas métricas. Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. (*) Clase 6x61, con cordones de 67 ó 75 alambres, grado EIP API 9a Consultarnos por otros diámetros o resistencias

8 8 CABLE ANTIGIRATORIO IPH RR19 (*) IPH RR35 (*) Diámetro Masa aprox. CMR Masa aprox. CMR mm Kg/100m Ton kn Kg/100m Ton kn 5 10,0 1,65 16,2 6 14,4 2,36 23,1 8 25,7 4,20 41,2 27,0 4,98 48,8 9 32,5 5,32 52,2 34,0 6,30 61,8 9,5 36,2 5,93 58,1 38,0 7,83 68, ,1 6,56 64,3 42,0 7,77 76, ,5 7,94 77,8 51,0 9,41 92, ,7 9,45 92,6 61,0 11, ,8 11, ,0 13, ,6 12, ,0 14, , , , , , , , , , , , , , (*) Construcción 19x7 (Clase 18x7) (*) Incluye construcciones: 27x7 de 8 a 13 mm 35x7 de 14 a 38 mm A convenir para más de 38 mm Grado del cable 1960 (200 kgf/mm 2 ) Las características generales y metodología de cálculo responden o exceden las Normas ISO 2408 (2004). Terminación superficial estándar: Natural, lubricado. Los valores en ton se entienden en toneladas métricas Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. Consultarnos por otros diámetros o resistencias

9 CABLE PARA APAREJO TIRACABLE TIRFOR (*) 9 Cable 4x26 Cable 4x36 Diámetro Masa aprox. CMR Para Modelo Tirfor Capacidad del Aparejo Construcción mm 8,3 11,5 16,3 Kg/100m Ton kn kgf ,59 9,18 17, TU8 y T508 TU16 y T516 TU32 y T x26 4x26 4x36 (*) TIRFOR es marca registrada de distribuido por IPH SAICF en Argentina y Brasil. Los cables para Tirfor se pueden entregar cortados a medida, con guardacabo y gancho colocados. Terminación superficial : Galvanizado Grado del cable 1770 (180 kgf/mm 2 ) Los valores en ton se entienden en toneladas métricas Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock.

10 10 CORDÓN GALVANIZADO PARA USOS ESTRUCTURALES IPH 17 IPH 19R IPH 37R Diámetro Masa aprox. CMR 120 dan/mm 2 CMR 140 dan/mm 2 Masa aprox. CMR 120 dan/mm 2 CMR 140 dan/mm 2 Masa aprox. CMR 120 dan/mm 2 CMR 140 dan/mm 2 3 Kg/100m dan dan Kg/100m dan dan Kg/100m dan dan 4, ,5 7, ,8 11, , ,3 18, ,5 27, , ,1 32, , , (*) 50, (*) 10,5 53, , ,5 75, ,7 78, , , , (*) Fabricado en 80 dan/mm 2 (Norma ex AyEE MN 101) Las unidades de medida y las características generales de estos cordones responden a la norma IRAM 722, galvanizado tipo pesado, excepto lo indicado especificamente. Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. Estos cordones pueden proveerse según otras Normas, por ejemplo ASTM 478; ASTM 498; IRAM 2187; etc. No dude en cosultarnos por su necesidad específica. Además podemos proveer cordones en otras construcciones hasta 60 mm.

11 CORDÓN Y CABLE GALVANIZADO PARA COMANDOS 11 Cordón galvanizado 1x12 Cordón galvanizado 1x19 Cordón galvanizado 1x37 Cable de construcción 7x7 Diámetro Masa aprox. CMR Masa Masa Masa aprox. CMR aprox. CMR aprox. CMR mm Kg/100m kn Kg/100m kn Kg/100m kn Kg/100m kn 1,2 0,72 1,40 0,71 1,34 1,5 1,11 2, ,06 2,15 (*) 1,8 1,6 3,01 2 2,0 3,72 1,96 3,63 1,57 2,75 2,4 2,27 3,96 2,5 3,1 5,81 3,1 5,67 3 4,5 8,37 4,4 8,16 3,54 6,19 3,5 6,1 11,4 6,00 11,1 Grado del cable: 1770 (180 kgf/mm 2 ) excepto el indicado específicamente. Las características generales responden a las Normas DIN 3052, 3053, 3054 y Los valores resaltados indican las medidas más usualmente en stock. (*) Grado del cable para el diámetro 1,6mm: 2160 (220 kgf/mm 2 ) Consultarnos por otros diámetros o resistencias

12 12 CABLES DE ACERO Definición de cable de acero Un cable de acero es un conjunto de alambres de acero, reunidos helicoidalmente, que constituyen una cuerda de metal apta para resistir esfuerzos de tracción con apropiadas cualidades de flexibilidad. El cable de acero esta formado por tres componentes básicos. Aunque pocos en número, estos varían tanto en complejidad como en configuración de modo de producir cables con propósitos y características bien específicas. Los tres componentes básicos del diseño de un cable de acero convencional son los que muestra el siguiente dibujo: alma (de fibra o de acero) alambre cordón o torón

13 Los alambres son las unidades básicas de la construcción del cable de acero. Los mismos se arrollan alrededor de un centro en un modo específico en una o más capas, de manera de formar lo que se denomina un cordón o torón. Los cordones se arrollan alrededor de otro centro llamado alma y de esta manera se conforma el cable de acero. La forma usual de representar un cable de acero es por su sección transversal: 13 Sección transversal de un cable de acero Tipos de cordones en los cables convencionales Las características como la resistencia a la fatiga y la resistencia a la abrasión, están directamente afectadas por el diseño de los cordones. Como regla general, un cable que tiene cordones hechos con poca cantidad de alambres grandes, va a ser más resistente a la abrasión y menos resistente a la fatiga. En cambio un cable del mismo diámetro pero construido con cordones con muchos alambres pequeños, va a ser menos resistente a la abrasión y más resistente a la fatiga. Las construcciones básicas de los cordones se muestran a continuación: Cordón común de capa simple El ejemplo más común de construcción de capa simple es el cordón de siete alambres. Tiene un alambre central y seis alambres del mismo diámetro que lo rodean. La composición más común es 1+6= 7. Cordón Seale Es aquella construcción en la que la última capa tiene los alambres de gran diámetro y por lo tanto, posee una gran resistencia a la abrasión. La composición más común es 1+9+9= 19. Cordón Filler Se distingue por tener entre dos capas de alambres, otros hilos más finos que rellenan los espacios existentes entre las mismas. Este tipo de cordón se utiliza cuando se requieren cables de mayor sección metálica y con buena resistencia al aplastamiento. La composición más común es: 1+6/6+12= 25. Cordón Warrington Se caracteriza por tener una capa exterior formada por alambres de dos diámetros diferentes, alternando su colocación dentro de la corona. El tipo de cordón más usado es: 1+6+6/6= 19

14 14 Cordón Warrington Seale Es una combinación de las mencionadas anteriormente y conjuga las mejores características de ambas: la conjunción de alambres finos interiores aporta flexibilidad, mientras que la última capa de alambres relativamente gruesos, aportan resistencia a la abrasión. La construcción más usual es: 1+7+7/7+14 = 36. Tipos de almas en los cables convencionales La principal función del alma de los cables es proveer apoyo a los cordones. Gracias a ello el cable se mantiene redondo y los cordones apropiadamente posicionados durante la operación. La elección del alma del cable tendrá un efecto en la performance del cable de acero en operación. Las almas más comunes son las llamadas almas textiles o de fibra. Existen dos tipos de almas de fibra: alma de fibras sintéticas (polipropileno). alma de fibras naturales (sisal). Lubricada de modo conveniente durante el proceso de fabricación, el alma de fibra aporta al cable la lubricación adecuada contra el desgaste ocasionado por el frotamiento interno y protección contra el ataque de agentes corrosivos. Debido a las grandes presiones que los cordones ejercen sobre el alma, es necesario, en ciertos casos, que la misma sea de tipo metálico en lugar de textil, evitándose así las deformaciones por aplastamiento. También se utiliza este tipo de alma en aquellos casos en que el cable deba trabajar en un ambiente sometido a elevada temperatura, lo que podría ocasionar deterioros en almas textiles. Existen dos tipos de almas de acero: alma de acero de un cordón. alma de acero de cable independiente. El alma de cordón de acero (WSC) es utilizada solamente en los cables de diámetro pequeño y en los cables antigiratorios. El alma de acero de cable independiente (IWRC) es, literalmente, un cable independiente que funciona como alma del cable principal. La mayoría de los cables denominados con alma de acero tienen un alma de cable independiente.

15 Nomenclatura básica de los cables convencionales Ejemplo Los cables de acero se identifican mediante la nomenclatura que hace referencia a: la cantidad de cordones. la cantidad (exacta o nominal) de alambres en cada cordón. una letra o palabra descriptiva indicando el tipo de construcción. una designación de alma, cualitativa o cuantitativa. Esta nomenclatura simple es sumamente práctica, está internacionalmente normalizada y también consagrada por la costumbre del mercado. 15 6X7 AF 6 cordones 7 alambres por cordón 1 alma textil En los cables cuyo diseño es más moderno, por ejemplo los de la línea GP, puede usarse un modo similar de designación, pero normalmente será necesaria alguna aclaración adicional, o directamente el nombre comercial, por ejemplo IPH GP8. Algunos ejemplos de nomenclatura 1x37 6x AF 6x25F + 7x7 6x25F + 1AA 19x7 Principales abreviaturas: S Seale W Warrington F Filler WS WarringtonSeale AF Alma de fibra AA Alma de acero Clases de los cables convencionales Las clases son grupos de construcciones de cables. Dentro de cada grupo, todas las construcciones tienen casi idéntico peso por metro, casi idéntica resistencia a la tracción y un rango bastante similar de flexibilidad. Las diferentes construcciones dentro de cada clasificación ofrecen distintas características de trabajo. Estas características deben ser consideradas siempre que se esté seleccionando un cable para una aplicación específica.

16 16 Las principales clases son mostradas en la siguiente tabla: Clasificación Alambres Observaciones por cordón 6x La construcción más usual es 6x7 6x Las construcciones más usuales son 6x19S, 6x19W, 6x25F y 6x26WS 6x Las construcciones más usuales son 6x36WS y 6x41WS 6x La construcción más usual es 6x61WS Torsión Hay dos aspectos relacionados con la torsión del cable. El primero de ellos se refiere específicamente al sentido de la torsión, es decir si se está hablando de una hélice de sentido derecho o una hélice de sentido izquierdo. El segundo aspecto, es una distinción descriptiva de la posición relativa de los alambres en el cordón y de los cordones en el cable. En la torsión llamada regular, los alambres están torcidos en sentido opuesto al del cordón en el cable. En la torsión llamada lang, los alambres respecto a los cordones y los cordones respecto al cable, tienen en mismo sentido de torsión. Los cables de torsión lang resisten mejor la abrasión y la fatiga, pero tienen varias limitaciones de uso, principalmente una marcada tendencia a destorcerse, por lo cual deben trabajar siempre con cargas guiadas (que no pueden girar). Excepto en ciertas instalaciones específicas, los cables de torsión regular derecha son el estándar mundialmente aceptado. Las diferentes torsiones Fabricación sobre pedido y cables especiales Fabricación estándar Lang izquierda Lang derecha Regular izquierda Regular derecha

17 Preformado El preformado es un proceso que se lleva a cabo en la etapa de cableado y que consiste en darles a los cordones la forma helicoidal que van a tener en el cable terminado. Este proceso facilita el manipuleo del cable y mejora significativamente muchas de sus propiedades. 17 Las cualidades superiores de los cables preformados son el resultado de que tanto los cordones como los alambres, están en una posición de descanso en el cable, lo cual minimiza las tensiones internas. Existen algunas excepciones, particularmente en el caso de los cables antigiratorios, que se fabrican con poco preformado para mejorar sus propiedades de no rotación. Diámetro El diámetro de un cable es el de la circunferencia que lo circunscribe. El diámetro nominal es aquel que se encuentra en tablas y normas, donde se dan también tolerancias. El diámetro real de un cable se mide como indica el dibujo: CORRECTO INCORRECTO Terminación superficial (lubricación y cincado) La terminación superficial está relacionada con la resistencia a la corrosión. El cable puede ser: galvanizado, apropiado para cables estáticos o relativamente estáticos, sometidos a la acción de un medio agresivo como humedad, etc.

18 18 lubricado, apropiado para la mayoría de las aplicaciones que combina propiedades anticorrosivas con lubricantes. Existen distintos tipos de lubricación según el uso del cable. Flexibilidad y resistencia a la abrasión Todos los cables de acero implican, en su diseño, características de compromiso técnico. En la mayoría de los casos, un cable no puede aumentar al mismo tiempo su resistencia a la fatiga y su resistencia a la abrasión. Por ejemplo, cuando se aumenta la resistencia a la fatiga seleccionando un cable con más alambres, posiblemente el cable vaya a tener menos resistencia a la abrasión debido al menor tamaño de los alambres exteriores. Esta es la razón por la cual es necesario elegir el cable de acero del mismo modo en que se lo haría con cualquier otra máquina: muy cuidadosamente. Deben ser consideradas todas las condiciones operativas y todas las características del cable. Mientras que la clase 6x19 da un énfasis primario a la resistencia a la abrasión, la clase 6x36 es importante para su resistencia a la fatiga. Esta resistencia a la fatiga se hace posible por el mayor número de alambres en cada cordón. Mayor resistencia a la abrasión Mayor resistencia a la fatiga Aunque hay excepciones para aplicaciones especiales, los cables de acero convencionales están diseñados básicamente para ser los más eficientes en cada diámetro de cable. Por ejemplo, a medida que el diámetro del cable aumenta, se puede usar un mayor número de alambres para adquirir resistencia a la fatiga, y estos alambres serán todavía lo suficientemente gruesos como para brindar adecuada resistencia a la abrasión. De esta manera se determinan las construcciones que se fabrican como estándares para cada diámetro de cable. Resistencia a la tracción La palabra resistencia denota según el caso, tres cosas diferentes: la resistencia específica del acero con el cual el cable fue fabricado. la resistencia total, o carga de rotura del cable. la resistencia en trabajo, o carga segura de trabajo.

19 Resistencia específica Debido a la materia prima utilizada (acero de alto carbono) y al proceso de fabricación, los alambres de los cables de acero alcanzan altas resistencias específicas (tensiones de rotura). 19 Estos valores están normalizados por distintos organismos normalizadores, o bien adoptados por el uso y aplicación. Los términos más usuales para referirse a la resistencia específica son: resistencia nominal de los alambres a la tracción. grado. Las resistencias más usuales en distintos ámbitos se muestran en la siguiente tabla: Distintas normas y ámbitos de aplicación Observaciones Europa Unidades EE.UU EN 12385, tradicionales API 9a, ASTM, etc. ISO 2408, etc. [kgf/mm 2 ] (equivalencias [N/mm 2 ] aproximadas) 80 SM 100 Solamente aplicado para 120 HS cables monocordones 140 EHS MPS PS IPS Estándar de IPH para cables galvanizados EIP (antiguamente XIPS) Estándar de IPH para cables naturales EEIP (antiguamente XXIPS) Estándar de IPH para cables especiales Carga de Rotura La carga de rotura es la carga final efectiva a la cual un cable rompe durante un ensayo de tracción en el banco de prueba. En la práctica, para la elección de un cable se utilizan valores tabulados que indican lo que se llama la Carga Mínima de Rotura, en cuyo cálculo intervienen la resistencia específica del material, el tipo de alma, el tipo de construcción, la sección, etc. Todo cable en estado nuevo, colocado en el banco para un ensayo de tracción, romperá a un valor superior a la Carga Mínima de Rotura especificada en las tabla para dicho cable. La selección de un cable basa sus cálculos en estos valores tabulados. Aquí es importante tener en cuenta dos aspectos: las Cargas Mínimas de Rotura especificadas en tabla corresponden a valores de carga estática y en condiciones de tracción pura.

20 20 la Carga Mínima de Rotura se aplica a un cable nuevo, sin uso. Un cable nunca debería operar ni siquiera cerca de su resistencia nominal. Durante su vida útil, un cable va perdiendo resistencia gradualmente debido a causas naturales tales como el desgaste superficial y la fatiga del metal. Carga de Trabajo Es la carga o peso que se debe aplicar sobre el cable en condiciones de trabajo con seguridad. Se abrevia C.T. (Carga de Trabajo). La carga de rotura es siempre mayor que la carga de trabajo. La relación entre CMR (Carga Mínima de Rotura) y CT (Carga de Trabajo) se llama Factor de Seguridad (FS). Por ejemplo: si el FS (Factor de Seguridad) es de 5 a 1, esto significa que la CMR (Carga mínima de Rotura) es 5 veces mayor que la CT (Carga de Trabajo). Factores de seguridad El Factor de Seguridad o Factor de Diseño lo adopta el diseñador del equipamiento o aplicación, tomando en cuenta las recomendaciones del fabricante del cable y las Normas relacionadas (por ejemplo ISO, FEM, CMAA, etc). A título informativo indicamos los valores más usuales: Cables estáticos: 3 a 4 Elevación de cargas en general, grúas, eslingas, etc.: 5 a 6 Casos con altas temperaturas u otras condiciones extremas: 8 a 12 Elevación de personas: 12 a 22 Resistencia la aplastamiento El aplastamiento es el efecto de la presión externa radial, la cual distorsiona la sección transversal del cable, de los cordones, del alma o de los tres a la vez. La resistencia al aplastamiento es la capacidad que tiene el cable para resistir a las fuerzas externas en el sentido radial. Cuando un cable está dañado por aplastamiento, los alambres, los cordones y el alma están impedidos de movimiento y de ajustarse normalmente durante la operación. En general, los cables con alma de acero son más resistentes al aplastamiento que aquellos con alma textil. Los cables de torsión regular son más resistentes al aplastamiento que los de torsión Lang. Los de seis cordones son más resistentes al aplastamiento que los de ocho cordones o que los de diecinueve cordones. Los de cordón compactado son más resistentes que cualquiera de los anteriores.

21 Alargamiento Todos los cables se alargan cuando son sometidos a un esfuerzo de tracción. Este alargamiento está integrado por dos elementos: El primero es originado por el efecto del asentamiento de los alambres y cordones en el cable. Este alargamiento es permanente. El segundo se debe a la elasticidad del acero y es transitorio; desaparece al cesar la acción de la carga que lo producía 21 El valor del alargamiento permanente depende de los tipos de cable, de su construcción y del régimen de ciclos de carga. La mayor parte del alargamiento permanente se produce en el primer tiempo de servicio del cable. Luego el efecto se va atenuando aunque nunca desaparece por complete. El alargamiento elástico es transitorio y desaparece al cesar la carga. El valor de esta elongación puede calcularse si se conoce el módulo de elasticidad aparente del cable. Nótese que hablamos de modulo de elasticidad aparente, pues se trata de un valor único que resume varios efectos mecánicos que acontecen en el interior del cable. Por tal razón dicho modulo de elasticidad aparente varía no solamente según el tipo de cable sino también según si el cable se encuentra nuevo o con uso. Podemos, por lo tanto, decir que en general, los cables se alargan y se acortan elásticamente, infiriéndose que los tirones (cargas dinámicas) del cable serán mucho mejor absorbidos cuanto más débil sea su módulo de elasticidad aparente. En cambio en instalaciones fijas (como cables estructurales, tirantes para hormigón pretensado, etc) se debe procurar utilizar cables cuyo módulo de elasticidad aparente sea elevado, con el fin de obtener, bajo la acción de una carga, la menor elongación posible. Módulo de eslasticidad aparente de los cables de acero Construcción E=módulo de elasticidad aparente en kgf/mm 2 Cable nuevo Cable usado 1x x x x7AF x x25 AF x25 AA x36 AF x36 AA Estos valores son aproximados y pueden presentar variaciones según el cordoneado, cableado y otros parámetros de fabricación. Recomendamos adoptarlos a título referencial.

22 22 CUIDADOS CON EL CABLE Transporte Muchas veces se considera al cable de acero, simplemente como una carga pesada, incómoda o poco importante, que puede ser tratada con desaprensión y sin ningún cuidado. Esto no es para nada así, pues la integridad de los alambres y su perfecta disposición en la sección del cable, puede verse afectada por los golpes o movimiento durante el transporte. Por lo tanto los cables y eslingas se deben acomodar y fijar al camión u otro transporte cuidando de evitar dichos riesgos. Muy especialmente se debe tener cuidado al transportar bobinas de cable con autoelevadores. La operación debe realizarse de modo de evitar absolutamente el contacto de la uña del autoelevador con el cable de acero. CORRECTO Las uñas del autoelevador deben tomar la bobina por la madera y por debajo. Uñas > INCORRECTO Estos modos de tomar la bobina son incorrectos y peligrosos. Almacenamiento Las bobinas pueden guardarse tanto en posición vertical como horizontal. En este último caso no debe olvidarse colocar tacos para poder tomarlas por debajo con las uñas del autoelevador. Los rollos pueden colgarse de perchas o apoyarse en estantes. En todos los casos es altamente recomendable el almacenamiento bajo techo. Si se prevé que se va a guardar un cable sin servicio por un tiempo prolongado, es conveniente hacerle una relubricación. Otro aspecto fundamental en el almacenamiento es el cuidado de la identificación, no solamente de las características del cable, sino también del numero de bobina, a efectos de la trazabilidad del producto. IPH entrega todos sus productos con una completa etiqueta de identificación. El numero de bobina remite a los archivos de Aseguramiento de Calidad, donde se encuentran todos los ensayos y controles de proceso que se efectuaron sobre cada etapa de la fabricación y sobre el cable terminado.

23 Manipuleo del cable de acero El principal cuidado que se debe tener es el de no provocar torsiones en el cable al desenrollarlo. 23 CORRECTO Haga girar la bobina. Haga rodar el rollo. INCORRECTO Instalación Al pasar el cable de una bobina a la otra, o de una bobina al tambor de equipo debe cuidarse: mantener el sentido de la curvatura (si el cable sale por arriba, hacer que entre por arriba, y viceversa). mantener el cable bajo tensión, frenando suavemente la bobina que entrega el cable al sistema. CORRECTO INCORRECTO Si el pasado por el sistema se hace tirando del cable nuevo con el viejo, la conexión entre ambos debe tener la posibilidad de girar. En tambores lisos, se debe cuidar muy especialmente el devanado de la primera camada. Para ayudar a juntar la espiras se puede utilizar una maza de madera, o maza común con una tabla de madera intermedia. Una vez completada la instalación, es conveniente hacer algunos ciclos de asentamiento con baja carga. Operación Uno de los principales cuidados, es no provocar cargas dinámicas. No acelere bruscamente. No frene bruscamente. No sacuda la carga. No hamaque la carga.

24 24 Estas recomendaciones son de fácil cumplimiento cuando se trabaja con conciencia de seguridad. El tiempo que se invierte en hacer cada operación correctamente, se lo recupera con creces al evitarse accidentes y paradas imprevistas. Condiciones propias del equipo La relación D/d; diámetros de poleas y tambores Esta es una relación de extrema importancia en muchos aspectos del estudio de los cables de acero. Mide la curvatura del eje de un cable en relación con su propio diámetro. Los diámetros de poleas y tambores deben ser proporcionados al tipo de construcción y diámetro del cable que será instalado en ellos, de manera que no exista peligro de daños durante su servicio y se obtenga el máximo rendimiento del cable: D Tamaño mínimo que deberían tener las poleas y tambores para optimizar la prestación del cable: d D=diámetro de la poela d= diámetro del cable de acero Cable 6x7 6x19 6x25 6x36 8x19 19x7 Diámetro mínimo 55 veces el diámetro del cable 35 veces el diámetro del cable 30 veces el diámetro del cable 24 veces el diámetro del cable 28 veces el diámetro del cable 40 veces el diámetro del cable

25 Ubicación del punto muerto del tambor con relación al sentido de torsión del cable El sentido de torsión del cable (izquierdo o derecho) tiene relación directa con algunas condiciones de la instalación, en particular: 1) La ubicación del punto muerto del tambor en los tambores lisos. 2) El sentido de enhebrado ( reeving ). 25 Si bien la mayoría de las instalaciones están preparadas para trabajar con cables de torsión derecha, que es el de fabricación normal, es conveniente conocer la influencia de este factor. Dorso mano derecha: Para cables con torsión a la derecha corresponde enrollamiento de izquierda a derecha. Palma mano derecha: Para cables con torsión a la derecha corresponde enrollamiento de derecha a izquierda. Dorso mano izquierda: Para cables con torsión a la izquierda corresponde enrollamiento de derecha a izquierda. Palma mano izquierda: Para cables con torsión a la izquierda corresponde enrollamiento de izquierda a derecha. Angulos de desviación admisibles La máxima desviación admisible en la línea de accionamiento de un cable, entre el tambor de enrollamiento y la primera polea, no podrá exceder de un grado y medio cuando se trate de tambores lisos, sin ranuras, y de dos grados cuando se trate tambores ranurados. 1º 30 2º Ángulo de desvío para tambores lisos Ángulo de desvío para tambores ranurados Dimensión de gargantas Existen distintas normas y estándares de poleas y tambores, por ejemplo: AISI, API, ISO. Como criterio general, las canaletas de poleas deberán ser perfectamente lisas y con las dimensiones adecuadas para que los cables puedan trabajar sobre ellas sin dificultad.

26 26 El diámetro de la garganta deberá ser de 1,05 a 1,10 veces el diámetro nominal del cable. La línea de contacto del cable con el fondo de la ranura será de aproximadamente la tercera parte de su circunferencia, es decir, el arco abarcado por un ángulo entre 120 y 150 grados, variando esto según la norma que se aplique. Diámetro de la garganta 1,15d Diámetro del cable de acero 0,15d 130º 120º a 150º En cuanto a las ranuras de los tambores, serán de sección circular, de diámetro igual 1,05 veces el diámetro del cable a instalar, con una línea de apoyo igual al arco abarcado por un ángulo de 120 a 130 grados. Estarán separadas a una distancia equivalente a 1,15 veces el diámetro del cable, tomando esta medida de eje a eje de las acanaladuras. Mantenimiento Estado de poleas y tambores El estado de mantenimiento de poleas y tambores es uno de los factores más importantes, si no el que más, que influyen en el rendimiento del cable de acero. Los mismos deben inspeccionarse periódicamente controlando los siguientes puntos: diámetro de la canaleta. excentricidad (ovalización). superficie de la canaleta. alineación con el cable y resto del equipo. libertad de giro (rodamiento). presencia de bordes filosos, especialmente en tambores. Para controlar el estado de las canaletas se utilizan galgas: GALGA GALGA GALGA POLEA EN BUEN ESTADO DESGASTE DEL CANAL DE LA POLEA

27 Presencia de vibraciones anormales La presencia de vibraciones anormales deteriora muchas partes del equipo, y entre ellas el cable de acero, principalmente por someterlo a un esfuerzo de fatiga y posibles rozamientos innecesarios. 27 Lubricación Un cable perfectamente lubricado es capaz de resistir un número de flexiones sensiblemente mayor que uno que no lo está. El coeficiente de rozamiento que interviene en estos movimientos oscila, desde un valor de 0,05 para un cable perfectamente lubricado, hasta 0,30 para uno seco, de aquí la importancia que tiene un adecuado mantenimiento de la lubricación del cable. El cable de acero es lubricado durante su fabricación con un proceso especial en caliente que garantiza la llegada del lubricante a toda la superficie de cada uno de los alambres. Pero con el uso muchas veces esta lubricación se va perdiendo, sobre en el exterior de cable, y es necesario establecer una rutina de lubricación, con registro escrito. Antes de procederse al relubricado, el cable de acero debe ser cuidadosamente limpiado mediante cepillos de cerdas metálicas para eliminar los restos de grasa anteriores, adheridas de suciedad, cuerpos extraños, polvillos, etc. Los métodos de aplicación del lubricante son varios, pero el más usado es el pincel.

28 28 Es muy importante que el lubricante sea específico para cables de acero. Por ejemplo el lubricante FuniLub, de IPH, es una grasa liviana con aditivos anticorrosión, mejoradores de adherencia y estabilizadores a amplio rango de temperaturas, que una vez aplicado toma una consistencia delgada y cerosa. Este lubricante protege al cable de acero de un modo integral, y es compatible con los lubricantes de primera línea que se emplean en su fabricación. Los lubricantes no específicos, pueden incluso ser perjudiciales para el cable, por ejemplo los que contienen compuestos sulfhídricos. Inspección y retiro de servicio Información general A medida que un cable acumula tiempo de servicio se va reduciendo su resistencia inicial como consecuencia de procesos de desgaste y fatiga. Por lo tanto conviene examinarlos periódicamente, observando cuidadosamente sus modificaciones exteriores para deducir de éstas su estado interior y poder evaluar la capacidad de carga remanente. Existen diversas normas que determinan tipos y frecuencias de inspección y criterios para el retiro de servicio. Algunos ejemplos de ellas son: IRAM 3923, ISO 4309, ISO 4344, DIN 15020, ANSI B.30, ANSI A.17.2.

29 Etapas para implementar un Sistema de Inspección relevar las instalaciones, identificando cada posición del cable de acero. determinar las rutinas y criterios de descarte. adoptar una planilla para el registro de las inspecciones. capacitar a todo el personal involucrado. 29 Niveles de inspección Tipo de A cargo de Observaciones Registro inspección Principales Escrito Diaria Personal designado Anomalías localizadas NO (operador) Periódica Personal calificado Anomalías localizadas SI (inspector) y deterioro gral. Especializada Empresas especializadas Ensayos no destructivos SI con equipos específicos Criterios de descarte Por anomalías localizadas aplastamiento. disminución del diámetro del cable. roturas de alambres. deformaciones. colapso del alma. evidencias de quemado o soldadura. Por pérdida de diámetro máximo admisible: 6 a 8%. Por cantidad de alambres rotos (IRAM/ASME) máximo admisible para cables de 6 cordones: 6 alambres rotos en una longitud de 6 diámetros. máximo admisible para cables antigiratorios: 2 alambres rotos en una longitud de 6 diámetros o 4 alambres rotos en una longitud de 30 diámetros. máximo admisible para cables estáticos: 3 alambres rotos en una longitud de 6 diámetros o 2 alambres rotos en las proximidades del terminal. Los criterios aquí mencionados son de carácter orientativo. La implementación del plan de inspección debe tener en cuenta en detalle todos los criterios de una norma específica cuidadosamente estudiada.

30 Es imposible especificar la vida útil de un cable medida en una unidad de tiempo únicamente. El final de la misma debe ser marcado 30 Factores que por los resultados de las inspecciones o bien por las experiencias previas. afectan la vida útil de un cable Para optimizar la duración de un cable y las condiciones de seguridad, es necesario ser conscientes de todas las condiciones del entorno que afectarán la performance del mismo. Debemos conocer y verificar que las siguientes variables estén dentro de los valores o condiciones recomendados: Variables relacionadas con el diseño del equipo relación D/d. localización del punto muerto del tambor, en relación al sentido de torsión del cable. ángulos de desvío entre las poleas y entre tambor y polea. diseño de las canaletas de poleas y tambor en concordancia con el diámetro del cable. Variables relacionadas con el ambiente y la operación condiciones ambientales. condiciones desfavorables propias de la operación. Variables relacionadas con el estado de mantenimiento estado de las poleas y tambores. presencia de vibraciones anormales. Todos los factores mencionados en los puntos anteriores afectan la vida útil del cable de acero. Las condiciones de diseño del equipo deben optimizar muchas variables contrapuestas, una de las cuales es la vida útil del cable de acero. Es un hecho que no siempre las relaciones D/d son las óptimas para el cable. Por esto es que las condiciones de diseño se deben verificar atentamente para conocer sus efectos, y seleccionar siempre el cable más apropiado. Las condiciones de mantenimiento son fundamentales y, puesto que son resorte exclusivo del usuario, no deberían descuidarse bajo ningún concepto. En cuanto a las condiciones ambientales y de operación, las mismas deben mejorarse en todo lo posible. Algunas condiciones tales como carga térmica, materias en suspensión en el aire, fluídos agresivos, etc, son perjudiciales para el cable. Tal como se mencionó antes, si bien algunas de ellas son inevitables, otras pueden reducirse si se tiene la conciencia de su efecto perjudicial. Por ejemplo, si se trabaja con fluidos agresivos, puede diseñarse el modo de que los mismos no salpiquen sobre el tambor del cable. Lo mismo ocurre con las condiciones desfavorables de operación,

31 tales como las altas velocidades, altas aceleraciones (de aceleración o freno), cargas dinámicas, descargas bruscas, rotación inducida, etc. No es admisible que aquellas se produzcan por descuido en la maniobra. El tiempo que se invierte en hacer cada operación correctamente, se lo recupera ampliamente al evitarse accidentes y paradas imprevistas. Sin embargo, los casos puntuales donde algunas de las condiciones antedichas resulta inherente a la operación, deben tratarse con detenimiento y darán origen a establecer cuidados adicionales. 31 En general podemos decir, para todos estos factores perjudiciales, que su detección y corrección mejorarán las condiciones de productividad y seguridad, y en los casos en que no puedan ser corregidos, su conocimiento llevará a contrarrestarlos con plena conciencia. Para ello, las acciones a tomar pueden ser divididas en tres categorías: especificidad en la selección del tipo de cable. adopción de factores de seguridad altos. frecuencia y rigurosidad en las inspecciones.

32 32 PROCESO DE FABRICACIÓN El proceso de fabricación del cable en IPH se efectúa acorde con las más moderna tecnología disponible a nivel mundial en la materia. La planta es integrada. Esto significa que el componente fundamental del cable de acero, que es el alambre, también es fabricado por IPH. La producción integrada de esta forma posibilita: mayor flexibilidad en la producción. optimización del diseño. control del proceso y del material semiterminado conducido por nuestro propio Departamento de Calidad. El proceso se inicia en la planta de trefilería, cuya secuencia se muestra en el siguiente esquema: A Alambrón B Trefilación Inicial C Patentado D Galvanizado E Trefilación Final F Alambres A La materia prima es el alambrón, un producto de laminación en caliente, de acero no aleado, de alto carbono. El mismo se recibe en rollos bajo una rigurosa especificación propia y de proveedores calificados. Antes de su ingreso al proceso de trefilación, el alambrón pasa por un decapado (sucesión de baños químicos que lo limpian y preparan para la trefilación). B La trefilación es un proceso en frío, por el cual un alambrón o alambre es forzado a pasar por una matriz (trefila), estirándose y dando por resultado un alambre de menor diámetro y mayor resistencia. Las tolerancias de salida de los alambres trefilados son sumamente estrictas. La trefilación inicial lleva el alambrón a un diámetro intermedio y más tarde la trefilación final llevará este alambre a su diámetro final. C El patentado es un tratamiento térmico que se efectúa sobre los alambres en su diámetro intermedio (antes de la trefilación final). Los alambres se calientan por encima del punto crítico (915ºC) para luego enfriarse a unos 550ºC, y permanecer en esta temperatura unos segundos antes de su enfriamiento final. Esta fase isotérmica es característica del proceso de patentado. El patentado acondiciona la estructura metalográfica del acero, logrando una estructura apta para conseguir, luego de la trefilación final, una muy alta resistencia y excelentes condiciones de ductilidad, requeridas para el buen desempeño del cable.

33 D El galvanizado se hace por inmersión en cinc fundido, generalmente en línea continua con el patentado. En algunos productos el cincado se efectúa al final de la última trefilación (especialmente en cordones galvanizados). 33 Los alambres que no son galvanizados pasan por un baño de fosfato que los prepara para la trefilación. E Como ya se dijo, el alambre de diámetro intermedio que salió de la trefilación inicial, después de pasar por el patentado y el galvanizado (o fosfatado según el caso), se vuelve a conformar en la trefilación final llevándolo a su diámetro definitivo. En esta etapa, por el propio proceso de deformación plástica, el alambre adquiere la resistencia a la tracción final exigida por el cable de acero del cual irá a formar parte posteriormente. F Todos los lotes de alambre se controlan en nuestro laboratorio, siendo éste un proceso clave para la calidad final del cable de acero. De cada carretel fabricado se extraen muestras en las cuales se verifican las siguientes variables, según la norma de fabricación que corresponda en cada caso: diámetro, ovalización y estado superficial. resistencia a la tracción en máquinas digitalizadas con capacidades de hasta kg. ductilidad por torsiones o por flexiones alternas. espesor y centrado de la capa de cinc en los alambres galvanizados. adherencia de la capa de cinc en los alambres galvanizados. Una vez obtenido el alambre, el mismo se lleva al sector de cablería, cuya secuencia operativa se muestra en el gráfico. Alambres Cordoneado Cableado Cable de acero

34 34 En el cordoneado, se retuercen los alambres helicoidalmente formándose los cordones. Durante este proceso se aplica la lubricación sobre cada uno de los alambres. Luego, durante el cableado (o cerrado ), se retuercen los cordones helicoidalmente alrededor del alma, para formar los cables. Un aspecto fundamental en el proceso de cableado es el preformado, cuyo perfecto ajuste es objeto de sumo cuidado durante el proceso de fabricación. Sobre el producto terminado se efectúa un control visual y dimensional, y un control de resistencia según la Norma aplicable a cada caso. Una vez aprobado el producto se emite su etiqueta de identificación definitiva, asignándose el numero de bobina. El sistema computarizado que la emite impide hacerlo si faltara cualquiera de los datos y controles necesarios. Este sistema verifica automáticamente, en esta etapa, la cantidad, controlando por medio de una balanza digital los datos del cuentametros. El proceso completo se desarrolla según nuestros Manuales de Procedimiento y Calidad. El Sistema de Calidad está certificado por importantes entidades como Tüv Rheinland bajo Norma ISO 9001 y API bajo Norma Q1. Adicionalmente se realizan numerosos ensayos de rotura total y envejecimiento artificial por fatiga, que aportan importantes datos para el desarrollo y mejora de los productos. SOLICITUD DE COMPRA Instrucciones Para especificar con exactitud las características de un cable de acero, se recomienda seguir el siguiente orden: longitud del cable en metros. terminación superficial (negro, galvanizado, etc). diámetro del cable en mm. construcción del cable. composición del alma (textil o acero). tipo de torsión (si no fuera especificado en el pedido, se entenderá como de torsión regular derecha). uso a que se lo destinará. ADVERTENCIA La falla de un cable de acero o eslinga puede provocar graves daños, incluso la muerte. El cable de acero o eslinga puede fallar en casos de presentar daños, abuso, uso indebido o mantenimiento incorrecto. Inspeccione el cable de acero o eslinga antes de cada uso. Consulte las recomendaciones del fabricante y normas IRAM, ISO, API o equivalentes. Fuente: Wire Rope Thecnical Board

35 COMPAÑIA 35 Más de 60 años de producción e innovación continua Nacida hace 60 años en Buenos Aires, Argentina, IPH SAICF está consolidada actualmente como uno de los mayores productores de cables de acero de Latinoamérica. El año 2011 nos encuentra en un proceso de expansión, atendiendo el mercado local y exportando productos de alta tecnología a casi 20 países de las Américas, Europa y Asia. IPH fue una de las primeras fábricas de cable de América en certificar ISO serie 9000, junto con otras prestigiosas certificaciones tales como API, Lloyd s, IRAM, etc. La tecnología de IPH SAICF le permite producir una gran variedad de cables de acero, incluyendo: Cables compactados. Cables de 8 cordones. Cables antigiratorios. Cables con alma termoplastificada. Cables totalmente plastificados. Cables combinados acero polímero. Cables con galvanizados extra pesados. Diámetros de hasta 100 mm y bobinas de hasta 27 ton. Productos específicamente desarrollados, para distintas necesidades.

36 Certificaciones IPHCUG201101(ESP) CASA CENTRAL Av. Arturo Illía 4001 B1663HRI San Miguel Buenos Aires Argentina Ventas T: (54.11) F: (54.11) El certificado de calidad que extiende IPH SAICF tiene su respaldo en nuestro sistema de gestión de calidad bajo Normas ISO 9001 y API Q1. Administración T: (54.11) F: (54.11) FILIAL BRASIL Av. Presidente Wilson 1648 Mooca SP CEP Brasil Tel/Fax: (55.11) La información que aparece en este impreso es la vigente al momento de su publicación. IPH y los fabricantes representados se reservan el derecho de modificar estas especificaciones con el fin de mejorar los productos, la comprensión de la información brindada o su adecuación a normas distintas de las mencionadas. Copyright IPH SAICF, 2011.

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