SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL NORMA MEXICANA NMX-H-084-1983 PRODUCTOS SIDERURGICOS- TORONES Y CABLES DE ACERO SIDERURGICAL PRODUCTS- WIRE ROPE AND STRAND OF STEEL DIRECCION GENERAL DE NORMAS
PREFACIO En la elaboración de esta norma participaron las siguientes Empresas e Instituciones: - ACEROS NACIONALES, S.A. - AUTOCABLE, S.A. - CABLES DE ACERO, S.A. - GAMESA, S.A. - CAMARA MINERA DE MEXICO - CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL Y DEL ACERO - DIRECCION GENERAL DE REPARACIONES Y CONSTRUCCIONES NAVALES DE LA SECRETARIA DE MARINA - ELEVADORES OTIS, S.A. - ELEVADORES KONE, S.A. - ELEVADORES ATLAS, S.A. - ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS - INSTITUTO MEXICANO DE INVESTIGACIONES SIDERURGICAS. - INDUSTRIAS PEÑOLES, S.A. - LAS ENCINAS, S.A. - MINERA LAMPAZOS, S.A. - MINERA SAN FRANCISCO DEL ORO, S.A. - MINERA FRISCO, S.A. - MINERA VICTORIA EUGENIA, S.A. - NISSAN MEXICANA - PETROLEOS MEXICANOS
Continúa prefacio... - SECRETRIA DE ASENTAMIENTOS HUMANOS Y OBRAS PUBLICAS - SECRETARIA DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRAULICOS - SUBSECRETARIA DE INFRAESTRUCTURA HIDRAULICA Dirección General de Grande Irrigación Subdirección de investigación y desarrollo experimental (S.A.R.H.) - TUBACERO, S.A. - VEHICULOS AUTOMOTORES MEXICANOS, S.A. - COMITÉ CONSULTIVO NACIONAL DE NORMALIZACION DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA INDICE 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION 2 REFERENCIAS 3 DEFINICIONES 4 CLASIFICACION Y DESIGNACION 5 ESPECIFICACIONES 6 MUESTREO 7 INSPECCION 8 METODOS DE PRUEBA 9 MARCADO, ENVASE Y EMBALAJE 10 APENDICE 11 BIBLIOGRAFIA
PRODUCTOS SIDERURGICOS - TORONES Y CABLES DE ACERO SIDERURGICAL PRODUCTS- WIRE ROPE AND STRAND OF STEEL 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION Esta Norma Oficial Mexicana, establece las especificaciones y métodos de prueba que deben cumplir los torones y cables formados por alambres, de acero galvanizado y sin galvanizar, usados para propósitos generales (en la industria de la construcción, minera, petrolera, pesca, automotriz, siderúrgica y otras). 2 REFERENCIAS Esta norma se complementa con las vigentes de las siguientes Normas Oficiales Mexicanas: NOM-B-310 NOM-B-319 Métodos de prueba a la tensión para productos de acero Método de prueba para determinar el peso del recubrimiento en artículos de fierro o galvanizados 3 DEFINICIONES 3.1 Carga de ruptura 3.1.1 Es la carga a la cual ocurre la ruptura 3.1.2 Carga de ruptura mínima Es la mínima carga de ruptura que se establece para aceptación del material. 3.1.3 Tamaño nominal Es una fracción o número usado con fines de identificación (corresponde aproximadamente al diámetro del cable o torón, expresado en fracciones de pulgada o en milímetros. 3.1.4 Torón Es un conjunto de alambres torcidos helicoidalmente sobre un alambre central o un centro de fibra.
3.1.5 Cable Es un conjunto de torones dispuestos en forma helicoidal sobre una alma o núcleo que puede ser un torón, un cable independiente o un núcleo de fibra (sintética o natural). 3.1.6 Alma o núcleo El alma o núcleo es en donde se apoyan todos los torones o cables, puede ser un cable 3.1.7 Torones y cables galvanizados o sin galvanizar 3.1.7.1 Galvanizados Son los que se fabrican a partir de alambres con recubrimiento de cinc. 3.1.7.2 Sin galvanizar Son los que se fabrican a partir de alambres sin recubrimiento de cinc. 3.1.8 Alambre con galvanizado intermedio Es en el que su recubrimiento con cinc se efectúa antes del último paso de estirado en frio. 3.1.9 Alambre con galvanizado final Es en el que su recubrimiento se efectúa después del último paso de estirado en frió. 3.1.10 Torcido regular Es en el cual el torcido de los alambres en el torón se hace en dirección contraria al torcido de los torones en el cable. Según el torcido del torón sobre el sentido del cable, puede ser derecho o izquierdo. 3.1.11 Torcido lang Es en el cual el torcido de los alambres en el torón y de los torones en el cable se hace en la misma dirección. Según el sentido del torcido en él, cable puede ser torcido derecho o izquierdo. 3.1.12 Torón preformado El torón preformado es en el cual los alambres son formados en espiras permanentes, siendo esta la forma que tendrán en el torón.
3.1.13 Cable preformado El cable preformado es en el cual los torones son formados en espiras permanentes, siendo esta la forma que tendrán en el cable. 4 CLASIFICACION Y DESIGNACION 4.1 Clasificación 4.1.1 Los torones se clasifican según el número de alambres en el mismo. Los cables según el número de torones en estos y de acuerdo al número de alambres por torón se clasifican en: Ejemplos: Grupo 1 x X (torones) Grupo 6 x 19 Grupo 8 x 19 Grupo 18 x 7 Un torón 6x 25, significa un cable formado de 6 torones con 25 alambres por torón. Este cable queda clasificado en el grupo 6 x 19 que va desde 16 hasta 26 alambres por torón. Los grupos más comunes son: torón grupo 1 x X grupo 6 x 7 grupo 6 x 19 grupo 6 x 37 grupo 8 x 19 grupo 18 x 7 4.1.2 Lo anterior no implica que previo acuerdo con el fabricante se pueden producir cables de otras construcciones, bajo especificaciones particulares, siempre que cumplan con los requisitos de esta Norma. 4.2 Designación En la designación del torón o cable, se deben indicar los siguientes datos para describirlo adecuadamente. a) Nombre del material y número de esta Norma. b) Tipo, clase, construcción y tamaño del cable.
c) Material del alma (fibra o acero) d) Si el cable es preformado o no f) Si se requiere con recubrimiento g) Tipo de proceso para el cincado (galvanizado intermedio o galvanizado final) h) Si se requiere un tipo de construcción particular i) Si se requiere con protección lubricante (grasa, alquitrán aceite u otros) j) Longitud requerida k) Requisitos especiales (por acuerdo previo) 5 ESPECIFICACIONES 5.1 Requisitos generales 5.1.1 Materiales El metal base debe ser acero, obtenido por cualquiera de los siguientes procesos: horno de hogar abierto, básico al oxígeno u horno eléctrico. De tal calidad que cuando sea estirado, para formar el alambre y sometido al proceso de fabricación del torón o cable, se obtengan las propiedades y características establecidas en esta Norma. 5.2 Alma o núcleo El alma del cable puede ser un torón, un cable de acero o de fibra (natural o sintética). Estos deben tener como mínimo igual número de alambres que un torón del exterior. 5.3 Propiedades mecánicas 5.3.1 Resistencia a la ruptura del cable terminado Los cables deben cumplir con la resistencia a la ruptura establecidas en las tablas 1 a 14.
Diámetro nominal En mm Equivalente en pulg. TABLA 1.- TORON 1 X 12 Peso aproximado En 100 kg/m Resistencia a la ruptura mínima en N (kgf) 1.19 3/64 0.007 1030 (105) 1.58 1/16 0.011 2158 (220) 1.80 1/8 0.013 2649 (270) 1.98 5/64 0.018 3139 (320) 2.38 3/32 0.26 4959 (505) 2.60 2.6 0.031 5788 (590) Diámetro nominal En mm Equivalente en pulg. TABLA 2.- Torón 1 x 19 Peso aproximado En 100 kg/m Resistencia a la ruptura mínima en N (kgf) 3.00 0.120 0.043 8829 (900) 3.57 9/64 0.063 9810 (1000)
TABLA 5.- 6 x 7 cable de acero con alma de fibra, galvanizado final Diámetro nominal En mm Equiv. En pulg Peso aprox. En 100 kg/m Resistencia a la ruptura mínima Grado B (arado mejorado) en N (kfg) * Grado C (arado extra mejorado) en N (kfg) * 3.2 1/8 0.035 5199 (530) - 4.7 3/16 0.083 11576 (1180) - 6.4 1/4 0.140 18639 (1900) - 8 5/16 0.220 28449 (2900) - 9.5 3/8 0.31 40810 (4160) 46892 (4780) 11.5 7/16 0.43 55230 (5630) 63569 (6480) 13 1/2 0.57 71711 (7310) 82502 (8410) 14.5 9/16 0.71 90742 (9250) 103986 (10600) 16 5/8 0.88 110853 (11300) 127530 (13000) 19 3/4 1.25 157941 (16100) 181485 (18500) 22 7/8 1.71 213858 (21800) 245250 (25000) 26 1 2.23 275661 (28100) 317844 (32400) * 1 Newton = 0.102 kfg 5.3.2 Resistencia a la ruptura de los alambres A menos que se indique otra cosa en la orden de compra, no se requiere esta prueba. Cuando se especifique, los alambres deben cumplir con lo indicado en la tabla 15 y en 8.2. 5.3.3 Resistencia a la torsión de los alambres A menos que se indique otra cosa en la orden de compra no se requiere esta prueba; cuando se especifique los alambres deben cumplir con lo indicado en la tabla 15 y en 8.3 5.3.4 Resistencia a la tensión de los alambres galvanizados después del estirado. Cuando se especifique la resistencia a la tensión de los alambres galvanizados después del estirado, estos deben cumplir con los requisitos indicados en la tabla 15. El peso del recubrimiento de cinc debe cumplir con lo indicado en la tabla 16.
5.3.5 Arrollamiento Los alambres del cable galvanizado en el producto terminado, deben resistir un arrollamiento de seis vueltas completas, formando una espira compacta alrededor de un mandril; seguido de un desenrollamiento sin que se fracture el alambre o su recubrimiento. El diámetro del mandril debe ser de dos veces el diámetro del alambre. 5.3.6 Cable preesforzado Cuando se especifique, el cable debe ser preesforzado. El alambre debe cargarse hasta el 40% de su resistencia a la ruptura aceptable, manteniendo esa carga durante 5 minutos y reducir hasta un 50% de dicha resistencia. Este ciclo debe repetirse dos veces más y después del último ciclo la carga debe removerse completamente.
5.4 Dimensiones y tolerancias 5.4.1 Diámetro El diámetro de los torones y de los cables debe ser el especificado en las tablas 1 a 14, con una tolerancia de -1% + 4%. El muestreo y método para determinarlo se especifican en los incisos 6 y 8.7 respectivamente.
Tabla 11.- 6 x 37 cable de acero con alma de acero de tipo independiente sin recubrimiento o con galvanizado intermedio.
TABLA 15.- Propiedades mecánicas de los alambres sin galvanizar NMX-H-084-1983
5.4.2 Longitud La longitud de los torones y cables debe ser la especificada por el comprador, con las tolerancias indicadas a continuación. 5.4.3 Peso Longitud en m Tolerancia en más, en m no hay tolerancia en menos Hasta 50 1% Mayor de 50 hasta 250 1.5 Mayor de 250 hasta 500 3.0 Mayor de 500 hasta 1500 15.0 Mayor de 1500 hasta 3500 25.0 Mayor de 3500 70.0 El peso aproximado se especifica en las tablas 1 a 14. Este parámetro se especifica únicamente con fines de información. Cuando se requiera la masa exacta, debe consultarse al fabricante. 5.5 Acabado 5.5.1 Tipo de torcido A menos que se especifique otra cosa, el cable o torón se suministra con torcido regular derecho. Por acuerdo previo entre fabricante y comprador, puede suministrarse el cable o torón con cualquier otro tipo de torcido. 5.5.2 Lubricación A menos que se especifique otra cosa el cable se suministra sin recubrimiento y perfectamente cubierto con un lubricante adecuado desde su fabricación. El lubricante debe ser a base de un compuesto mineral con un aditivo, a fin de protegerlo contra la corrosión durante el embarque, su almacenamiento, manejo y período inicial de servicio. 5.5.3 Cable galvanizado Cuando se especifique que el torón o el cable sea galvanizado, el cinc debe aplicarse ya sea por el proceso electrolítico o por el proceso de inmersión en caliente. El peso del recubrimiento de cinc debe ser el indicado en la tabla 16. El recubrimiento de cinc debe estar libre de: manchas, burbujas, áreas con arena, escoria y fundentes.
6 MUESTREO 6.1 Lote Un lote debe consistir de todos los torones o cables de un mismo tipo, construcción, tamaño y clase de acero motivo de una entrega y orden de compra. 6.2 Probetas El cable o torón puede identificarse por la marca del fabricante en el carrete, en este caso debe tomarse una probeta de 4 metros de longitud de alguno de los carretes del lote del mismo fabricante. 6.2.1 Cuando el torón o cable, no puede identificarse por ausencia de marcas en el carrete del fabricante, debe tomarse una probeta de 4 metros de longitud, cortada de cada carrete o rollo sometido para inspección. 6.2.2 Las probetas de 4 metros deben ligarse en sus extremos y cortarse en dos partes; una de 0.80 m de longitud y la otra de 3.20 m de longitud. Debiendo identificarse como probetas cortas y largas respectivamente. 6.2.3 El comprador, debe conservar las probetas ya que si el cable llega a fallar, estas servirán para efectuar las pruebas correspondientes. 6.2.4 Muestreo para recubrimiento de cinc De la probeta corta se deben seleccionar al azar un mínimo de 4 subprobetas, cada una del tamaño del alambre usado en el cable o torón y con una longitud mínima de 30 cm. 6.3 Criterio de aceptación 6.3.1 Rechazo Si cualquier probeta falla, en cualquiera de las pruebas especificadas, todos los carretes o rollos del lote del mismo fabricante deben ser rechazados. 6.3.2 Repetición de pruebas Solo se permite una repetición de pruebas de cada lote rechazado. 7 INSPECCION 7.1 A menos que otra cosa se especifique en el contrato u orden de compra, el fabricante debe efectuar todas las pruebas especificadas en esta Norma. Excepto que se indique otra cosa en el contrato u orden, el fabricante debe dar al comprador todas las facilidades
razonables para que éste compruebe que el producto cumple con los requisitos especificados. 7.2 Inspección visual y dimensional Cada carrete o rollo que integre el lote debe examinarse visualmente, pesarse y medir su diámetro a efecto de verificar su acabado, peso y dimensión. 8 METODOS DE PRUEBA 8.1.1 Resistencia a la tensión de cables y torones La resistencia de cables o torones debe determinarse en las longitudes muestra (véase 6.2). La resistencia a la ruptura aceptable debe ser de acuerdo a lo indicado en las tablas 1 a 14. El largo de las probetas, debe ser como se indica en la tabla 17. 8.1.2 La prueba debe aceptarse como válida, si la probeta rompe a 51 mm de la zona de sujeción. TABLA 17.- LARGO DE LAS PROBETAS Diámetro del cable o torón Dimensiones en mm Largo mínimo hasta 25.4 900 Más de 25.4 77 1152 Mayores de 77 20 veces el diámetro del cable o torón 8.1.3 El casquillo para las probetas debe ser como mínimo 6.35 mm mayor que el diámetro del cable que se está probando. En el apéndice A1 se indican los métodos recomendados para hacer el casquillo. 8.2 Resistencia a la tensión de los alambres La prueba debe efectuarse de acuerdo a lo indicado en la Norma Oficial Mexicana NOM-B- 310.
8.2.1 Para determinar la resistencia a la tensión, debe tomarse de cada muestra corta, una probeta de cada diámetro de alambre de cada cable y como mínimo deben tomarse 6 probetas de cada muestra. La longitud suelta de los alambres debe ser de 254.0 mm como mínimo. La velocidad de los cabezales de la máquina de prueba sin carga debe ser como máximo de 25.4 mm por minuto. La resistencia a la tensión de los alambres debe cumplir con los requisitos indicados en la tabla 15. 8.3 Prueba de torsión 8.3.1 En una muestra corta, se debe tomar, como mínimo una muestra de cada uno de los alambres principales. Los alambres para la prueba de torsión deben enderezarse con la mano. La longitud libre de los alambres en la máquina de prueba, antes del ensayo debe ser de 200 mm ± 15mm. La máquina debe tener una abrazadera movible, paralela al eje del alambre y aplicarse una fuerza de tensión de acuerdo a lo indicado en la tabla 18, a fin de mantenerlo recto durante la prueba. El alambre debe torcerse en una de las abrazaderas, manteniendo una velocidad uniforme no mayor de 60 revoluciones por minuto. Los alambres no deben romperse cuando un extremo este sujeto y el otro este girado a 6.28 rad (360 ) de acuerdo al número de torsiones indicados en la tabla 15. 8.3.2 Procedimiento de prueba alternativo Debido a que el número de revoluciones en la prueba de torsión es proporcional a la longitud libre, queda a opción del comprador que la prueba se efectúe en una probeta con una longitud libre de 100 mm ± 15 mm, para alambres hasta de 1.16 mm de diámetro o de 150 mm ± 15 mm, para alambres hasta de 1.52 mm de diámetro. Cuando se tuerza la probeta de 100 mm de longitud libre, no debe romperse antes de que se cumpla la mitad del número de revoluciones indicados en la tabla 15. Cuando se tuerza la probeta de alambre de 150 mm de longitud libre, no debe romperse antes de las 3/4 partes del número de revoluciones indicadas en la tabla 15. La prueba debe efectuarse en la misma forma que la descrita en 8.3.1. 8.4 Prueba de arrollamiento de los alambres Debe seleccionarse como mínimo de cada cable, una probeta de cada muestra corta (véase 6.2) de cada tamaño de los alambres. La probeta debe tomarse de un cable sin desenrollar y tener una longitud adecuada. Debe asegurarse en el mandril un extremo de la probeta. El diámetro del mandril debe ser el especificado en el inciso 5.3.5, de acuerdo al tipo de material y acabado de los alambres. En caso de que el alambre se rompa en la parte en donde se sujeta con el mandril, se permite una nueva prueba en otro alambre.
Tabla 18.- fuerza de tensión aplicada a los alambres, durante la prueba de torsión. Diámetro del alambre, en mm Fuerza de tensión mínima en N (kfg) de hasta 0.28 0.42 4 (0.40) 0.43 0.52 10 (1) 0.53 0.77 19 (2) 0.78 1.02 29 (3) 1.03 1.28 39 (4.5) 1.29 1.53 45 (4) 1.54 1.79 49 (5) 1.80 2.04 59 (6) 2.05 2.30 68 (7) 2.31 2.55 88 (9) 2.56 2.80 93 (9.5) 2.81 3.06 103 (10.5) 3.07-107 (11) 1 Newton = 0.102 kfg 8.5 Pruebas de fabricación en cable 8.5.1 Determinación del número de operaciones para el torcido El número de operaciones de torcido en los cables deben determinarse en una muestra corta (véase 6.2). Uno de los alambres exteriores del cable debe estar sin colocar, a una distancia de 300 mm, manteniendo el resto de los alambres exteriores en su posición original. Si el alambre sin colocar estuvo en contacto con los mismos alambres de la capa interior, entonces las dos capas fueron fabricadas en una operación. La misma prueba puede ser aplicada a las capas intermedias del cable después de remover todas las capas de alambre exterior. 8.6 Preformado de torón Si la ligadura en un extremo del torón fué removida, la diferencia entre el diámetro real del torón y el diámetro antes de remover la ligadura no debe ser mayor a los valores indicados en la tabla 19.
Método para determinar el diámetro 8.7.1 La inspección del diámetro del cable o del torón debe efectuarse en el extremo libre del carrete embarcado. Empezando como mínimo a 1.5 metros a partir del extremo del cable o del torón. El diámetro, debe medirse con un calibrador en tres lugares a una distancia de 1.5 metros cada una, como se indica en la figura 1. El promedio de los diámetros medidos debe ser el diámetro del cable o torón inspeccionado. 8.7.2 En caso de que el diámetro del cable o del torón, no esté dentro de tolerancias, debe someterse a una tensión entre el 10% y 20% de su carga nominal de ruptura y así verificarse el diámetro. 8.8 Método para determinar el paso La confrontación de la longitud de paso puede efectuarse en el extremo libre del cable o del torón en el carrete. Debe medirse la longitud de 5 o más pasos empezando como mínimo a una distancia de 3 metros del extremo del cable. La distancia medida debe dividirse entre el número de pasos, con objeto de) definir el tamaño del paso de longitud de un trenzado sencillo. 8.9 Determinación del peso de cinc La determinación del peso de cinc efectuarse de acuerdo a lo indicado en la Norma Oficial Mexicana NOM-B-319
FIGURA 1. MEDICION DEL DIAMETRO 9 MARCADO, ENVASE Y EMBALAJE 9.1 Marcado Cada carrete o rollo debe llevar firmemente adherida una tarjeta, conteniendo como mínimo los siguientes datos: a) Nombre del fabricante. b) Nombre del material y número de esta Norma. c) Número de carrete o rollo. d) Grado o calidad del acero de los alambres (acero, arado, acero arado mejorado u otro). e) Preformado o sin preformar. f) Acabado de los alambres (galvanizado o no, u otro). g) Diámetro del cable, en mm. h) Tipo y dirección del torcido (regular derecho; lang izquierdo).
i) Tipo de alma de núcleo (fibra, alambre de acero, plástico o fibra y plástico). j) Tipo y construcción (6 x 19, 1 x X). k) Longitud del cable, en m. l) Peso del cable, en kg. 9.2 Envase y embalaje 9.2.1 A menos que otra cosa se especifique, el cable terminado debe ser envasado en carretes adecuados. Los carretes en los cuales se envían los cables, deben tener un eje redondo con un agujero central, con casquillo dependiendo del peso del cable. Cuando el carrete esté lleno, debe haber como mínimo un claro de 50 mm entre el carrete completo y el diámetro exterior de la brida. 9.2.2 Previo acuerdo entre comprador y fabricante, este debe dejar un largo (exterior) del cable o torón de 4.00 m, para que pueda ser cortada y conservada por el comprador. 9.2.3 El fabricante debe proteger al torón o cable en carrete, con un material resistente a la humedad, polvo o lodo. (tal como yute, cartón corrugado etc.) 10 APENDICE Cuando se deba determinar la resistencia a la tensión del cable, los casquillos para sujetar las probetas, deben ser los indicados en la sección 2, especificación R P Q B, del American Petroleum Institute (API). 11 BIBLIOGRAFIA Federal specification, RR-W-410 A. Specification for "Wire rope" - Designatión API spec 9 A. Naucalpan, Edo. de México, Agosto 11, 1983 EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS LIC. HECTOR VICENTE BAYARDO MORENO