El rol del INTI en el control de la fabricación de cables de acero

Ing. Hernán N. Lorusso

Conjunto de alambres, retorcidos helicoidalmente, que constituyen unacuerda de metal apta para resistir esfuerzos de tracción con apropiadascualidades de flexión.

Cómo esta constituido un cable de acero?

Modelo de Cable de Acero:está definido a través del diámetro, de la construcción, del revestimientode los alambres, de la resistencia y del tipo de alma

Cordón:Conjunto de alambres

entrelazados en un mismo sentido,

pudiendo tener más de una capa, dispuestos

alrededor de un alambre central.

Cables de acero

Alambre

Cordón

Alma

Clasificación: Por sus aplicaciones:

De uso general

Ascensores

Transporte de personas por cable

Izaje

Pesca

Minería

Petróleo

Estructurales

Cables de acero

Distintos Requerimientos Normativos

6 cordones

7 alambres por cordon

1 Alma de Fibra6 x 7 + 1AF

Nomenclatura:

Warrington Seale (WS)

Filler (F)

Seale (S)De capa simple Warrington (W)

Cables de acero – Por su construcción

El paso de un cable se determina por la forma en que los cordonesestán colocados y por la manera en como los alambres están puestosen los cordones.

El largo de paso de un cable es la distancia lineal medida a lo largo delmismo, desde un punto de un cordón hasta otro punto del mismocordón después de dar una vuelta alrededor del núcleo o alma delcable (360º)

Cables de acero – Por su construcción

Paso regular: Los alambres se encuentran colocados en distintadirección que los cordones. Cable compacto, bien balanceado y deexcelente estabilidad.

REGULAR DERECHO REGULAR IZQUIERDO

• Alambres paralelos al eje del cable

• Cordones en diagonalhacia la derecha

• Alambres paralelos al eje del cable

• Cordones en diagonal hacia la izquierda

Cables de acero – Por su construcción

extensión derecha (Z) extensión izquierda (S)

sZ

extensión cordón extensión cable

sZsZ

extensión cable

sZ

extensión cordón extensión cable

sZ

extensión cordón extensión cable

zS

Paso Lang: Los alambres se encuentran colocados en igualdirección que los cordones. Incrementa la superficie de contactocable-polea. Excelente resistencia a la fatiga y al desgaste porabrasión.

LANG DERECHO LANG IZQUIERDO

• Alambres diagonales al eje del cable

• Cordones en diagonalhacia la derecha

• Alambres diagonales al eje del cable

• Cordones en diagonal hacia la izquierda

Cables de acero – Por su construcción

Por su grado o resistencia nominal de los alambres a la tracciónEl grado del cable debe indicar el valor de la resistencia a la tracciónde los alambres.

Los grados mas comunes son:

Cables de acero

1180 N/mm2

1320 N/mm2

1370 N/mm2

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)

Austenización: Horno 960ºC

PreparaciónZincado

Patentado y galvanizado

Trat. Isotérmico - Plomo 550ºC

Gentileza de

IPH SAICF

Cables de acero

Controles de los cables nuevos, luego de su fabricación y previo asu 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

Objetivo: Registrar defectos que puedan afectar a laseguridad

El Rol del INTI en el Transporte de Personas por Cable

Corte transversal

Corte longitudinal

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

1000x200x50x

Corte longitudinal

1000x500x100xCorte transversal

Cables de acero - Análisis Metalográfico

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 delcírculo circunscripto.• Se promedian las cuatro mediciones• Los resultados obtenidos, deben satisfacer los valores especificados en lanorma de aplicación

Cables de acero

Ensayo de tracción

Determinación de carga de roturaDeterminación de carga de rotura

• Por alambres

• Cable completo o por cordones

Determinación de carga de rotura

Cables de acero

Ensayo de tracción – cable completo

Distancia libre del cable, según norma de aplicación

El ensayo puede ser considerado finalizado sin la rotura del cable cuando la carga de rotura mínima fuese alcanzada o excedida.

Cables de acero

Velocidad de ensayo, según norma de aplicación

Después de la aplicación del 80% de la carga de rotura mínima delcable, la carga debe ser aumentada a una tasa no superior a 0,5% de lacarga de rotura mínima del cable por segundo

El ensayo puede ser descartado cuando la rotura ocurriese dentro deuna distancia definida de las mordazas y la carga de rotura mínima nofuese alcanzada.

La mitad de la cantidad de cordones que componen al cable de acero debe ser ensayada hasta la rotura

Ensayo de tracción – por cordones

Las cargas de roturas obtenidas, deben ser sumadas y elresultado debe ser multiplicado por los siguientes coeficientes:1,90 (para cables con alma de fibra);2,05 (para cables con alma de acero)

Distancia libre del cordón, según norma de aplicación

Cables de acero

(ISO 2408):

Este método consiste en formar un cordón a partir de alambres escogidosen forma aleatoria de todos los cordones que componen el cable de acero.Los alambres deben ser ensayados individualmente y, la sumatoria de lascargas de roturas de los alambres debe ser multiplicada por el número decordones del cable.El resultado obtenido se debe multiplicar por coeficientes indicados, segúnel tipo de cable.

Ensayo de tracción – por alambres

Cables de acero

(ISO 2408):

(EN 12385-1- Método 2):La carga de rotura se obtiene por sumatoria de todas las cargas de roturade todos los alambres del cable (antes de cablear).

La carga de rotura se obtiene por sumatoria de todas las cargas de roturade todos los alambres del cable (descableados) y se la multiplica por unfactor k de cordoneado

(EN 12385-1- Método 3):

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.

Cables de acero

Carga que aplique una tensión que no supere del 2% de la resistenciaa la tracción nominal del alambre.

Para alambres extraidos de cables confeccionados, afectar elresultado por un coeficiente < a 1 ~ (0,85), según norma deaplicacion

Ensayo de flexión alternada de los alambres

Ø alambres ≥ a 0,5 mm

Los alambres, según su diámetro, deben ser capaces de resistir antes deproducirse la fractura, la cantidad de flexiones alternadas mínimasindicadas en norma de aplicación

Cables de acero

Medición del diámetro y ovalización: dos mediciones con un defasaje de 90º en el diámetro del círculo circunscripto.

Ensayo de tracción con nudo en alambres

Ø alambres < a 0,5 mm

Cables de acero

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 aproximadamenteen 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

(7,84 x 103 x ∅f x ∆m)4 mf

[g/m²]

Determinación de la Masa de Zinc Depositado por Unidadde 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

Cables de acero

Disolución del zinc en una solución de3,5 g hexametilentetramina (CH ₂)₆N₄500 ml ácido clorhídrico (HCL) 1000 ml agua destilada

• 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

Adherencia de la Capa de Zinc – Clase B - ISO 7802

• Se inspecciona la superficie externa del espiralado• No deben detectarse presencia de arrancamiento ofisuras importantes en la capa de zinc.• La capa de zinc depositada se debe considerarsatisfactoria si pequeñas fisuras detectadas son talesque no sea posible despegar la capa de zinc porsimple frotamiento con los dedos.• La pérdida o desprendimiento de pequeñaspartículas superficiales de zinc, no se considera comofalta de adherencia.

• 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,

Términos de referencia asociados

Cables de acero

• 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 yclasificación,

• UNE-EN 10264-1 (2012) - Alambres de acero y productos de alambre. Alambres de aceropara cables - Requisitos generales,

• UNE-EN 10264-2 (2012) - Alambres de acero y productos de alambre. Alambres de aceropara cables - Alambre de acero no aleado estirado en frío para cables de uso general

Cables de aceroTérminos de referencia asociados

• UNE-EN 10264-3 (2012) - Alambres de acero y productos de alambre. Alambres de aceropara cables - Alambres redondos y perfilados, de acero no aleado, para fuertessolicitaciones.

• UNE-EN 12385-4 (2003)+A1 (2008) - Cables de acero. Seguridad - Cables trenzados paraaplicaciones generales de elevación,

• UNE-EN 12385-5 (2004) - Cables de acero. Seguridad - Cables de cordones paraascensores,

• UNE-EN 12385-6 (2005) - Cables de acero. Seguridad - Cables de cordones para pozos deminas,

• UNE-EN 12385-7 (2003) - Cables de acero. Seguridad - Cables cerrados de extracción parapozos mineros,

• UNE-EN 12385-8 (2004) - Cables de acero. Seguridad - Cables tractores y portadores-tractores de cordones diseñados para el transporte de personas por cable,

• UNE-EN 12385-9 (2003) - Cables de acero. Seguridad - Cables cerrados de transporte parainstalaciones destinadas al transporte de personas por cable,

• UNE-EN 12385-10 (2004)+A1(2008) - Cables de acero. Seguridad - Cables en espiral paraaplicaciones estructurales generales.

Cables de aceroTérminos de referencia asociados

Ascensores

Certificación voluntaria IPH SAICF

De uso General

2009 - Acredita por OAA bajo ABNT NBR-ISO

2408

Participación en Comités de Normalización

IRAM 840IRAM 547

IRAM 5221

Medios de transporte de personas por cable

Ensayos No Destructivos

En qué hemos trabajado hasta la fecha?

Ascensores

Certificación voluntaria IPH SAICF

Ascensores

2014 - Acredita por OAA bajo IRAM 840

Laboratorio ReconocidoPor la Secretaría de

Industria

De uso General

2009 - Acredita por OAA bajo ABNT NBR-ISO

2408

Participación en Comités de Normalización

IRAM 840IRAM 547

IRAM 5221

Medios de transporte de personas por cable

Ensayos No Destructivos

ActualidadCables de acero

Análisis de fallas

Cables de acero• De uso General

Acreditación por OAA bajo IRAM 547

• Ascensores

Etapa final de implementación de la

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

Líneas proyectadas

Se imaginaban que también los cables de acero sirven para esto?

Muchas gracias por su atención