Cómo inspeccionar roturas y desgaste en cables de acero de grúa
📌 Resumen clave: Durante el servicio de un cable de acero de grúa, se debe retirar y reemplazar inmediatamente el cable cuando se presente cualquiera de las siguientes 6 condiciones: ① el número de alambres rotos dentro de un paso de cable alcance el 10% del total (aprox. 19 alambres en estructura 6×37); ② el desgaste del diámetro de los alambres exteriores sea ≥40% o la reducción del diámetro nominal sea ≥7%; ③ se presenten deformaciones plásticas como ondulación, distorsión en jaula o protrusión del núcleo; ④ corrosión externa con picaduras evidentes o corrosión interna con polvo de óxido expulsado; ⑤ daño por arco eléctrico o decoloración de los alambres por temperatura de revenido; ⑥ alambres rotos o daños graves en la zona de fijación del extremo. La inspección diaria debe incluir la verificación visual de alambres rotos y deformaciones en cada turno, la medición del diámetro con calibre vernier cada quince días, y una inspección anual por detección de defectos con partículas magnéticas (MRT). Se debe aplicar el capítulo 6 de la Norma GB/T 5972-2016 sobre criterios de retiro y el anexo A para los registros de inspección.
En el entorno de operaciones de elevación industrial, el estado de seguridad del cable de acero afecta directamente a la seguridad del personal y de los equipos. Según estadísticas, aproximadamente el 30% de los accidentes de grúas están relacionados con el fallo del cable de acero. Sin embargo, muchos técnicos de mantenimiento de primera línea carecen de un criterio claro para determinar cuándo debe sustituirse un cable de acero, lo que provoca retiros prematuros que generan desperdicio o, por el contrario, operaciones con cables defectuosos que representan un riesgo latente. Este artículo, basado en la Norma GB/T 5972-2016 «Grúas — Cables de acero — Mantenimiento, conservación, inspección y retiro» y en la Norma ISO 4309:2017, presenta de forma sistemática los 6 indicadores de retiro del cable de acero y los métodos de inspección diaria, con el objetivo de ayudar al lector a establecer un sistema de gestión de seguridad del cable de acero práctico y operativo.
¿Cuántos alambres rotos exigen el reemplazo del cable de acero de la grúa?
La rotura de alambres es la forma más común de fallo en un cable de acero. Cuando el número de alambres rotos dentro de un paso de cable (en un cable de torsión cruzada, se toma generalmente 6 veces el diámetro nominal, es decir, 6d) alcanza el 10% del total de alambres, el cable debe retirarse y reemplazarse de inmediato.
Tomando como ejemplo la estructura más utilizada, el cable 6×37+FC, que tiene un total de 222 alambres, el umbral del 10% se alcanza cuando se contabilizan entre 19 y 22 alambres rotos en un paso de 6d. El umbral varía según la estructura del cable:
Estructura 6×19+FC (114 alambres en total): retiro con ≥12 alambres rotos
Estructura 6×37+FC (222 alambres en total): retiro con ≥19 alambres rotos
Estructura 8×19+FC (152 alambres en total): retiro con ≥16 alambres rotos
Estructura 35W×7 antirotación: retiro con ≥14 alambres rotos (criterio más estricto por la no visibilidad de los alambres internos)
Es importante señalar que las roturas de alambres tienden a concentrarse en las zonas de flexión del cable, es decir, donde este pasa por las poleas y el tambor. Esto se debe a que, durante la flexión, los alambres exteriores soportan la máxima tensión de tracción, y la flexión repetida provoca la fractura por fatiga. Durante la inspección, se debe marcar un paso de cable de longitud 6d en el punto de máxima curvatura del cable sobre la polea y contar uno a uno todos los alambres rotos visibles en ese tramo. En el caso de cables antirrotación, las roturas internas son más difíciles de detectar; si se observa un aumento localizado del diámetro o la expulsión de fragmentos entre los cordones exteriores, se debe desmontar el cable para inspeccionar su interior.
Referencia normativa: el apartado 6.2 de la Norma GB/T 5972-2016 establece de forma clara el número de alambres rotos que exige el retiro, con tablas de valores detalladas según la clase de funcionamiento y el tipo de estructura del cable. Para los cables de los mecanismos de elevación y de cambio de alcance, el número de alambres rotos para el retiro se aplica al 50% del valor estándar, es decir, en una estructura 6×37, con ≥10 alambres rotos ya se debe considerar el reemplazo.
¿Qué nivel de desgaste del diámetro del cable de acero impide su uso?
La reducción de diámetro del cable de acero es otro indicador de retiro muy común. La Norma GB/T 5972-2016 establece que el cable debe retirarse cuando la reducción del diámetro nominal supera el 7%, o cuando el desgaste del diámetro de los alambres exteriores alcanza más del 40% de su diámetro original.
Para medir el diámetro del cable, se debe utilizar un calibre vernier (precisión de 0,02 mm). Se deben seleccionar al menos 3 posiciones en un tramo recto del cable, y en cada posición se miden 2 diámetros en direcciones perpendiculares entre sí. El valor medio de las 6 lecturas se considera el diámetro real medido. Es importante evitar las zonas de conexiones y mordazas, y priorizar los tramos que pasan con mayor frecuencia por poleas y tambor.
El equipo técnico de Kelude, basándose en la experiencia de campo, ha establecido un sistema de alerta de 3 niveles para el desgaste del diámetro:
① Reducción de diámetro <3%: funcionamiento normal, seguimiento de tendencias según el ciclo de inspección diaria
② Reducción de diámetro entre 3% y 5%: intensificar la detección (acortar el ciclo de inspección a semanal), analizar las causas del desgaste y preparar un cable de repuesto
③ Reducción de diámetro entre 5% y 7%: valor crítico, programar el reemplazo y limitar la carga hasta el cambio del cable
El desgaste de los alambres exteriores se manifiesta generalmente como una superficie plana o «chaflán» en el alambre, resultado de la fricción prolongada entre el cable y la garganta del cable de la polea o la ranura del tambor. Si la garganta del cable de la polea está muy desgastada o su radio es inferior al adecuado, se acelera el desgaste exterior del cable. Por lo tanto, al detectar este problema, se debe inspeccionar simultáneamente el estado de las gargantas de las poleas y de las ranuras del tambor.
Además, se debe prestar atención al «falso aumento» del diámetro del cable. Si la medición indica que el diámetro no disminuye sino que aumenta (más del 3% del diámetro nominal), puede deberse a la descomposición e hinchamiento del núcleo o al aplastamiento del núcleo por la rotura de alambres internos. En este caso, se debe desmontar el cable para inspección interna.
Tabla comparativa de los 6 criterios de retiro del cable de acero de grúa
| Tipo de desecho | Criterio de desechoNorma(GB/T 5972-2016) | Método de inspección yFrecuencia |
|---|---|---|
| Exceso de rotura de alambres | 6dRotura de alambres dentro del paso de cable≥10%Número total de alambres | Inspección visual por turno+Conteo quincenal |
| DiámetroDesgaste | NominalReducción de diámetro≥7% | Quincenalcalibre vernierMedición |
| CorrosiónCorrosión | Profundidad de picaduras superficiales≥0.5mmoCordónAflojamiento | Inspección visual quincenal+Iluminación auxiliar |
| Deformación plásticaDeformación | Ondulación/Distorsión en jaula/Protrusión del núcleo/Aplastamiento | Inspección visual del cable completo por turno |
| Daño térmico | RevenidoColor/Óxido superficial/Quemadura por arco eléctricoTemple | Inspección visual por turno+Inspección específica post-soldadura |
| Daño en el extremo del cable Fijación del extremo: rotura de alambres o aplastamiento severo dentro de 2d | Inspección quincenal desmontando las grapas del cable |
Identificación y evaluación de la corrosión y deformación plástica en cables de acero para grúas
La corrosión es el "asesino silencioso" del cable de acero, especialmente en entornos húmedos o ácidos como plantas químicas, terminales portuarias y talleres de decapado, donde la velocidad de corrosión se multiplica. La norma ISO 4309 clasifica la corrosión en dos tipos —externa e interna— que deben evaluarse por separado.
Los criterios para la corrosión externa son relativamenteInspección visual directa:
①Aparición de picaduras de oxidación evidentes en la superficie del alambre, con profundidad ≥0,5 mm
②Superficie del alambre rugosa y suelta debido a la corrosión, con óxido que puede desprenderse al raspar con la uña
③Reducción del espacio entre cordones por acumulación de productos de corrosión, con un aparente "aumento" del diámetro del cable
La identificación de la corrosión interna es más crítica y también más difícil de detectar. Si al flexionar el cable se expulsa óxido de color marrón rojizo entre los cordones, o si el diámetro aumenta notablemente en zonas localizadas, indica que los alambres internos ya sufren corrosión severa. En este punto, la fuerza de rotura del cable puede haber disminuido más de un 30%, por lo que debe retirarse de servicio de inmediato.
La deformación plástica, por su parte, constituye un criterio de rechazo de "voto único": si aparece cualquiera de las siguientes formas de deformación, el cable se considera inservible sin necesidad de evaluar otros indicadores:
①Ondulación: el eje del cable presenta curvaturas onduladas regulares, con diferencia entre cresta y valle superior a 1/3 del diámetro del cable
②Distorsión en jaula: los cordones exteriores se separan del alma, formando una expansión en forma de jaula con aumento local del diámetro ≥5%
③Protrusión del alma o de cordones: el alma queda visible al salir entre los cordones, o los cordones exteriores sobresalen separándose del cuerpo del cable
④Aplastamiento local: la sección transversal del cable adopta forma elíptica, con relación eje mayor/eje menor ≥1,2
⑤Retorcimiento: daño estructural permanente e irreversible del cable debido a torsión excesiva
El equipo de Servicio Postventa de Kelude ha observado en sus inspecciones que la distorsión en jaula suele aparecer tras cargas de impacto (por ejemplo, elevación brusca de la carga o frenado de emergencia), por lo que recomienda realizar una inspección específica después de cada evento de este tipo.
Zona de fijación de extremos: criterios de revisión y tabla comparativa de los tres pasos de la Inspección Diaria
| Elemento de inspección | Norma/Método | Criterio de desecho |
|---|---|---|
| Fijación con grapas de cable(≥3unidades) | Separación entre grapas del cable6~7d,UGrapa tipo en el extremo corto | Aflojamiento de grapas del cable≥1unidades o rotura de alambres en2ddentro de |
| Socket de cuñaFijación | Holgura de ajuste entre cuña y casquillo≤0.5mm | Aflojamiento de cuña o rotura de alambres en la cola |
| Fundición de aleaciónFijación | ConexiónSuperficie exterior sinGrieta,Ajuste cónico | Aparición deGrietao deslizamiento de alambres fuera del casquillo cónico |
| Inspección visual rutinaria por turno | ≤0.3m/sInspección del cable completo a baja velocidad | Detección de rotura de alambres,DeformaciónMarcado inmediato |
| Medición de precisión quincenal | calibre vernier≥3puntos6promedio de direcciones | Reducción de diámetro≥5%Alerta preventiva,≥7%Desecho |
| Anualensayo no destructivo | MRTInspección por Partículas MagnéticasoElectromagnéticodetector | Pérdida de sección metálicaLMA≥6%Desecho |
¿Cómo se determina el daño por arco eléctrico y térmico en el cable de acero de una grúa?
El daño térmico del cable de acero suele pasar desapercibido para el personal de campo, pero su peligrosidad es extremadamente alta. Los alambres del cable de acero obtienen su alta resistencia (normalmente de 1570 a 1960 MPa) mediante un tratamiento térmico de enfriamiento controlado. Si se exponen a altas temperaturas externas, la microestructura de los alambres sufre cambios irreversibles que provocan una caída significativa de la resistencia. Tanto la norma GB/T 5972-2016 como la ISO 4309:2017 clasifican el daño térmico como un criterio independiente de desecho.
La quemadura por arco eléctrico es la forma más común de daño térmico en campo. Cuando la pinza de masa (cable de puesta a tierra) del equipo de soldadura se conecta en un punto inadecuado, la corriente de soldadura circula a través del cable de acero formando un circuito, generando puntos de arco en la superficie del cable. La temperatura local en estos puntos puede superar los 3000 °C, lo que provoca que el alambre se austenice instantáneamente y, tras un enfriamiento rápido, forme una estructura de martensita frágil y dura, con una posible reducción de la resistencia a la tracción superior al 50 %.
Para determinar si un cable de acero ha sufrido quemaduras por arco eléctrico, se deben observar 3 características principales:
① Aparición en la superficie del alambre de cráteres de ablación circulares u ovalados de 1 a 3 mm de diámetro, con bordes fundidos y solidificados.
② Presencia de un anillo de revenido de color azul-violeta alrededor del cráter de ablación (una temperatura de aproximadamente 300 a 400 °C ya es suficiente para deteriorar las propiedades del alambre).
③ Observación con lupa: la superficie del alambre en la zona afectada se muestra rugosa, con una red de microgrietas.
El criterio para el daño por revenido se basa en el cambio de color de la superficie del alambre: color paja (aprox. 230 °C), marrón (aprox. 270 °C), azul (aprox. 300 °C) y gris-negro (aprox. 400 °C o más). Si el alambre presenta una decoloración evidente por revenido, debe desecharse de inmediato, independientemente de si el número de alambres rotos supera o no el límite.
Kelude Industrias Pesadas establece claramente en sus procedimientos de fabricación y mantenimiento de grúas que, antes de realizar trabajos de soldadura en la estructura de acero de la grúa, el cable de acero debe estar fiablemente aislado de la estructura (mediante recubrimiento con goma aislante o retirada temporal). La línea entre el punto de conexión de la pinza de masa y la posición de soldadura no debe pasar a través del cable de acero.
Periodicidad de la inspección diaria del cable de acero y gestión de registros
Además de conocer los criterios de desecho, es fundamental establecer un sistema de inspección diaria. Según el anexo A de la norma GB/T 5972-2016 y los requisitos de uso y mantenimiento de la norma ISO 4301 (anteriormente ISO 4301 / FEM 1.001) para el diseño de grúas, la inspección del cable de acero se divide en tres niveles:
Nivel 1: Inspección visual diaria por turno
Antes de cada turno, el operador debe hacer funcionar el mecanismo de elevación a una velocidad lenta no superior a 0,3 m/s para inspeccionar visualmente toda la longitud del cable de acero. Se debe prestar especial atención a: presencia de alambres rotos visibles, si el cable se ha salido de la garganta del cable de la polea y si la fijación del extremo del cable está floja. Cualquier anomalía debe registrarse y notificarse de inmediato; no se debe operar la grúa con el cable en condiciones defectuosas.
Nivel 2: Inspección de medición periódica quincenal
Realizada por personal de mantenimiento especializado. Incluye:
① Medición del diámetro del cable de acero con un calibre vernier (promedio de ≥3 puntos × 2 direcciones).
② Marcado de un paso de cableado (6d) en las secciones con sospecha de desgaste severo y conteo individual de alambres rotos.
③ Inspección del desgaste de la garganta del cable de la polea y de la ranura del tambor.
④ Verificación del estado de apriete de los dispositivos de fijación del extremo del cable.
Los resultados se registran en el «Registro de Inspección del Cable de Acero».
Nivel 3: Ensayo no destructivo anual
Se utiliza un detector de Inspección por Partículas Magnéticas o un detector electromagnético para realizar un ensayo no destructivo de toda la longitud del cable de acero, obteniendo la curva LMA (pérdida de área de metal de la sección transversal). Cuando la LMA es ≥ 6 %, el cable debe tratarse como desechado, incluso si no hay alambres rotos o desgaste visibles en el exterior, ya que los alambres internos pueden estar fracturados.
Kelude Industrias Pesadas recomienda que, para grúas con Clase de Funcionamiento A6~A8 (servicio severo/muy severo), el período del ensayo no destructivo del cable de acero se reduzca a una vez cada seis meses. Para cables de acero utilizados en Entornos de Alta Temperatura, como en Puente Grúa Metalúrgico, se debe realizar una inspección completa trimestralmente.
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Preguntas frecuentes sobre la inspección del cable de acero de grúas
P: ¿Cuál es la diferencia en el criterio de desecho entre los alambres rotos externos e internos del cable de acero de una grúa?
R: Los alambres rotos externos pueden contarse visualmente directamente; el criterio es el desecho si el número de alambres rotos en un paso de cableado (6d) es ≥ 10 % del total de alambres. Los alambres rotos internos (comunes en cables anti-giro como la estructura 35W×7) no son visibles directamente y se identifican mediante señales indirectas: aumento local del diámetro del cable ≥ 3 %, expulsión de fragmentos de cuerda o polvo de óxido entre cordones, o que el cable se vuelva repentinamente "rígido" y difícil de doblar durante la operación. Ante cualquiera de estas señales, se debe desmontar el cable para inspección interna, y la cantidad de alambres rotos internos se evalúa con el mismo criterio que los externos. Normas de referencia: GB/T 5972-2016, sección 6.3.3 e ISO 4309:2017, sección 5.4.
P: ¿Cuánto tiempo puede seguir utilizándose un cable de acero de grúa con carga reducida después de alcanzar el criterio de desecho?
R: No es posible. El fallo del cable de acero suele ser repentino; no existe una base de seguridad para la "extensión del uso con carga reducida". Un número excesivo de alambres rotos indica que la capacidad de carga general del cable ya no es fiable y su uso continuado podría provocar una fractura súbita. La norma GB/T 5972-2016, sección 4.1, exige claramente que, una vez que el cable se haya clasificado como desechado, se detenga su uso inmediatamente y se reemplace por uno nuevo. Desde una perspectiva económica, el coste de adquisición de un cable de acero suele representar entre el 1 % y el 3 % del valor total de la grúa; las pérdidas debidas a un accidente causado por el uso prolongado superan con creces el coste del reemplazo. Kelude Industrias Pesadas recomienda iniciar el proceso de compra al alcanzar el umbral de advertencia del 5 %, asegurando que el cable nuevo esté disponible antes del desecho definitivo.
P: ¿Cuánto cuesta reemplazar el cable de acero de un polipasto eléctrico de 5 toneladas y cuál es el criterio para su desecho?
R: Un Polipasto Eléctrico de 5t normalmente utiliza un cable de acero de 6×37+FC con un diámetro de 13 a 15 mm. El criterio de desecho es el mismo: ≥ 19 alambres rotos en un paso de cableado (6d) o una Reducción de diámetro ≥ 7 % (es decir, una reducción de aproximadamente 0,9 a 1,0 mm). En cuanto al precio, el cable de acero de referencia para un polipasto eléctrico tipo CD1 con Altura de Elevación de 5t×6m es de aproximadamente 180 a 300 RMB por unidad (marcas nacionales principales), incluyendo el procesamiento del extremo (abrazadera de cable o Socket de cuña). El cable de acero original de fábrica de Kelude Industrias Pesadas utiliza alambre de acero galvanizado de alta resistencia de 1960 MPa, sometido a un proceso de estirado previo para eliminar la elongación estructural, lo que prolonga su vida útil en más de un 30 % en comparación con el cable de acero ordinario.
P: ¿Por qué el desgaste excesivo de la garganta del cable de la polea provoca el desecho prematuro del cable de acero?
R: Existe una relación de acoplamiento entre la garganta del cable de la polea y el cable de acero. Cuando el radio del fondo de la garganta R se desgasta hasta ser inferior a 1,05 veces el radio del cable r (es decir, R < 1,05r), el contacto entre el cable y la garganta pasa de ser "contacto superficial" a "contacto puntual", lo que aumenta drásticamente la tensión de contacto y acelera el desgaste de los alambres exteriores del cable. Además, un desgaste desigual de la garganta puede provocar torsión y desgaste excéntrico del cable durante el funcionamiento. La norma ISO 4301 (anteriormente ISO 4301 / FEM 1.001) especifica que el radio de la garganta del cable de la polea debe ser R = (0,53 a 0,56) × diámetro nominal del cable d, y que la polea debe reemplazarse cuando el desgaste del espesor de la pared de la garganta alcance el 20 % del espesor original. En el Servicio Postventa de Kelude Industrias Pesadas se recomienda: al reemplazar el cable de acero, inspeccionar simultáneamente la garganta del cable de la polea; si el desgaste de la garganta es ≥ 5 % del diámetro del cable de acero, se debe reemplazar también la polea.
