Ensayo de Carga y Tipo en Grúas GB/T 5905

Los ensayos de carga y el ensayo de tipo en grúas son el medio esencial para verificar la calidad de fabricación, los parámetros de diseño y el comportamiento de seguridad del aparato de elevación. La metodología de ensayo, los criterios de aceptación y el flujo operativo deben ajustarse estrictamente a las disposiciones de la norma ISO 4306 (Especificaciones y procedimientos de ensayo para grúas) y del reglamento TSG Q0002 (Reglas para el ensayo de tipo de aparatos de elevación). El presente artículo desarrolla de forma sistemática el proceso completo del ensayo de carga y del ensayo de tipo en grúas, incluyendo la preparación previa, las condiciones de ensayo, los pasos operativos, el registro de datos y la evaluación de conformidad, ofreciendo una referencia operativa integral para los inspectores de grúas y los usuarios.

Tipos de ensayo y ámbito de aplicación

Preparación previa al ensayo

Antes de realizar el ensayo de carga deben completarse los siguientes preparativos: la zona de ensayo debe ser plana y resistente; los carriles de ensayo deben cumplir los requisitos de la norma ISO 4306; los topes de extremo de carril deben estar en buen estado y el espacio libre de seguridad debe satisfacer los requisitos del ensayo. La carga de ensayo se compone de pesos estándar (pesos de fundición o bloques de hormigón) o de un elevación especial de prueba, debidamente calibrados y provistos de certificado de verificación, con un error de carga no superior a ±1%. Los instrumentos de ensayo incluyen: sensor de desplazamiento o nivel topográfico (para medir la deflexión de la viga principal, con precisión no inferior a 1 mm), extensómetro (para medir tensiones en puntos críticos, si procede), cronómetro (para medir tiempos de elevación y traslación, precisión 0,1 s), cinta métrica de acero (para medir recorridos y posiciones, precisión 1 mm), termómetro infrarrojo (para medir el incremento de temperatura del motor y del variador de frecuencia) y multímetro (para medir parámetros eléctricos). El equipo de ensayo estará compuesto como mínimo por un responsable del ensayo, un operador de la grúa, un encargado de medición y registro, y un responsable de seguridad. El responsable del ensayo deberá estar cualificado como inspector de aparatos de elevación. Con carácter previo se elaborará un programa de ensayo que defina los ensayos a realizar, las condiciones, los pasos operativos y los criterios de aceptación.

Prueba en vacío

La prueba en vacío constituye el primer paso del ensayo de carga y tiene por objeto confirmar el funcionamiento correcto de los mecanismos sin carga. Las comprobaciones incluyen: tres ciclos completos de elevación y descenso del mecanismo de elevación (verificando la estabilidad de la velocidad de elevación y descenso, la sincronización de apertura y cierre del freno y la rapidez de respuesta, así como la fiabilidad de los finales de carrera); dos recorridos completos de ida y vuelta del mecanismo de traslación del puente (comprobando la suavidad de marcha, la alineación de ejes entre la rueda del puente grúa y el carril, y la fiabilidad del amortiguador de traslación del puente y de los finales de carrera de extremo); dos recorridos completos de ida y vuelta del mecanismo de carro (verificando la suavidad de traslación del carro y la fiabilidad del amortiguador del carro y de los finales de carrera); y una prueba de funcionamiento combinado de todos los mecanismos simultáneamente (comprobando la capacidad de suministro eléctrico y la estabilidad de comunicaciones del sistema eléctrico durante la operación simultánea de varios mecanismos). Durante la prueba en vacío se comprobará que el ruido y las vibraciones de los mecanismos se encuentran dentro de los rangos normales y que no existen fugas de aceite lubricante en los puntos de lubricación. Cualquier anomalía detectada deberá subsanarse antes de proseguir con los ensayos posteriores.

Prueba de carga nominal

La prueba de carga nominal se realiza al 110% de la carga nominal, conforme a lo dispuesto en la norma ISO 4306. Procedimiento: en primer lugar, se eleva la carga nominal (100%Q) a unos 100 mm del suelo y se mantiene durante 10 minutos, midiendo la deflexión en el centro de la luz de la viga principal; a continuación, se incrementa la carga hasta el 110%Q y se realizan las siguientes operaciones: tres ciclos completos de elevación y descenso del mecanismo de elevación (verificando la velocidad de elevación y la distancia de frenado en descenso, que no deberá superar 1/5 de la distancia de elevación estable en 1 minuto); dos recorridos de ida y vuelta del mecanismo de traslación del puente a lo largo de toda la luz (comprobando la estabilidad de traslación del puente y la sincronización de los motores de accionamiento laterales); dos recorridos de ida y vuelta del mecanismo de carro en todo su recorrido (verificando la estabilidad de traslación del carro y la precisión de posicionamiento); y una prueba de funcionamiento combinado (elevación + traslación del puente + traslación del carro simultáneamente durante al menos 5 minutos). Durante el ensayo se medirán y registrarán: la deflexión máxima en el centro de la luz de la viga principal (que no deberá superar L/700~L/1000 bajo carga nominal, según la clase de funcionamiento); la deformación permanente (la deformación residual de la viga principal tras la descarga no deberá superar el 0,1% de la luz); la corriente y el incremento de temperatura de los motores de accionamiento de cada mecanismo; la distancia de frenado y el incremento de temperatura del freno; y la velocidad de traslación y el nivel de ruido en decibelios de cada mecanismo.

Ensayo de carga estática

El ensayo de carga estática se realiza al 125% de la carga nominal y tiene por objeto verificar la capacidad portante de la estructura principal de la grúa y su deformación permanente tras la aplicación de la carga. Procedimiento: se eleva la carga a unos 100 mm del suelo y se mantiene durante 10 minutos, midiendo la deflexión en el centro de la luz de la viga principal; se incrementa la carga hasta el 125% de la carga nominal y se mantiene durante 10 minutos; tras la descarga se vuelve a medir la deflexión en el centro de la luz para comprobar si existe deformación permanente. Criterios de aceptación del ensayo de carga estática: la viga principal no debe presentar deformación plástica apreciable bajo la acción del 125% de la carga nominal, y la deformación residual tras la descarga no debe superar el 0,1% de la luz (es decir, para una luz de 22,5 m, la deformación permanente no debe superar 22,5 mm). Durante el ensayo se inspeccionarán los cordones de soldadura críticos de la viga principal (soldadura de filete entre la platabanda y el alma, soldadura de conexión entre el rigidizador y el alma, y soldadura de unión entre la viga principal y el testero) para detectar posibles grietas o desprendimientos. El ensayo de carga estática se realiza tanto en el ensayo de fábrica como en el ensayo de tipo; no obstante, en el ensayo de fábrica puede realizarse por muestreo (primera y última unidad del mismo lote), mientras que en el ensayo de tipo debe realizarse en todas las unidades.

Ensayo de carga dinámica

El Ensayo de Carga Dinámica se realiza al 110% de la carga nominal para verificar la capacidad de soporte y el rendimiento de seguridad de cada mecanismo de la grúa en condiciones de funcionamiento dinámico. El ciclo de este ensayo es más prolongado que el de la Prueba de Carga Nominal, con una duración continua de funcionamiento de cada mecanismo no inferior a 1 hora. Procedimiento del ensayo: el mecanismo de elevación realiza 10 ciclos completos de elevación y descenso (incluyendo la prueba de Parada de Emergencia, ejecutando una parada de emergencia durante la elevación y otra durante el descenso para verificar la distancia de frenado y la fiabilidad del Freno); el mecanismo de traslación del puente realiza 10 recorridos completos de ida y vuelta (incluyendo arranque a plena carga y parada de emergencia); el mecanismo de carro realiza 10 recorridos completos de ida y vuelta; finalmente, se realiza una prueba de funcionamiento combinado de todos los mecanismos durante al menos 30 minutos, simulando operaciones cíclicas en condiciones reales de trabajo. Durante el ensayo se comprueba la suavidad de funcionamiento de cada mecanismo, la fiabilidad del Frenado, el aumento de temperatura y la consistencia de respuesta del Sistema de control eléctrico. Tras el ensayo, se inspeccionan las zonas críticas de la Viga Principal para detectar posibles Grietas por Fatiga y Deformaciones anormales, se verifica si hay holgura en los Perno de conexión de cada mecanismo y si el Desgaste de la cinta del Freno se encuentra dentro de los límites normales.

Registro de Pruebas y Elaboración del Informe

Durante el proceso de ensayo deben registrarse detalladamente todos los datos de las Pruebas y las observaciones realizadas. El registro del ensayo debe incluir, como mínimo, la siguiente información: datos básicos de la grúa (Modelo, Capacidad de Elevación, Luz / Vano, Altura de Elevación, Clase de Funcionamiento, número de fabricación), fecha del ensayo y condiciones ambientales (temperatura, humedad, velocidad del viento), tipo de Carga de prueba y Peso real, datos de las Pruebas de cada proyecto (registrados en formato de tabla, incluyendo valor de diseño, valor medido y porcentaje de Desviación), cualquier anomalía ocurrida durante el ensayo y las medidas correctivas adoptadas, y la conclusión del ensayo (conforme / no conforme, con explicación de los puntos no conformes). El Informe de Prueba se archiva tras la firma del responsable del ensayo, la revisión y aprobación del responsable técnico de la unidad fabricante y la confirmación con sello del organismo de inspección. El Informe de Prueba del Ensayo de Tipo debe ser adicionalmente revisado y registrado por el organismo de inspección de equipos especiales. El periodo de conservación del Informe de Prueba no debe ser inferior a la vida útil de diseño de la grúa (generalmente 20 años).

Preguntas Frecuentes sobre Pruebas de Carga