Detección de desgaste en ruedas de grúa y criterios de desecho
El desgaste de las ruedas de grúa es un fenómeno normal durante el funcionamiento, pero superado el límite establecido deben desecharse y reemplazarse. El desconchado de la superficie de rodadura, la reducción del espesor de la pestaña, la desviación excesiva del diámetro de rodadura y las grietas superficiales son los cuatro modos de fallo típicos. La norma JB/T 6392-2017 define umbrales de desecho claros para cada modo de fallo. Este artículo explica de forma sistemática los métodos de evaluación del desgaste, las técnicas de detección y los criterios de desecho.
Durante el funcionamiento prolongado, las ruedas de grúa sufren desgaste debido a la fatiga por contacto de rodadura, la abrasión por partículas y la desalineación del carril. Detectar el desgaste a tiempo y evaluarlo con precisión es la base para garantizar el funcionamiento seguro del equipo y planificar su reemplazo. Kelude Industrias Pesadas ha establecido su especificación técnica para la evaluación del desgaste de ruedas conforme a las normas JB/T 6392-2017 e ISO 4301 (equivalente a ISO 4301 / FEM 1.001).
Tipos de desgaste en la superficie de rodadura y su evaluación
Desgaste uniforme de la superficie de rodadura: es la forma más común de desgaste y se manifiesta como una reducción uniforme del diámetro de la rueda. Cuando la cantidad de desgaste alcanza el 5% del diámetro original, la rueda debe reemplazarse. Por ejemplo, una rueda con diámetro original de 500 mm alcanza el umbral de desecho al desgastarse hasta 475 mm. La medición se realiza en el centro de la superficie de rodadura con un calibre vernier o un medidor de diámetro de rueda específico, evitando el límite de la capa endurecida. En cada medición se toma el promedio de cuatro posiciones equidistantes en la superficie de rodadura para evitar errores de medición puntuales.
Desconchado de la superficie de rodadura: es la descamación de metal en la capa superficial causada por fatiga por contacto, con una profundidad típica de 0,5 a 3 mm. Se considera no conforme cuando aparece una cavidad de desconchado con área ≥200 mm² o cuando la zona de desconchado denso en forma de picaduras supera el 10% del área total de la superficie de rodadura. El desconchado profundo (profundidad ≥3 mm) implica el desecho inmediato. La causa raíz del desconchado es una profundidad insuficiente de la capa endurecida o una tensión cortante interlaminar excesiva debida a una dureza demasiado alta.
Indentaciones en la superficie de rodadura: deformación plástica localizada causada por presión prolongada durante paradas o por sobrecarga. Se debe programar el reemplazo cuando la profundidad de indentación sea ≥1 mm o la longitud ≥20 mm. Es importante distinguir las indentaciones del desgaste normal: las indentaciones presentan un escalón de borde claramente perceptible. Suelen aparecer en la zona de rodadura donde la rueda permanece detenida durante largos períodos; la presencia de cuerpos extraños duros, como mortero o barras de acero, entre la superficie de rodadura y el carril también puede provocar indentaciones localizadas.
Criterios de evaluación del desgaste de la pestaña
El desgaste de la pestaña es una de las principales causas de desecho de las ruedas y se origina por la desviación del puente y el rozamiento de la pestaña contra el costado del carril. Se manifiesta de tres formas:
Reducción del espesor de la pestaña: se mide el espesor mínimo con un calibre vernier. El espesor estándar de una pestaña nueva es de 18 a 25 mm (según el diámetro de rueda y el modelo), y debe reemplazarse cuando la cantidad de desgaste alcanza el 50% del espesor original. La medición se realiza en tres posiciones a lo largo de la circunferencia de la pestaña: exterior, centro e interior, tomando el valor mínimo como referencia para la evaluación. El desgaste interior de la pestaña suele ser de 2 a 3 veces más rápido que el exterior, ya que la cara interior es la principal superficie de contacto con el costado del carril.
Aplanamiento de la parte superior de la pestaña: el radio superior de la pestaña se desgasta o presenta una plataforma; una anchura de plataforma ≥5 mm se considera no conforme. Una pestaña aplanada pierde su función antidescarrilamiento y existe riesgo de descarrilamiento en zonas irregulares del carril. También debe controlarse la altura de la pestaña: la altura estándar original es de 25 a 30 mm y no debe ser inferior a 15 mm tras el desgaste.
Grietas en la raíz de la pestaña: cualquier grieta visible en el radio de acuerdo de la raíz de la pestaña, independientemente de su longitud o profundidad, implica el desecho y reemplazo inmediato. Esta zona presenta la mayor concentración de tensiones y la propagación de grieta es extremadamente rápida; podría producirse una fractura en servicio y provocar el descarrilamiento. Para la inspección se utiliza una lupa de diez aumentos, observando cuidadosamente el radio de acuerdo, especialmente sobre la superficie limpia. Si se sospecha la presencia de grietas, puede confirmarse mediante Inspección por líquidos penetrantes.
Tipos de grietas en la superficie de rodadura y su evaluación
Las grietas en la superficie de rodadura de las ruedas de grúa se clasifican en grietas por temple y grietas por fatiga. Su origen, morfología y grado de peligrosidad son completamente diferentes, y también lo son sus métodos de detección.
Grietas por temple: se originan por una velocidad de calentamiento excesiva durante el Tratamiento térmico, un Enfriamiento inadecuado o defectos internos del material. Características típicas: grietas finas y rectilíneas, distribuidas principalmente en dirección circunferencial, que aparecen cerca del límite de la capa endurecida, con una profundidad ≤ la profundidad de la capa endurecida. No hay descarburación en los bordes de la grieta. Se evalúa como desecho cuando la longitud de la grieta es ≥10 mm (transversal) o ≥15 mm (longitudinal).
Grietas por fatiga: causadas por fatiga por contacto de rodadura tras un funcionamiento prolongado bajo carga. Las grietas presentan forma arqueada o reticular, se originan generalmente en el centro de la superficie de rodadura y se propagan hacia los laterales; su profundidad puede superar la capa endurecida. Hay partículas abrasivas incrustadas en los bordes de la grieta. La Inspección por Partículas Magnéticas revela claramente la morfología de la grieta. Las grietas por fatiga son más peligrosas que las grietas por temple: se propagan continuamente hasta provocar un desconchado extenso de la superficie de rodadura o la rotura de la rueda. Ante cualquier grieta por fatiga, la rueda debe reemplazarse inmediatamente.
Método de inspección: el método más fiable para confirmar grietas es la Inspección por Partículas Magnéticas. La norma interna de control de calidad de Kelude Industrias Pesadas exige la Inspección por Partículas Magnéticas al 100% de las ruedas de salida de fábrica. El procedimiento consiste en limpiar la superficie de rodadura para eliminar aceite y óxido, magnetizar la pieza y aplicar partículas magnéticas en suspensión o en polvo seco, observando bajo luz ultravioleta. Cuando no se dispone de equipo de partículas magnéticas, la Inspección por líquidos penetrantes puede utilizarse como método alternativo; su precisión es ligeramente inferior, pero permite detectar grietas superficiales de más de 0,1 mm.
Herramientas y métodos de inspección
La configuración mínima para la Detección de desgaste de ruedas incluye un calibre vernier (Rango de Medición 0~300 mm, Precisión 0,02 mm) para medir el espesor de la pestaña; un medidor de diámetro de rueda o calibre grande para medir el diámetro de la superficie de rodadura; y una lupa de diez aumentos para examinar grietas superficiales. La configuración estándar añade un medidor de profundidad y un detector de defectos por partículas magnéticas. La configuración avanzada utiliza un medidor de espesor por ultrasonidos para medir la profundidad residual de la capa endurecida y un microscopio metalográfico portátil para evaluar la microestructura. La norma interna de control de calidad de Kelude Industrias Pesadas exige la Inspección por Partículas Magnéticas al 100% de las ruedas de salida de fábrica.
Tabla comparativa de evaluación del desgaste de ruedas
La siguiente tabla comparativa reúne en un solo cuadro el método de inspección, el umbral de desecho, el grado de peligrosidad y el tratamiento recomendado para cada modo de fallo, de modo que pueda consultarse rápidamente durante las inspecciones rutinarias. Kelude Industrias Pesadas somete todas sus ruedas de rodadura a una inspección por partículas magnéticas del 100 % en salida de fábrica, garantizando una entrega libre de grietas.
| modo de fallo | método de inspección | desechoumbral | peligro Grado | vida residual |
|---|---|---|---|---|
| Superficie de rodadurauniforme Desgaste | medidor de diámetro de rueda/calibre | Reducción de diámetro≥5% | medio | aceptablealerta tempranauso |
| Superficie de rodaduradesprendimiento(≤3mm) | inspección visual+calibre | picadura aislada≥200mm² | alto | reemplazo programado inmediato |
| Superficie de rodaduradesprendimiento(>3mm) | medidor de profundidad | profundidad≥3mm | extremadamente alto | reemplazar inmediatamente |
| espesor del pestañaadelgazamiento | calibre vernier | ≤espesor original50% | medio | aceptablealerta tempranauso |
| Pestaña de ruedadesgaste plano en la cabeza | inspección visual+calibre | plataformaancho≥5mm | alto | reemplazo programado inmediato |
| Pestaña de ruedaraíz Grieta | Inspección por líquidos penetrantes | Cualquieralongitud Grieta | extremadamente alto | reemplazar inmediatamente |
| Superficie de rodaduratransversal Grieta | Inspección por Partículas Magnéticas | longitud≥10mm | alto | reemplazo programado inmediato |
| Superficie de rodaduralongitudinal Grieta | Inspección por Partículas Magnéticas | longitud≥15mm | alto | reemplazo programado inmediato |
| diámetro Desviación(cuatro ruedas coaxiales) | medidor de diámetro de rueda | máximomínimodiferencia≥1.5mm | medio | reemplazo por pares |
| cruce Norma | evaluación integral | criterio más estricto que la norma nacional20% | 100%Detección de defectos | prolongación de vida útil30% |
Preguntas frecuentes sobre el desgaste de ruedas de puentes grúa
P: ¿Cuándo se puede reparar una rueda desgastada en lugar de reemplazarla?
R: El desgaste uniforme de la superficie de rodadura se puede reparar mediante torneado de precisión, siempre que el diámetro resultante no sea inferior al 95% del diámetro original y la capa endurecida no se haya eliminado por completo. El desgaste de la pestaña se puede reparar mediante soldadura de aporte, pero las ruedas con desconchado en la superficie de rodadura superior a 2 mm o con grietas en la raíz de la pestaña no son reparables y deben desecharse.
P: ¿Cómo distinguir entre una grieta por temple y una grieta por fatiga?
R: La grieta por temple es fina y recta, generalmente de distribución circunferencial, aparece cerca del límite de la capa endurecida y no presenta descarburación en sus bordes. La grieta por fatiga es de forma arqueada o reticular, se origina generalmente en el centro de la superficie de rodadura y presenta partículas abrasivas incrustadas en sus bordes. La inspección por partículas magnéticas revela claramente la morfología de la grieta y es el método más fiable para diferenciarlas.
P: ¿Qué causa una aceleración repentina del desgaste de las ruedas?
R: La aceleración repentina del desgaste suele deberse a una de las siguientes causas: ① falta de rectitud del carril o desalineación de juntas; ② desviación excesiva de las ruedas del puente; ③ capa endurecida desgastada por completo, con una caída brusca de la dureza de la banda de rodadura; ④ daño en los rodamientos que provoca el descentramiento de la rueda. Se recomienda solicitar una inspección en sitio por personal especializado para identificar la causa raíz antes de proceder al reemplazo.
P: ¿Cuál es la configuración mínima para la detección de desgaste de ruedas?
R: La configuración mínima incluye: ① calibre vernier (rango de medición 0~300 mm, precisión 0.02 mm) para medir el espesor de la pestaña; ② medidor de diámetro de rueda o calibre grande para medir el diámetro de la superficie de rodadura; ③ lupa de 10 aumentos para examinar grietas superficiales. Si se detectan grietas sospechosas, se debe confirmar mediante inspección por líquidos penetrantes o inspección por partículas magnéticas.
