Norma ISO 4309 para selección de cable de acero en grúas
La norma GB/T 24814-2009 «Grúas. Cables de acero para mecanismos de elevación» es la referencia esencial para la selección y los criterios de desecho de los cables de acero en grúas. La norma especifica la construcción del cable para el mecanismo de elevación, el factor de seguridad mínimo (clases M1 a M8: 4,0 a 9,0), los requisitos de correspondencia de diámetros de tambor y polea, así como los indicadores de desecho por reducción de diámetro, rotura de alambres o de cordones. Este artículo analiza en detalle los requisitos clave de la norma.
La norma GB/T 24814-2009 «Grúas. Cables de acero para mecanismos de elevación» es una adopción equivalente de la ISO 4309:2004 «Grúas. Cables de acero. Mantenimiento, inspección y desecho», y constituye la base técnica directa para la selección, el uso y los criterios de desecho de los cables de elevación en grúas. Esta norma fue elaborada por el comité técnico de normalización de aparatos de elevación a nivel nacional y se publicó e implementó en 2009. Los cables de elevación de los polipastos eléctricos tipo CD1/MD1 y de los puentes grúa tipo QD fabricados por Kelude se seleccionan conforme a esta norma.
Construcción del cable y selección para elevación
La norma recomienda para los cables de elevación las siguientes construcciones: 6×19W (Construcción Warrington), 6×25Fi (Construcción con relleno), 6×36WS (Construcción Warrington-Seale), entre otras, como cables de cordones redondos de 6 cordones; así como cables de 8 cordones, como 8×25Fi y 8×36WS. Para aplicaciones de bobinado de múltiples capas, se recomienda el uso de cable de acero antigiratorio 35×K7 o 19×K7.
Selección del alma del cable: El cable con alma de fibra (FC) ofrece buena flexibilidad pero menor resistencia al aplastamiento, por lo que es adecuado para bobinado de una capa. El cable con alma de acero (IWR) presenta alta resistencia al aplastamiento y es apto para bobinado de múltiples capas y entornos de alta temperatura. La norma recomienda el cable con alma de acero independiente (IWRC) para clases de funcionamiento M5 y superior.
Diámetro nominal del cable: El diámetro del cable de elevación se determina en función de la tracción estática máxima de trabajo y del factor de seguridad. La gama de diámetros habitual incluye 8 mm, 11 mm, 13 mm, 15 mm, 18 mm, 20 mm, 22 mm, 24 mm, 26 mm y 28 mm.
Factor de seguridad mínimo y correspondencia de diámetros
La norma especifica los factores de seguridad mínimos según la clase de funcionamiento: clase M1 a M3 (servicio ligero): 4,0; clase M4: 4,5; clase M5: 5,0; clase M6 (servicio pesado): 6,0; clase M7 (servicio muy pesado): 7,0; clase M8 (servicio extremadamente pesado): 9,0. A mayor clase de funcionamiento, mayor factor de seguridad.
Requisitos de diámetro del tambor: La relación entre el diámetro del tambor D y el diámetro del cable d, medida en el centro del cable enrollado, debe cumplir: clase M4 ≥ 18, clase M5 ≥ 20, clase M6 ≥ 25, clase M7 ≥ 30, clase M8 ≥ 35. Por ejemplo, para una grúa de clase M5 con cable de 15 mm, el diámetro del tambor debe ser ≥ 300 mm.
Requisitos de diámetro de la polea: El diámetro de la polea ecualizadora es un 20 % menor que el de la polea de trabajo o el tambor de la misma clase. Por ejemplo, para la clase M5, el diámetro de la polea debe ser D ≥ 22,4d; para la clase M6, D ≥ 28d.
Criterios de desecho del cable de acero
El cable de acero debe desecharse si se cumple cualquiera de las siguientes condiciones: ① el número de alambres rotos dentro de un paso de cableado alcanza el valor especificado en la norma (aproximadamente 10 % de rotura de alambres para cables de 6 cordones); ② las roturas de alambre se concentran en un mismo cordón, superando el 50 % de los alambres de ese cordón; ③ la reducción del diámetro nominal del cable alcanza el 7 % (alma de fibra) o el 5 % (alma de acero); ④ reducción local evidente del diámetro (que alcanza el 3 % del diámetro nominal); ⑤ rotura de un cordón completo: desecho inmediato; ⑥ corrosión severa, desgaste, deformación o formación de cocas en el cable.
Tabla comparativa de selección de cables de acero
| Parámetro | Requisito / Recomendación |
|---|---|
| Construcción del cable | 6×19W, 6×25Fi, 6×36WS, 8×25Fi, 8×36WS; antigiratorio 35×K7 o 19×K7 para bobinado de múltiples capas |
| Alma del cable | Alma de fibra (FC) para bobinado de una capa; alma de acero (IWR/IWRC) para bobinado de múltiples capas y entornos de alta temperatura |
| Factor de seguridad mínimo | 4,0 (clases M1–M3) a 9,0 (clase M8) |
| Relación diámetro de tambor / diámetro de cable (D/d) | ≥ 18 (clase M4) a ≥ 35 (clase M8) |
| Relación diámetro de polea / diámetro de cable (D/d) | ≥ 22,4 (clase M5) a ≥ 28 (clase M6); polea ecualizadora: 20 % menor |
| Criterios de desecho | Número de alambres rotos en un paso de cableado; concentración de roturas en un cordón; reducción del diámetro nominal (7 % alma de fibra / 5 % alma de acero); reducción local del diámetro (3 %); rotura de cordón; corrosión, desgaste o deformación severos |
| Cable de Acerodiámetro | mínimorotura(k N) | M5admisible(k N) | M6admisible(k N) | Tambor D(mm) | Polea D(mm) | recomendado Capacidad de Elevación |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8mm | 37.6 | 7.5 | 6.3 | 160 | 179 | ≤0.5t |
| 11mm | 67.4 | 13.5 | 11.2 | 220 | 246 | ≤1t |
| 15mm | 132 | 26.4 | 22.0 | 300 | 336 | ≤2.5t |
| 20mm | 225 | 45.0 | 37.5 | 400 | 448 | ≤5t |
| 24mm | 328 | 65.6 | 54.7 | 480 | 538 | ≤10t |
| recomendación de Kelude | CD1equipamiento estándar del modelo M5Factor de seguridad5.0, Tipo QDsegún la clase de trabajoequipamiento estándar del modelo M5~M7 | |||||
Preguntas frecuentes sobre el cable de acero
P: ¿Por qué el factor de seguridad del cable de acero varía tanto, desde 4.0 en M1 hasta 9.0 en M8?
R: Cuanto mayor es la clase de funcionamiento, mayor es la frecuencia de uso y el factor de carga, y por tanto mayor es el número de ciclos de flexión que soporta el cable. Una grúa de clase M8 puede superar el millón de ciclos de trabajo al año; un factor de seguridad de 9.0 garantiza que el cable no alcance la rotura por rotura de alambres antes de llegar a su vida a fatiga. Los equipos de nivel inferior realizan menos ciclos, por lo que un factor de seguridad más bajo ya es suficiente para cumplir con la vida útil de diseño.
P: ¿Qué reducción de diámetro del cable de acero exige su desecho?
R: Según la norma, el cable debe desecharse cuando la reducción del diámetro nominal alcanza el 7% en cables con alma de fibra y el 5% en cables con alma de acero. Además, si se detecta una reducción local pronunciada del diámetro (3% del diámetro nominal), ese tramo debe eliminarse aunque el diámetro general se encuentre dentro de los límites admisibles. Esta reducción suele deberse a roturas internas de alambres o a daños en el alma del cable.
P: ¿Qué norma se aplica para seleccionar el cable de acero de un polipasto eléctrico?
R: El cable del mecanismo de elevación de un polipasto eléctrico se selecciona según la norma GB/T 24814-2009. Los polipastos eléctricos tipo CD1/MD1 suelen tener una clase de funcionamiento M4~M5, con un factor de seguridad de 4.5 a 5.0. Para un polipasto de 1 t se emplea habitualmente un cable de 11 mm; para 3 t, de 13 mm; para 5 t, de 15 mm; y para 10 t, de 20 mm. Kelude selecciona el cable de acero de sus polipastos eléctricos con un factor de seguridad de 5.0 según M5.
P: ¿Cuándo debe desecharse un cable de acero por rotura de alambres?
R: Se procede al desecho cuando el número de alambres rotos alcanza los valores indicados en la tabla dentro de un paso de cableado (aproximadamente 6 veces el diámetro del cable de acero). En un cable de acero de estructura 6×19, se debe desechar si se contabilizan 12 alambres rotos en una longitud de 6d, o 24 alambres rotos en una longitud de 30d. Si la rotura de alambre se concentra en un mismo cordón y supera el 50% de los alambres de ese cordón, también se debe desechar de inmediato. La concentración de roturas indica una concentración de tensiones local severa, con una velocidad de propagación de grietas rápida.
