GB/T 30025-2013 Norma sobre la fabricación, inspección y aceptación de estructuras de acero para grúas

La norma GB/T 30025-2013 es la norma básica para la fabricación, inspección y aceptación de estructuras de acero para grúas, y abarca los requisitos técnicos de todo el proceso, desde la verificación de los materiales, el corte y conformado, la soldadura y el montaje, hasta la aceptación del recubrimiento. La estructura de acero constituye el esqueleto de la grúa, y su calidad de fabricación determina directamente la capacidad de carga y la vida útil de la máquina en su conjunto. En este artículo se analizan e interpretan de forma sistemática las disposiciones fundamentales de la norma.

Ámbito de aplicación de la norma y proceso de fabricación

La norma GB/T 30025-2013 constituye una especificación más detallada y un complemento de los requisitos de fabricación de estructuras de acero establecidos en la norma GB/T 3811 «Norma de diseño de grúas», y es aplicable a la fabricación y la inspección de los componentes estructurales principales sometidos a esfuerzo de las grúas (vigas principales, vigas de extremo, patas de apoyo, plumas, el fuste, la plataforma giratoria, el bastidor inferior, etc.). La norma abarca el proceso completo de fabricación, desde la entrada de las materias primas en almacén hasta la salida del producto acabado de la fábrica: inspección de materiales → pretratamiento de planchado → corte de piezas → mecanizado de bordes → conformado → ensamblaje → soldadura → tratamiento posterior a la soldadura → rectificación → mecanizado → montaje → pintura → inspección y aceptación. Para cada fase del proceso se establecen requisitos detallados de control de calidad y parámetros técnicos. La norma no es aplicable al mantenimiento ni a la remodelación de estructuras de acero de grúas, aunque sus requisitos técnicos pueden servir de referencia a la hora de realizar trabajos de mantenimiento.

Requisitos de los materiales y nuevas pruebas

El acero utilizado en la fabricación de estructuras metálicas deberá cumplir los requisitos de los planos de diseño y estar acompañado de un certificado de calidad de fábrica. La norma establece requisitos claros en materia de gestión de materiales:

Nueva comprobación del acero——Se deberá realizar una nueva inspección del acero en los siguientes casos: 1) acero importado; 2) lotes de acero mezclados o certificados de calidad incompletos; 3) elementos estructurales para los que el diseño exija una nueva comprobación (como las vigas principales de grúas de clase de trabajo A6 o superior); 4) tipos de acero que se utilicen por primera vez. Los ensayos de nueva comprobación incluyen el análisis de la composición química, los ensayos de propiedades mecánicas (límite elástico, resistencia a la tracción, alargamiento y energía de impacto) y los ensayos de propiedades de procesamiento (ensayo de flexión).

Pretratamiento del acero——Antes del corte, el acero debe someterse a un tratamiento previo de la superficie para eliminar la capa de óxido, el óxido, los restos de aceite, etc. Se recomienda el tratamiento con granallado o granallado por chorro; el grado de limpieza de la superficie debe alcanzar el nivel Sa2½, con una rugosidad superficial Rz de 40 a 80 μm. Tras el pretratamiento, se debe aplicar inmediatamente una capa de imprimación de taller (con un espesor de 15 a 25 μm) para evitar la oxidación secundaria.

Sustitución de materiales——Si, por motivos de aprovisionamiento, fuera necesario utilizar un acero sustitutivo, las propiedades mecánicas y la composición química de este no podrán ser inferiores a las del acero previsto en el diseño original. Cuando se sustituya acero de alta resistencia por acero común, se deberá volver a verificar la resistencia de la estructura y obtener la confirmación por escrito del personal de diseño. La soldabilidad del acero sustitutivo deberá superar la evaluación del procedimiento de soldadura.

Corte y conformado

La norma establece disposiciones detalladas sobre el corte y el conformado del acero:

Métodos de corte——Para las chapas de acero de la estructura portante principal, se recomienda utilizar el corte por oxicorte controlado numéricamente o el corte por plasma; en el caso de chapas de acero con un espesor ≤ 14 mm, se puede utilizar el corte por cizalla. Las superficies de corte no deben presentar grietas, protuberancias de fusión ni residuos de escoria graves, y su rugosidad Ra debe ser ≤ 100 μm. Los bordes de corte de los elementos importantes (almas de las vigas principales, alas) deberán someterse a un tratamiento de acabado para eliminar la capa de endurecimiento, cuya profundidad no deberá superar los 2 mm.

Acabado de los bordes——El rebaje de soldadura deberá prepararse mediante mecanizado (con una cepilladora, una fresadora o mediante corte por arco de carbono con aire comprimido y rectificado con muela abrasiva); la tolerancia del ángulo del rebaje será de ±2,5°, y la del borde romo, de ±1 mm. Los chaflanes de las soldaduras a tope importantes deberán someterse a un ensayo de partículas magnéticas antes de la soldadura, para confirmar que no presentan grietas.

Procesos de conformado——El radio de curvatura en el conformado en frío de las chapas de acero no debe ser inferior a 16 veces el espesor de la chapa (cuando la dirección de curvatura es perpendicular a la dirección de laminación) o a 24 veces (cuando la dirección de curvatura es paralela a la dirección de laminación). El conformado en frío debe realizarse en un intervalo de temperatura de entre 900 y 1050 °C, y la temperatura final de curvado no debe ser inferior a 700 °C. Precisión de conformado de las nervaduras en U y en T: la desviación angular no debe ser superior a ±2°, y la rectitud no debe superar los 1,5 mm por metro.

Perforación——La precisión de los orificios para las uniones atornilladas deberá cumplir con el grado H14, y la rugosidad superficial de las paredes de los orificios deberá ser Ra ≤ 25 μm. La perforación de las placas de unión con pernos de alta resistencia deberá realizarse mediante taladrado CNC o con plantillas, con una tolerancia de diámetro de orificio de ±0,3 mm y una tolerancia de distancia entre orificios de ±0,5 mm. Al taladrar in situ, las placas de cada capa deberán fijarse y sujetarse entre sí.

Requisitos de soldadura y montaje

La soldadura es un proceso fundamental en la fabricación de estructuras de acero, y las normas establecen requisitos estrictos en cuanto a la calidad de la soldadura:

Calificación de procesos de soldadura——Los aceros, los materiales de soldadura o los procedimientos de soldadura que se utilicen por primera vez deben someterse a una evaluación del procedimiento de soldadura (WPS/PQR). La evaluación incluye ensayos de tracción, flexión, impacto y metalografía macroscópica de las uniones. El alcance de la evaluación del procedimiento de soldadura deberá cumplir con lo establecido en la norma NB/T 47014.

Cualificación de soldador——Los soldadores que trabajen en la soldadura de estructuras de acero de grúas deben estar en posesión del certificado de cualificación de soldador correspondiente, que debe estar en vigor. Los trabajos de soldadura realizados por el soldador deben coincidir con los elementos de examen que figuran en el certificado de cualificación. Las soldaduras importantes (soldaduras a tope de las alas superior e inferior de la viga principal, soldaduras en T entre el alma y las alas, soldaduras principales de las patas de apoyo, etc.) deben ser realizadas por soldadores titulares de un certificado de categoría II o superior.

Secuencia de soldadura——La soldadura de la viga principal debe seguir los principios de soldadura simétrica y soldadura por tramos. Primero se soldarán las soldaduras en ángulo entre el alma y el flanco inferior; a continuación, las soldaduras en ángulo entre el alma y el flanco superior; y, por último, las soldaduras de los refuerzos internos. Durante el proceso de soldadura, se debe controlar la energía lineal de soldadura (Q ≤ 35 kJ/cm) para evitar que el sobrecalentamiento provoque la fragilización de la zona de la soldadura. La temperatura entre capas en las soldaduras de varias pasadas debe mantenerse entre 100 y 200 °C.

Tratamiento posterior a la soldadura——Tras la soldadura, se debe realizar una inspección visual de la soldadura (para comprobar que no presente defectos superficiales como grietas, mordeduras, poros o inclusiones de escoria). Las soldaduras importantes deben someterse a ensayos no destructivos 24 horas después de la soldadura. En el caso de las soldaduras a tope de las vigas principales de clase de servicio A5 y superiores, es obligatorio realizar una reinspección mediante ensayo por ultrasonidos (UT) según la norma 100% y ensayo por rayos X (RT) según la norma 10%.

Rectificación, pintado y recepción

Rectificación tras la soldadura——La deformación por soldadura puede corregirse mediante rectificación mecánica (prensa) o rectificación con soplete. La temperatura de calentamiento en la rectificación con soplete debe mantenerse entre 600 y 800 °C (de color rojo oscuro a rojo cereza); queda estrictamente prohibido superar los 900 °C (sobrecalentamiento). No se realizarán más de dos correcciones con soplete en la misma zona. Tras la corrección, la planitud del alma de la viga principal no deberá ser superior a 2 mm por metro, y la de los flancos, a 1,5 mm por metro.

Pintura——El pintado de las estructuras de acero debe realizarse en un plazo de 24 horas tras el tratamiento de la superficie; el intervalo entre cada capa se ajustará a lo indicado en las instrucciones del producto. Se recomienda utilizar una imprimación epoxi con alto contenido en zinc (contenido en zinc ≥ 701 TP3T) como capa de fondo, una pintura epoxi con pigmento de hierro micáceo como capa intermedia y una pintura de poliuretano o acrílica como capa de acabado. El espesor total de la película seca del recubrimiento en las partes principales de la estructura de acero debe ser ≥80 μm (uso en interiores) o ≥120 μm (uso en exteriores). Queda terminantemente prohibido aplicar pintura en las superficies de unión de los pernos de alta resistencia de fricción ni en las superficies de montaje de las líneas de contacto deslizantes.

Inspección de salida de fábrica——Se deberá elaborar un expediente completo de calidad sobre el proceso de fabricación de los componentes estructurales de acero de cada grúa, que incluya: certificados de calidad de los materiales e informes de reinspección, registros de las dimensiones de corte, informes de evaluación de procedimientos de soldadura, certificados de cualificación de los soldadores, informes de ensayos no destructivos de las soldaduras, informes de inspección de las dimensiones estructurales, registros de medición de la curvatura superior e informes de inspección del pintado. Los registros mencionados deberán conservarse, como mínimo, hasta el desguace de la grúa. Krude Heavy Industry cumple rigurosamente con los requisitos de cada uno de los procesos establecidos en la norma GB/T 30025-2013; todas las vigas principales se someten, antes de su salida de fábrica, a un ensayo de carga estática con una carga nominal de 150% y a un ensayo de carga dinámica con una carga nominal de 110%.

Tabla de verificación para la fabricación de estructuras de acero de grúas

En la siguiente tabla comparativa se recogen los parámetros fundamentales de la tabla de verificación para la fabricación de estructuras de acero de grúas, como referencia para el personal encargado de la selección y el uso.

Preguntas frecuentes