Norma GB/T 24811.1-2009 para cables de acero en grúas

La norma GB/T 24811.1-2009 es la Parte 1 de la serie de normas sobre cables de acero para grúas, y establece de forma integral los principios de selección, métodos de instalación y criterios de desecho de los cables. El cable de acero es el componente de carga crítico del mecanismo de elevación de la grúa, y su uso seguro afecta directamente a la seguridad de las personas y de los equipos. A continuación se interpretan los principales requisitos de la norma.

Posicionamiento de la norma y clasificación de los cables

La norma GB/T 24811.1-2009 es aplicable a la selección, instalación y mantenimiento de cables de acero para grúas tipo puente, tipo pórtico, tipo torre, tipo móvil y grúas de pluma. La norma clasifica los cables según su construcción en: cables de cordón único (1×7, 1×19, 1×37, etc.), cables de cordones múltiples (6×7, 6×19, 6×37, etc., los tipos más habituales) y cables de tres capas. Según el sentido de cableado, se clasifican en cableado cruzado a la derecha (ZS), cableado cruzado a la izquierda (SZ), cableado paralelo a la derecha (ZZ) y cableado paralelo a la izquierda (SS). Los tipos más utilizados en los mecanismos de elevación de grúas son el 6×37+FC (alma de fibra, 6 cordones de 37 alambres cada uno) y el 6×19W+IWR (alma de cable de acero independiente, 6 cordones de 19 alambres tipo Warrington). El alma del cable puede ser de fibra (FC), fibra natural (NFC), fibra sintética (SFC) o cable de acero (WSC/IWR). Los cables con alma de fibra ofrecen buena flexibilidad pero menor resistencia al aplastamiento, siendo adecuados para bobinado multicapa en el tambor. Los cables con alma de acero presentan mayor resistencia y mejor comportamiento frente al aplastamiento, siendo idóneos para grúas de gran tonelaje con bobinado de una sola capa.

Cálculo de selección del cable de acero

La norma especifica que entre la fuerza mínima de rotura F_min y la fuerza máxima de trabajo S_max del cable debe cumplirse: F_min ≥ S_max × n, donde n es el factor de seguridad. Los valores del factor de seguridad según el mecanismo de la grúa son: mecanismo de elevación n=4~6 (según la clase de trabajo A1~A8 corresponde 4~6); mecanismo de elevación de grúa de cuchara bivalva n=5~6; mecanismo de elevación de grúa torre n≥5; mecanismo de elevación de grúa móvil n≥3.5 (considerando la protección contra sobrecarga del sistema hidráulico); mecanismo telescópico de la pluma n≥4; mecanismo de traslación del carro n≥3.5. El factor de seguridad se determina en función de la clase de funcionamiento de la grúa, el grado de peligrosidad de las cargas manipuladas y la frecuencia de uso. Para grúas que manipulan metal fundido, residuos nucleares u otras cargas peligrosas, el factor de seguridad debe incrementarse en 1~2.

Cálculo de la fuerza máxima de trabajo S_max: S_max = (Q + q) / (m × η), donde Q es la capacidad nominal de elevación, q es el peso propio del spreader, m es la multiplicación del polipasto y η es el rendimiento del polipasto (η≈0.97~0.98 con rodamientos, η≈0.95~0.96 con cojinetes de deslizamiento).

Instalación y mantenimiento del cable de acero

La calidad de la instalación del cable influye directamente en su vida útil. La norma establece requisitos claros para la instalación y el mantenimiento del cable: antes de la instalación debe inspeccionarse visualmente el cable por tramos (defectos como rotura de alambres, cocas, aplastamientos, quemaduras por arco eléctrico, etc.); los cables con defectos evidentes no deben utilizarse. Durante el desenrollado debe evitarse la formación de cocas y torceduras, empleando un dispositivo giratorio para liberar las tensiones internas del cable. Al pasar el cable por poleas y tambor, el ángulo de desviación no debe superar 1.5°~2° (se genera fricción cuando el tambor y el eje de la polea no están paralelos). La fijación del extremo del cable debe realizarse mediante socket de cuña o fijación con placas de presión, y la resistencia de rotura en el punto de fijación no debe ser inferior al 80% de la fuerza mínima de rotura del cable.

Durante el período inicial de uso, el cable nuevo experimenta un asentamiento estructural (aproximadamente 0.1%~0.5% de la longitud del cable); transcurridas 24 horas de servicio debe reajustarse la tensión del cable y comprobar que ambos extremos estén firmemente fijados. El cable debe lubricarse adecuadamente, y el lubricante debe ser compatible con la construcción del cable. Cuando el cable pasa por poleas y tambor, debe engrasarse en estado limpio (espesor de película de aceite aproximado de 0.5 mm, con una frecuencia de lubricación de al menos una vez al mes).

Criterios de desecho del cable de acero

La norma establece en detalle los criterios de desecho del cable de acero, basados principalmente en los seis indicadores siguientes:

Número y distribución de alambres rotos — cuando el número de alambres rotos dentro de un paso de cableado alcanza el 10% del total de alambres, el cable debe desecharse (por ejemplo, en un cable 6×37, si la rotura de alambre ≥22 dentro de un paso de cableado). Si las roturas se concentran en una zona localizada (por ejemplo, el número de alambres rotos en un mismo cordón alcanza el 50% del total de alambres de ese cordón), o si se produce la fractura de un cordón completo, el cable debe desecharse de inmediato.

Reducción de diámetro — el cable debe desecharse cuando la reducción del diámetro nominal supera el 7% (en relación con el diámetro nominal). La reducción de diámetro es consecuencia combinada del desgaste externo y la corrosión interna, y debe medirse en estado sin carga, al menos a 2 m del extremo del cable.

Corrosión — el cable debe desecharse cuando presenta corrosión externa visible a simple vista (oxidación superficial con descamación, picaduras) o corrosión interna (presencia de óxido en el alma del cable detectada mediante sonda). La corrosión es más peligrosa que la rotura de alambres porque debilita la totalidad de los alambres y no solo una zona localizada.

Deformación — el cable debe desecharse cuando presenta deformaciones estructurales como ondulación, deformación en lámpara, deformación en jaula de pájaro, torceduras, aplastamientos o cocas. La deformación no solo reduce la resistencia del cable, sino que también provoca un desgaste anormal en poleas y tambor.

Daño térmico — Un cable de acero con quemaduras por arco eléctrico, exposición a llamas o decoloración por sobrecalentamiento (color de revenido — azul o amarillo) debe ser desechado de inmediato. El daño térmico provoca un recocido localizado del alambre de acero, lo que reduce drásticamente su resistencia y es difícil de detectar visualmente.

Pérdida de elasticidad — Cuando el cable de acero presenta una reducción de diámetro acompañada de una pérdida evidente de elasticidad (rigidez al tacto, falta de adaptación del cable a la polea al flexionarse), debe procederse a su desecho.

Inspección diaria del cable de acero

La norma exige que el operador y el personal de mantenimiento realicen una inspección diaria del cable de acero. El contenido de la inspección incluye: el aspecto general del cable (rotura de alambre, deformación, corrosión, estado de lubricación), prestando especial atención a las zonas de conexión con el tambor, las secciones que pasan por las poleas, los puntos de contacto con las poleas de compensación y los tramos que atraviesan dispositivos antitorsión. Cuando la vida útil del cable de acero alcance el 75% de su vida útil de diseño (calculado por tonelaje de izaje acumulado o por horas de uso), la frecuencia de inspección deberá aumentarse a 2 veces por semana. Las inspecciones del cable de acero deben quedar registradas, incluyendo como mínimo: número de identificación del equipo, número y especificación del cable, fecha de instalación, tiempo de uso acumulado (horas o número de izajes), fecha y resultado de cada inspección, así como la fecha y el motivo de desecho. Kelude ofrece asesoramiento sobre la configuración del cable de acero para grúas y servicios de inspección periódica, garantizando que el cable se mantenga siempre en condiciones de uso seguro.

Tabla comparativa: selección, instalación y criterios de desecho del cable de acero

La siguiente tabla comparativa recoge los parámetros esenciales para la selección, instalación y los criterios de desecho del cable de acero, como referencia para el personal encargado de la selección y el uso.

Preguntas frecuentes