ISO 24616:2020 para sistemas hidráulicos en grúas
La norma ISO 24616:2020 «Grúas — Sistemas hidráulicos — Principios de diseño y requisitos de seguridad» es la referencia integral para los sistemas hidráulicos de grúas. Esta norma establece los principios de diseño, los requisitos de seguridad, la selección de componentes y los métodos de ensayo aplicables a dichos sistemas, abarcando la gestión del ciclo de vida completo de los sistemas hidráulicos en grúas móviles, grúas torre y grúas industriales.
Principios de diseño del sistema hidráulico
Los principios de diseño que establece la ISO 24616:2020 para los sistemas hidráulicos de grúas incluyen: el principio de seguridad prioritaria — el diseño del sistema hidráulico debe garantizar que, ante cualquier modo de fallo (incluidos daños en la bomba hidráulica, rotura de tuberías o interrupción de la alimentación eléctrica), no se produzca una pérdida de control de la grúa (caída libre de la carga suspendida o descenso incontrolado de la pluma). El principio de seguridad intrínseca — se prioriza el empleo de dispositivos de seguridad mecánicos que no dependan de fuentes de energía externas ni de controles electrónicos (como válvulas de bloqueo hidráulico o válvulas de contrapresión), aplicando un diseño redundante (doble circuito o válvulas de seguridad en paralelo) para los circuitos de seguridad.
Principio de protección ante fallos — ante cualquier avería, el sistema debe retornar automáticamente a un estado seguro o permanecer en su posición segura actual (por ejemplo, la válvula de contrapresión bloquea automáticamente el cilindro hidráulico cuando se pierde la presión en la línea de pilotaje). Principio de mantenibilidad — los componentes hidráulicos deben ubicarse en posiciones de fácil acceso para su inspección; las tuberías hidráulicas deben disponer de puntos de medición de presión y purgadores; el depósito hidráulico debe incorporar indicador de nivel, termómetro de aceite y filtro magnético. La norma exige además que la presión de trabajo nominal del sistema hidráulico no supere el 85% de la presión nominal de la bomba hidráulica, y que la presión de trabajo continua no exceda el 70% de dicho valor.
Válvulas de seguridad y dispositivos de bloqueo
Requisitos de la norma para los elementos de protección de seguridad del sistema hidráulico: válvula de contrapresión — debe instalarse en los cilindros hidráulicos de elevación/izado y de cambio de alcance, con una presión de ajuste de 1,3 a 1,5 veces la presión generada por la carga. La válvula de contrapresión debe montarse directamente sobre el cilindro hidráulico (sin conexión mediante tuberías), de modo que la carga quede bloqueada incluso si se produce una rotura de la tubería. Válvula de bloqueo hidráulico — debe instalarse una válvula de bloqueo hidráulico de doble efecto en los cilindros de los estabilizadores para impedir que estos se retraigan durante las operaciones de elevación; su presión de ajuste debe ser ≥ 1,25 veces la presión nominal del sistema.
Válvula de alivio — debe instalarse una válvula de alivio en la salida de cada bomba hidráulica, cuya presión de ajuste no debe superar 1,1 veces la presión nominal del sistema. Válvula de protección contra rotura de manguera — debe instalarse en las líneas de entrada y retorno del motor de elevación y de los cilindros hidráulicos; esta válvula se cierra automáticamente cuando el caudal supera 1,5 veces el valor nominal. La norma exige además que todas las válvulas de seguridad dispongan de precinto o bloqueo para impedir que el operador modifique los valores de ajuste por su cuenta.
| Elemento de seguridad | posición de instalación | Valor de ajuste | Modo de actuación | redundanciarequisitos |
|---|---|---|---|---|
| válvula de contrapresión | Elevación / Izado/Cambio de alcance Cilindro | 1.3~1.5Carga múltiple | Bloqueo por descarga de aceite de control | Independiente por cilindro |
| válvula de bloqueo hidráulico | Cilindro de estabilizador | ≥1.25Múltiplo del nominal | Doble control hidráulico Válvula de Retención | Bloqueo bidireccional |
| Válvula de Alivio | Bomba Hidráulica Salida | ≤1.1Múltiplo del nominal | Pilotado/Accionamiento directo | Por bomba1Unidad |
| Válvula de rotura | Motor hidráulico/Línea de cilindro | ≥1.5Caudal múltiple | Cierre por disparo de caudal | Circuito crítico |
| Válvula anticavitación | Cilindro hidráulico Fondo | Apertura por presión negativa | Anticavitación de reposición | —— |
Filtración y Control de Contaminación
La norma establece requisitos específicos para la filtración y el control de contaminación del sistema hidráulico. En cuanto al grado de filtración del aceite hidráulico, el sistema hidráulico del mecanismo de elevación debe cumplir como mínimo con el grado NAS 8 (ISO 4406 18/15/13), mientras que los sistemas hidráulicos generales deben cumplir con el grado NAS 9. En cuanto a la configuración de los filtros de aceite hidráulico, el filtro de retorno debe tener una precisión ≤10 μm, el filtro de la tubería de alta presión ≤5 μm (≤3 μm en sistemas con servoválvula) y el filtro de succión ≤100 μm. Los filtros deben estar equipados con válvula de derivación e indicador de obstrucción (que indique o alerte cuando la presión diferencial supere el valor establecido).
En cuanto al rendimiento del aceite hidráulico y su intervalo de reemplazo, se debe seleccionar aceite hidráulico antidesgaste (tipo HM) o aceite hidráulico para bajas temperaturas (tipo HV), eligiendo el grado de viscosidad según la temperatura ambiente (VG46 recomendado para -20℃~+40℃, VG32 para -30℃~+30℃ y VG68 para 0℃~+50℃). El intervalo de reemplazo del aceite hidráulico es cada 2000 horas o una vez al año en condiciones normales, y cada 1000 horas en entornos severos. Al cambiar el aceite, se debe limpiar a fondo el depósito de aceite y las tuberías, y el aceite nuevo debe filtrarse hasta el grado NAS 7 antes de su introducción. En cuanto al control de temperatura del aceite, la temperatura óptima de trabajo es de 30~55℃; si supera los 65℃, se debe detener la máquina e inspeccionar el sistema de enfriamiento.
Métodos de Ensayo y Requisitos de Inspección
Los ensayos del sistema hidráulico especificados en la norma incluyen la prueba de estanqueidad, el ensayo dieléctrico, la prueba funcional y la prueba de eficiencia. La prueba de estanqueidad consiste en mantener una presión equivalente a 1,25 veces la presión de trabajo nominal durante 10 minutos para verificar que no haya fugas en los sellos estáticos. El ensayo dieléctrico se realiza a 1,5 veces la presión de trabajo nominal durante 3 minutos para comprobar que el sistema no presente deformación permanente ni daños. La prueba funcional verifica la suavidad de movimiento, la velocidad de respuesta y los finales de carrera de cada mecanismo: el mecanismo de elevación debe realizar al menos 5 ciclos de izado y descenso, el mecanismo de giro debe completar al menos 3 revoluciones en ambos sentidos, y el mecanismo de cambio de alcance debe recorrer su carrera completa al menos 3 veces.
Antes de la entrega, los sistemas hidráulicos de las grúas de Kelude Industrias Pesadas se someten a todas las pruebas especificadas en la norma ISO 24616:2020, y los datos de detección se documentan para su consulta. El ensamblaje del sistema hidráulico se realiza en un taller con ambiente controlado: grado de limpieza ambiental clase 10000, tubería hidráulica limpiada hasta grado NAS 7 y componentes hidráulicos verificados mediante contador de partículas antes del ensamblaje. El sistema hidráulico utiliza sellos y conexiones de tubería importados, lo que reduce eficazmente la tasa de fugas del sistema.
| Ensayo Proyecto | condiciones de ensayo | criterios de evaluación | Inspección Tipo |
|---|---|---|---|
| Sellado Característica Ensayo | 1.25Presión múltiple×10min | Sin fugas | salida de fábrica Inspección total |
| ensayo dieléctrico | 1.5Presión múltiple×3min | Sindeformación permanente | Ensayo de Tipo |
| prueba funcional | Totalcarrera×3~5Vez | Movimiento suave | salida de fábrica Inspección total |
| Grado de limpieza Detección | Contador de partículas | NAS (norma australiana)≤8Clase | salida de fábrica Inspección total |
| Rendimiento Ensayo | condiciones nominales Prueba | Rendimiento del sistema≥80% | Ensayo de Tipo |
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuáles son los principios de diseño del sistema hidráulico de la grúa?
R: Principio de seguridad prioritaria: ninguna condición de fallo debe provocar la pérdida de control de la carga. Principio de diseño intrínsecamente seguro: se priorizan los dispositivos de seguridad mecánicos. Principio de protección ante fallos: retorno automático a un estado seguro ante cualquier avería. Principio de mantenibilidad: disposición de los componentes que facilite la inspección y reparación.
P: ¿Por qué la válvula de contrapresión debe montarse directamente en el cilindro hidráulico?
R: El montaje directo de la válvula de contrapresión sobre el cilindro hidráulico elimina el riesgo de pérdida de control de la carga ante una rotura de la tubería. Si la válvula se conecta al cilindro mediante conductos, una rotura de estos dejaría la válvula sin efecto, pudiendo provocar la caída libre de la carga. El montaje directo constituye la solución de seguridad más fiable.
P: ¿Cómo se selecciona la precisión de filtración del sistema hidráulico?
R: Para el mecanismo de elevación, se requiere un nivel ≥ NAS 8 (ISO 4406 18/15/13); para sistemas generales, ≥ NAS 9. El filtro de retorno debe ser ≤10 μm y el filtro de la línea de presión ≤5 μm. Una precisión de filtración insuficiente acelera el desgaste de los componentes hidráulicos. Los sistemas hidráulicos de Kelude incorporan de serie filtro en la línea de presión.
P: ¿Qué hacer si la temperatura del aceite hidráulico supera los 65 °C?
R: Detener la máquina inmediatamente y revisar el sistema de enfriamiento (radiador, ventilador de refrigeración y posibles obstrucciones en el circuito), así como la bomba hidráulica por si presenta fugas internas excesivas y la temperatura ambiente. Una vez subsanada la avería y con el aceite a temperatura normal de trabajo, se puede reanudar la operación. La exposición prolongada a altas temperaturas acelera la oxidación y degradación del aceite hidráulico.
