Norma ISO 24038:2020: Evaluación de fatiga en grúas

Proceso de evaluación de fatiga

El espectro de carga se determina mediante medición en campo o estimación según la Clase de Funcionamiento. El análisis de tensión se realiza por elementos finitos o con galgas extensiométricas. En la curva S-N, el material base presenta 160 MPa; con cordón de soldadura a tope esmerilado, 125 MPa; en estado de soldadura, 112 MPa; en soldadura de filete, 100 MPa; y en uniones en cruz, 80 MPa. El límite de fatiga se sitúa en 2×10⁶ ciclos. El daño de Miner se calcula como D=∑ni/Ni, considerándose seguro cuando D≤1.0. El Factor de seguridad es de 1.25 para inspección no visual, 1.5 para aplicaciones con personas y 2.0 para casos críticos. Kelude Industrias Pesadas ofrece servicios de evaluación de fatiga para estructuras de acero.

Método de tensión en el punto caliente

En uniones soldadas complejas, se extrapola a 0.4t y 1.0t desde el Pie de soldadura. El valor FAT es de 100 MPa. Cuando D>0.7, se refuerza la Detección; cuando D>0.9, se realiza una evaluación integral. Kelude Industrias Pesadas ofrece servicios de evaluación de fatiga que incluyen medición del espectro de carga, análisis S-N y evaluación de tensión en el punto caliente, con emisión de informe final.

El método de evaluación de fatiga definido en la norma ISO 24038:2020 es aplicable a la evaluación de seguridad y a la gestión del ciclo de vida de las estructuras de acero de grúas. El proceso de evaluación comienza con la recopilación del espectro de carga. Para grúas en servicio, se recomienda la medición en campo mediante galgas extensiométricas ubicadas en puntos críticos, registrando los datos de la historia temporal de carga durante al menos un ciclo de trabajo completo. Los puntos de medición deben cubrir las zonas sensibles a fatiga, como el centro de la luz de la viga principal, las conexiones de los extremos y los extremos de los rigidizadores. El tiempo de adquisición en cada punto no debe ser inferior a 30 minutos, abarcando condiciones de plena carga, en vacío y movimientos combinados. Para grúas de nuevo diseño, la estimación puede realizarse según el factor de espectro de carga característico correspondiente a la Clase de Funcionamiento definida en la norma ISO 4301 — Clasificación de grúas. El análisis de tensiones se lleva a cabo mediante el método de elementos finitos, construyendo un modelo estructural detallado en el que el tamaño de malla en la zona del cordón de soldadura se refina hasta el espesor de la chapa, garantizando una captura precisa del gradiente de tensiones.

La selección de la curva S-N influye directamente en la precisión de la evaluación de la vida a fatiga. La norma establece valores recomendados para 5 niveles FAT según la clasificación de detalle de la unión soldada, desde 160 MPa para el material base hasta 80 MPa para la unión en cruz, lo que supone una diferencia del doble. En la evaluación práctica, debe aplicarse una reducción en función del nivel de calidad de soldadura: si la soldadura supera la detección de defectos por ultrasonidos (UT) en grado I, el nivel FAT puede incrementarse en un escalón; si el grado es II, se mantiene el valor característico. La experiencia en la aplicación ingenieril de la regla del daño acumulado de Miner indica que, cuando el valor D alcanza 0,7~0,8, debe intensificarse la frecuencia de detección y realizar inspecciones de defectos más detalladas. Cuando D se aproxima a 1,0, debe programarse la reparación o sustitución de la estructura antes de que se produzca el fallo. Kelude Industrias Pesadas ofrece servicios de evaluación de fatiga y gestión de vida útil para estructuras de acero, que incluyen medición en campo del espectro de carga, análisis de selección de curvas S-N y evaluación de tensiones en puntos calientes, con emisión de un informe completo de evaluación de la vida a fatiga.

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