Norma ISO 4309: Cabo de Aço para Guindaste e Critérios de Rejeição
A norma GB/T 24814-2009 «Cabos de aço para mecanismos de elevação de guindastes» é a referência essencial para a seleção e os critérios de rejeição de cabos de aço em equipamentos de elevação. A norma especifica a construção do cabo para mecanismos de elevação, o fator de segurança mínimo (classes M1 a M8 correspondem a 4,0–9,0), os requisitos de correspondência de diâmetros do tambor e da polia, bem como os indicadores de rejeição, como o número de fios rompidos e a redução de diâmetro. Este artigo analisa em detalhe as cláusulas centrais da norma.
A norma GB/T 24814-2009 «Cabos de aço para mecanismos de elevação de guindastes» adota, de forma equivalente, a ISO 4309:2004 «Guindastes — Cabos de aço — Manutenção, inspeção e critérios de rejeição», constituindo a base técnica direta para a seleção, utilização e avaliação de descarte de cabos de aço em mecanismos de elevação. Esta norma está sob a alçada do Comité Técnico de Normalização de Equipamentos de Elevação da China e foi publicada e implementada em 2009. Os cabos de elevação das talhas elétricas dos tipos CD1/MD1 e das pontes rolantes do tipo QD fabricados pela Kelude Indústrias Pesadas são selecionados de acordo com esta norma.
Construção e seleção do cabo de aço
A norma recomenda as seguintes construções para cabos de elevação: cabos de pernas redondas de 6 pernas, como 6×19W (Construção Warrington), 6×25Fi (Construção com enchimento), 6×36WS (Construção Warrington-Seale), bem como cabos de 8 pernas, como 8×25Fi e 8×36WS. Para enrolamento multicamada, recomenda-se a utilização de cabo de aço antirrotação 35×K7 ou 19×K7.
Seleção da alma do cabo: O cabo com alma de fibra (FC) oferece boa flexibilidade, mas menor resistência ao esmagamento, sendo adequado para enrolamento de camada única. O cabo com alma de aço independente (IWRC) apresenta elevada resistência ao esmagamento, sendo recomendado para enrolamento multicamada e ambientes de alta temperatura. A norma recomenda a utilização de cabo com alma de aço para classes de funcionamento M5 e acima.
Diâmetro nominal do cabo de aço: O diâmetro do cabo de elevação é determinado com base na força de tração estática máxima e no fator de segurança. A faixa de diâmetros mais comum inclui 8mm, 11mm, 13mm, 15mm, 18mm, 20mm, 22mm, 24mm, 26mm e 28mm.
Fator de segurança mínimo e correspondência de diâmetros
A norma especifica o fator de segurança mínimo para cada classe de funcionamento: M1 a M3 (classe leve) — 4,0; M4 — 4,5; M5 — 5,0; M6 (classe pesada) — 6,0; M7 (classe muito pesada) — 7,0; M8 (classe extremamente pesada) — 9,0. Quanto mais elevada a classe de funcionamento, maior o fator de segurança exigido.
Requisitos do diâmetro do tambor: A relação entre o diâmetro do tambor (D) e o diâmetro do cabo (d) no centro do enrolamento deve respeitar os seguintes valores: classe M4 — D/d ≥ 18; classe M5 — ≥ 20; classe M6 — ≥ 25; classe M7 — ≥ 30; classe M8 — ≥ 35. A título de exemplo, para um guindaste de classe M5 com cabo de 15mm, o diâmetro do tambor deve ser ≥ 300mm.
Requisitos do diâmetro da polia: O diâmetro da polia equalizadora deve ser 20% inferior ao da polia/tambor de trabalho da mesma classe. Por exemplo, para a classe M5, o diâmetro da polia D ≥ 22,4d; para a classe M6, D ≥ 28d.
Critérios de rejeição do cabo de aço
O cabo de aço deve ser rejeitado quando qualquer uma das seguintes condições for verificada: ① o número de fios rompidos num passo de torção atingir o valor especificado na norma (aproximadamente 10% de fios rompidos para cabos de 6 pernas); ② os fios rompidos estiverem concentrados numa única perna, representando mais de 50% dos fios dessa perna; ③ a redução do diâmetro nominal do cabo atingir 7% (alma de fibra) ou 5% (alma de aço); ④ redução local acentuada do diâmetro (atingindo 3% do diâmetro nominal); ⑤ rutura de uma perna inteira — rejeição imediata; ⑥ corrosão severa, desgaste, deformação ou torção do cabo.
Tabela comparativa para seleção do cabo de aço
| Cabo de Açodiâmetro | mínimoruptura(k N) | M5admissível(k N) | M6admissível(k N) | Tambor D(mm) | Polia D(mm) | recomendado Capacidade de Elevação |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
| recomendação Kelude | CD1configuração padrão do modelo M5Fator de segurança5.0, Tipo QDde acordo com a classe de trabalhoconfiguração padrão do modelo M5~M7 | |||||
Perguntas frequentes
P: Porque é que o fator de segurança do cabo de aço varia tanto, de 4.0 na classe M1 para 9.0 na classe M8?
R: Quanto mais elevada é a classe de funcionamento, maior é a frequência de utilização e o fator de carga, e consequentemente maior é o número de ciclos de flexão a que o cabo está sujeito. Um guindaste de classe M8 pode atingir mais de 1.000.000 ciclos de trabalho por ano; um fator de segurança de 9.0 garante que o cabo não atinge a rutura por fios partidos antes de atingir a sua vida útil à fadiga. Equipamentos de classe inferior realizam menos ciclos, pelo que um fator de segurança mais baixo é suficiente para cumprir a vida útil de projeto.
P: Qual é a redução de diâmetro que obriga ao sucateamento do cabo de aço?
R: De acordo com a norma, o cabo deve ser sucateado quando a redução do diâmetro nominal atinge 7% no caso de cabo com alma de fibra e 5% no caso de cabo com alma de aço. Além disso, se houver uma redução localizada significativa do diâmetro (3% do diâmetro nominal), mesmo que o diâmetro global esteja dentro dos limites admissíveis, esse troço localizado deve ser descartado. A redução de diâmetro é geralmente causada por rutura interna de fios ou danos na alma do cabo.
P: Qual a norma a utilizar para a seleção do cabo de aço de talha elétrica?
R: O cabo de aço do mecanismo de elevação de talhas elétricas é selecionado de acordo com a norma ISO 4301 (equivalente à GB/T 24814-2009). As talhas elétricas dos tipos CD1/MD1 têm normalmente classe de funcionamento M4~M5, com fator de segurança entre 4.5 e 5.0. Uma talha de 1t utiliza normalmente cabo de 11mm, uma de 3t cabo de 13mm, uma de 5t cabo de 15mm e uma de 10t cabo de 20mm. As talhas elétricas Kelude são equipadas com cabo de aço selecionado com fator de segurança 5.0, de acordo com a classe M5.
P: A partir de que nível de rutura de fios o cabo deve ser sucateado?
R: O sucateamento ocorre quando o número de fios rompidos atinge os valores indicados na tabela, dentro de um passo de torção (aproximadamente 6 vezes o diâmetro do cabo de aço). Para um cabo de aço de estrutura 6×19, o sucateamento é obrigatório quando se verificam 12 fios rompidos num comprimento de 6d, ou 24 fios rompidos num comprimento de 30d. Sempre que as rupturas de fio se concentram num único pernada e representam mais de 50% dos arames de aço dessa pernada, o cabo deve ser igualmente sucateado de imediato. A concentração de rupturas indica uma concentração de tensões localizada e severa, com uma velocidade de propagação de trincas elevada.
