GB/T 10051.1-2010 — Características mecânicas, classes de materiais e critérios de desativação dos ganchos de elevação

A norma GB/T 10051 é uma série de normas relativas a ganchos de elevação, cuja Parte 1 foi publicada e entrou em vigor em 2010. A norma estabelece que os níveis de desempenho mecânico dos ganchos se dividem em dois níveis: o nível M (nível normal) e o nível P (nível de alta qualidade), correspondendo a materiais e processos de tratamento térmico diferentes. Sendo o gancho o dispositivo de elevação mais crucial de uma grua, a sua segurança e fiabilidade estão diretamente relacionadas com a segurança dos operadores e da carga; por isso, na escolha do modelo, deve ser prevista uma margem de segurança suficiente com base na capacidade nominal de elevação.

Classificação das características mecânicas dos ganchos

A norma classifica os ganchos, com base nas suas características mecânicas, em Classe M (classe normal) e Classe P (classe de alta qualidade). Os ganchos de classe M são fabricados em aço DG20 ou DG20Mn, com resistência ao escoamento ≥ 225 MPa, resistência à tração ≥ 400 MPa e alongamento após a ruptura ≥ 221 TP3T, sendo adequados para ambientes de trabalho convencionais e guindastes de uso geral. Os ganchos de classe P são fabricados em aço DG20Mn ou DG34CrMo, com resistência ao escoamento ≥ 315 MPa, resistência à tração ≥ 510 MPa e alongamento após a ruptura ≥ 201 TP3T, sendo adequados para gruas que realizam operações de alta intensidade e frequência.

A excelência dos ganchos de classe P deve-se à conceção da composição do material e ao processo de tratamento térmico. O material DG34CrMo apresenta um elevado teor de elementos de liga e, após tratamento de têmpera e revenimento, permite obter melhores propriedades mecânicas globais, com uma capacidade de carga superior em cerca de 25% à da classe M, para as mesmas dimensões. A norma estipula que a granulometria dos ganchos de classe P não seja inferior ao nível 5, que o teor de inclusões não metálicas não exceda o nível 2 e que a inspeção por ultrassons não revele fissuras nem pontos brancos. As marcas de distinção entre as duas classes são fixadas durante o fabrico dos ganchos através de processos de forjamento ou tratamento térmico; as entidades utilizadoras devem verificar cuidadosamente as marcas de classificação aquando da substituição dos ganchos.

A capacidade de elevação do gancho está intimamente relacionada com o diâmetro do corpo do gancho. No apêndice da norma são apresentadas tabelas com as capacidades de elevação nominais correspondentes às várias séries dimensionais dos ganchos das classes M e P; os projetistas devem determinar o diâmetro adequado do gancho com base nas condições reais de utilização aquando da seleção do modelo. Por exemplo, um gancho de classe M com um diâmetro de corpo de 40 mm tem uma capacidade nominal de cerca de 5 t, enquanto um gancho de classe P pode atingir 6,3 t; um gancho de classe M com um diâmetro de corpo de 63 mm tem uma capacidade nominal de cerca de 12,5 t, enquanto um gancho de classe P pode atingir 16 t. A escolha de um gancho de classe P permite aumentar a capacidade de carga sem aumentar as dimensões do corpo do gancho, sendo adequado para condições de trabalho em que é necessária uma grande capacidade de elevação em espaços limitados.

Requisitos relativos aos materiais e ao fabrico dos ganchos

A norma estabelece requisitos rigorosos quanto ao material dos ganchos. Os ganchos devem ser fabricados em aço calmado, fundido em forno plano, forno elétrico ou forno de oxigénio, devendo o aço possuir um certificado de conformidade de fábrica e um certificado de qualidade. Os ganchos moldados por forjamento devem ser submetidos a um tratamento de normalização ou de têmpera e revenimento após o forjamento. A temperatura do tratamento de normalização situa-se entre 850 e 900 °C; o tratamento de têmpera e revenimento consiste em têmpera seguida de revenimento a alta temperatura, sendo que a temperatura de revenimento não deve ser inferior a 550 °C. A dureza do gancho após o tratamento térmico deve ser controlada dentro do intervalo de HB 140 a 225 (classe M) ou HB 180 a 260 (classe P), não devendo o desvio de dureza entre as diferentes partes do mesmo gancho exceder HB 30.

No que diz respeito ao processo de fabrico, os ganchos devem ser fabricados através de forjamento integral, sendo proibida a utilização de soldaduras para a sua montagem. A relação de forjamento não deve ser inferior a 3:1 (ou seja, a relação entre a área de secção transversal da peça em bruto e a área de secção transversal da peça forjada não deve ser inferior a 3), de modo a garantir a integridade e a continuidade das linhas de fluxo do metal. A superfície do gancho não deve apresentar defeitos tais como fissuras, dobras ou sobreaquecimento; é permitido remover, por meio de esmerilagem, defeitos locais cuja profundidade não exceda 5% do diâmetro do corpo do gancho, mas a área esmerilada deve apresentar uma transição suave com a superfície circundante. O corpo do gancho deve ser submetido a um ensaio de detecção de defeitos por partículas magnéticas ou por penetração, em conformidade com a norma JB/T 6062. Os critérios de conformidade do ensaio exigem que não existam quaisquer defeitos de tipo fissura e que a dimensão máxima de cada defeito não fissurante não exceda 2 mm.

A norma também estabelece os requisitos de identificação dos ganchos de elevação. Cada gancho deve ostentar uma marcação permanente numa zona não sujeita a esforços: marca do fabricante, classe do gancho (M ou P), capacidade nominal de elevação (t), referência do material e número de lote de produção. A marcação deve ser clara e legível, com uma profundidade não inferior a 0,3 mm. No momento da saída da fábrica, deve ser anexado um certificado de conformidade da qualidade do produto, cujo conteúdo inclua o nome do fabricante, o número da norma, a classe do gancho, o intervalo de capacidade nominal de elevação, a designação do material, o estado de tratamento térmico, os resultados da inspeção e a data de saída da fábrica. O certificado de conformidade deve ser entregue juntamente com o gancho à unidade utilizadora, servindo de base para a aceitação da instalação e para eventuais substituições posteriores.

Critérios de avaliação da obsolescência dos ganchos

A norma estabelece claramente os critérios para a declaração de fora de serviço dos ganchos de elevação, constituindo a base fundamental para as inspeções diárias e a gestão da segurança. Um gancho de elevação deve ser declarado fora de serviço caso apresente uma das seguintes situações: ① A presença de fissuras na superfície do gancho (não são permitidas fissuras em qualquer direção ou de qualquer comprimento; a deteção através de inspeção visual ou por ensaio com pó magnético implica imediatamente a declaração de fora de serviço); ② A abertura da boca do gancho tenha aumentado mais de 15% em relação à dimensão original, o que indica que o gancho sofreu deformação plástica; ③ O ângulo de torção do corpo do gancho exceder 10°; ④ O desgaste da secção crítica do gancho (ponto de menor diâmetro do corpo do gancho) exceder 5% da dimensão original; ⑤ O colo do gancho (na ranhura de rosca) ou o corpo do gancho apresentarem deformações permanentes.

A inspeção diária do gancho deve ser realizada pelo operador em cada turno, através de uma inspeção visual, com especial atenção à existência de fissuras no corpo do gancho, à presença de deformações permanentes na boca do gancho e ao bom estado do dispositivo anti-desengate. A inspeção periódica deve ser realizada trimestralmente, utilizando a detecção por partículas magnéticas ou por penetração para inspecionar o corpo do gancho e a área da ranhura de recuo da rosca. A inspeção anual deve incluir a medição da abertura da boca do gancho e do diâmetro do corpo do gancho, comparando-os com os dados originais. Os resultados da inspeção devem ser registados no arquivo do equipamento; caso se verifique que as dimensões do gancho se aproximam dos limites de abate, o ciclo de inspeção deve ser reduzido para uma vez por mês. A norma salienta ainda que, uma vez que o gancho atinja as condições de abate, é estritamente proibido repará-lo por soldadura e continuar a utilizá-lo, devendo ser substituído na totalidade.

Tabela de correspondência entre as classes dos ganchos e as condições de abate

A tabela comparativa que se segue resume as principais diferenças de desempenho entre os ganchos de classe M e de classe P, bem como os critérios de determinação do fim de vida útil, para facilitar a consulta por parte das entidades utilizadoras na seleção, aquisição e inspeções de rotina.

Dispositivo anti-desengate do gancho e utilização segura

A norma exige que os ganchos estejam equipados com um dispositivo anti-desengate (trava de mola ou lingueta de bloqueio), para impedir que o cabo de suspensão se solte acidentalmente durante a elevação e o deslocamento. O dispositivo anti-desengate deve possuir elasticidade e resistência suficientes para, ao ser comprimido pelo cabo de suspensão, voltar automaticamente à posição inicial e bloquear-se. A entidade utilizadora não deve remover o dispositivo anti-desengate sem autorização. A mola do dispositivo anti-desengate deve ser inspecionada mensalmente e, caso se verifique uma diminuição da elasticidade ou um encravamento, deve ser substituída. Em condições de trabalho que impliquem a substituição frequente das cordas de elevação, o desgaste do dispositivo anti-desengate é mais rápido, pelo que o ciclo de inspeção deve ser reduzido.

Quando os ganchos forem utilizados em ambientes de baixa temperatura (inferiores a -20 ℃), devem ser selecionados materiais de classe P para ganchos, com resistência ao impacto a baixas temperaturas comprovada; o material DG34CrMo cumpre os requisitos de utilização a -40 ℃. Em ambientes de alta temperatura, como na fundição metalúrgica, a temperatura da superfície dos ganchos não deve exceder os 200 ℃. Os ganchos não devem ser utilizados com sobrecarga, sendo estritamente proibido o uso de técnicas de elevação oblíquas ou inclinadas — a elevação oblíqua sujeita o gancho a uma componente horizontal da força, fazendo com que a boca do gancho suporte uma tensão de flexão adicional, o que acelera a deformação e a fadiga. A Krud Heavy Industry equipa de série os guindastes, no momento da saída de fábrica, com ganchos forjados de classe P adequados à capacidade de elevação e com dispositivos anti-desengate, garantindo a segurança e a fiabilidade do equipamento de elevação.

Perguntas frequentes