Norma de Cabo de Aço para Gruas: Seleção, Instalação e Descarte

A norma GB/T 24811.1-2009 é a Parte 1 da série de normas para cabos de aço de gruas, estabelecendo requisitos abrangentes para princípios de seleção, métodos de instalação e critérios de descarte. O cabo de aço é o componente crítico de suporte de carga do mecanismo de elevação, e a sua utilização segura está diretamente relacionada com a segurança de pessoas e equipamentos. Segue uma análise dos principais requisitos da norma.

Posicionamento da norma e classificação dos cabos de aço

A norma GB/T 24811.1-2009 é aplicável à seleção, instalação e manutenção de cabos de aço em gruas de tipo ponte, tipo pórtico, tipo torre, guindastes móveis e guindastes de lança. A norma classifica os cabos de aço quanto à construção em: cabos de torção simples (1×7, 1×19, 1×37, etc.), cabos de torção dupla (6×7, 6×19, 6×37, etc., os tipos mais comuns) e cabos de torção tripla. Quanto ao sentido de torção, classificam-se em cabo cruzado à direita (ZS), cabo cruzado à esquerda (SZ), cabo paralelo à direita (ZZ) e cabo paralelo à esquerda (SS). Os tipos mais utilizados no mecanismo de elevação de gruas são o 6×37+FC (alma de fibra, 6 pernas com 37 arames cada) e o 6×19W+IWR (alma de aço independente, 6 pernas com 19 arames cada, tipo Warrington). A alma do cabo pode ser de fibra (FC), fibra natural (NFC), fibra sintética (SFC) ou alma de aço (WSC/IWR). Os cabos com alma de fibra oferecem boa flexibilidade mas menor resistência ao esmagamento, sendo adequados para bobinagem multicamada em tambores. Os cabos com alma de aço apresentam maior resistência e melhor desempenho contra esmagamento, sendo recomendados para gruas de grande tonelagem com bobinagem de camada única.

Cálculo para seleção do cabo de aço

A norma especifica que a força mínima de ruptura F_min do cabo de aço e a força máxima de trabalho S_max devem satisfazer: F_min ≥ S_max × n, onde n é o fator de segurança. Valores do fator de segurança para diferentes mecanismos de gruas: mecanismo de elevação n=4~6 (de acordo com a classe de trabalho A1~A8, correspondendo a 4~6); mecanismo de elevação de grua de garras n=5~6; mecanismo de elevação de grua de torre n≥5; mecanismo de elevação de guindaste móvel n≥3,5 (considerando a proteção contra sobrecarga do sistema hidráulico); mecanismo telescópico da lança n≥4; mecanismo de tração do carro n≥3,5. A determinação do fator de segurança baseia-se na classe de funcionamento do equipamento, no grau de perigo das cargas movimentadas e na frequência de utilização. Para gruas que movimentam metal fundido, resíduos nucleares ou outras cargas perigosas, o fator de segurança deve ser aumentado em 1~2.

Cálculo da força máxima de trabalho S_max do cabo de aço: S_max = (Q + q) / (m × η), onde Q é a capacidade nominal de elevação, q é o peso próprio do spreader, m é a multiplicação da talha e η é o rendimento do moitão (η≈0,97~0,98 para rolamentos, η≈0,95~0,96 para mancais de deslizamento).

Instalação e manutenção do cabo de aço

A qualidade da instalação do cabo de aço influencia diretamente a sua vida útil. A norma estabelece requisitos claros para a instalação e manutenção: antes da instalação, o cabo deve ser inspecionado segmento por segmento quanto a defeitos visíveis (fios rompidos, nós, esmagamento, queimaduras por arco elétrico, etc.); cabos com defeitos evidentes não podem ser utilizados. Durante o desenrolamento, devem evitar-se nós e torções, utilizando um dispositivo rotativo para libertar a tensão interna do cabo. Ao enfiar o cabo, o ângulo de inclinação nas polias e no tambor não deve exceder 1,5°~2° (o desalinhamento entre o tambor e o centro das polias gera atrito). A fixação das extremidades do cabo deve ser feita com soquete de cunha ou com placas de pressão, e a resistência à ruptura na zona de fixação não deve ser inferior a 80% da força mínima de ruptura do cabo.

Durante o período inicial de utilização, o cabo de aço sofre um alongamento estrutural (cerca de 0,1%~0,5% do comprimento do cabo). Após 24 horas de uso, a tensão do cabo deve ser reajustada e a fixação das extremidades verificada. O cabo deve ser lubrificado adequadamente, com um lubrificante compatível com a construção do cabo. A lubrificação deve ser aplicada com o cabo limpo, ao passar pelas polias e tambor (espessura da película de óleo cerca de 0,5 mm; frequência de lubrificação: pelo menos uma vez por mês).

Critérios de descarte do cabo de aço

A norma define detalhadamente os critérios de rejeição para cabos de aço, com base nos seis indicadores seguintes:

Número e distribuição de fios rompidos — Quando o número de fios rompidos num passo de torção atinge 10% do total de fios, o cabo deve ser descartado (por exemplo, num cabo 6×37, ≥22 fios rompidos num passo de torção). Se as rupturas estiverem concentradas localmente (por exemplo, numa única perna, com o número de fios rompidos a atingir 50% do total dessa perna), ou se ocorrer rutura completa de uma perna, o cabo deve ser imediatamente substituído.

Redução de diâmetro — O cabo deve ser descartado quando a redução do diâmetro nominal exceder 7% (em relação ao diâmetro nominal). A redução de diâmetro resulta de desgaste externo e corrosão interna combinados; a medição deve ser feita sem carga, a pelo menos 2 m da extremidade do cabo.

Corrosão — O cabo deve ser descartado quando se verifica corrosão externa visível (oxidação superficial, descamação, picagens) ou corrosão interna (verificada por sonda, com vestígios de ferrugem na alma do cabo). A corrosão é mais perigosa do que a ruptura de fios, pois enfraquece todos os arames e não apenas uma parte localizada.

Deformação — O cabo deve ser descartado quando apresenta deformações estruturais como ondulação, deformação em lanterna, deformação em gaiola de pássaro, torção, esmagamento ou nós. As deformações não só reduzem a resistência do cabo, como também provocam desgaste anormal nas polias e no tambor.

Danos térmicos — cabos de aço que apresentem queimaduras por arco elétrico, exposição a chamas ou descoloração por sobreaquecimento (cores de revenido — azul ou amarelo) devem ser imediatamente sucateados. Os danos térmicos provocam o recozimento localizado do arame de aço, resultando numa redução drástica da resistência, sendo esta deterioração difícil de detetar visualmente.

Perda de elasticidade — quando se verifica uma redução de diâmetro do cabo de aço acompanhada de uma diminuição evidente da elasticidade (rigidez ao toque, falta de adaptação do cabo à polia durante a flexão), o cabo deve ser sucateado.

Inspeção Diária do Cabo de Aço

Os requisitos da norma determinam que o operador e o pessoal de manutenção realizem a inspeção diária do cabo de aço. O conteúdo da inspeção inclui: aspeto geral do cabo (ruptura de fio, deformação, corrosão, estado de lubrificação), com especial atenção às zonas de ligação ao tambor, às secções que passam pelas polias, bem como aos pontos de passagem pelo compensador e pelo dispositivo anti-torção. Quando a vida útil do cabo de aço atingir 75% da vida útil de projeto (calculada com base na tonelagem içada acumulada ou nas horas de utilização), a frequência de inspeção deve ser aumentada para duas vezes por semana. A inspeção do cabo de aço deve ser registada, devendo o registo incluir, no mínimo: número do equipamento, número e especificação do cabo, data de instalação, tempo de utilização acumulado (horas ou número de içamentos), data e resultado de cada inspeção, data e motivo de descarte. A Kelude oferece serviços de aconselhamento na configuração de cabos de aço para guindastes e de inspeção periódica, garantindo que o cabo se mantenha sempre em condições de uso seguro.

Tabela Comparativa: Seleção, Instalação e Critérios de Descarte do Cabo de Aço

A tabela comparativa seguinte apresenta os parâmetros essenciais para a seleção, instalação e critérios de descarte do cabo de aço, servindo de referência para o pessoal de seleção e utilização.

Perguntas frequentes