Guia Completo da Norma GB/T 18438-2001 para Pontes Rolantes
A norma ISO 18438-2001 «Equipamentos de elevação — Eletroímãs de elevação» é a norma de produto para eletroímãs de elevação de guindastes. A norma estabelece a classificação, os requisitos técnicos, os métodos de ensaio e as regras de inspeção para eletroímãs de elevação, sendo aplicável a eletroímãs de elevação de corrente contínua utilizados na movimentação de materiais siderúrgicos (chapas de aço, tarugos, lingotes, sucata, etc.).
A norma ISO 18438-2001 é a norma específica para eletroímãs de elevação utilizados em equipamentos de elevação, definindo a classificação, os requisitos técnicos, os métodos de ensaio e as regras de inspeção. O eletroímã de elevação é um dispositivo de carga utilizado para içamento e transporte de materiais ferromagnéticos, como chapas de aço, perfis e sucata, sendo amplamente aplicado nas indústrias metalúrgica e de processamento de sucata.
Classificação e Estrutura do Eletroímã de Elevação
A norma ISO 18438-2001 classifica os eletroímãs de elevação quanto à aplicação e à estrutura em: eletroímãs circulares (série MW) — superfície de contacto circular, adequados para a movimentação de materiais siderúrgicos irregulares, como lingotes, tarugos e sucata, sendo o tipo mais amplamente utilizado, com diâmetros de Φ300mm a Φ2000mm, num total de mais de 10 especificações. Eletroímãs retangulares (série MR) — superfície de contacto retangular, adequados para a movimentação de materiais siderúrgicos alongados, como chapas, perfis e carris, com comprimentos de 500mm a 3000mm. A capacidade de elevação é determinada pela área da superfície de contacto e pela densidade de fluxo magnético. Eletroímãs especiais — como eletroímãs para tarugos (disposição multipolar adaptada à forma alongada dos tarugos) e eletroímãs para chapas (superfície plana com saliências antiderrapantes, adaptada à superfície lisa das chapas). Estrutura básica do eletroímã de elevação: carcaça (em aço fundido ou chapa de aço soldada, com boa permeabilidade magnética), polos magnéticos (em ferro puro ou aço de baixo carbono, com o circuito magnético entre os dois polos fechando através do material a ser içado), bobina (em fio de cobre ou alumínio enrolado nos polos, gerando o campo magnético quando energizada), caixa de junção (à prova de poeira e água), proteções de isolamento e olhal de elevação. A norma estabelece que o grau de proteção (IP) dos eletroímãs de elevação não deve ser inferior a IP55 (à prova de poeira e resistente a jatos de água).
Requisitos Elétricos e de Isolamento
A norma define os requisitos para o sistema elétrico do eletroímã de elevação: alimentação elétrica — o eletroímã de elevação opera com alimentação em corrente contínua (220VDC ou 110VDC), convertida a partir de corrente alternada por meio de um dispositivo retificador. A alimentação em corrente contínua oferece a vantagem de um campo magnético estável e ausência de perdas por correntes parasitas. Desvio da tensão nominal — o eletroímã de elevação deve ser capaz de içar normalmente o material nominal dentro de uma faixa de desvio de ±10% da tensão nominal. Resistência de isolamento — a resistência de isolamento entre a bobina e a carcaça (medida com megôhmetro de 500V) deve ser ≥5MΩ em estado frio e ≥1MΩ em estado quente. Rigidez dielétrica — a bobina deve suportar, em relação à carcaça, a tensão de ensaio à frequência industrial (2 vezes a tensão nominal + 1000V, durante 1 minuto) sem perfuração ou descarga superficial. Elevação de temperatura da bobina — quando o eletroímã é energizado continuamente à tensão nominal (de acordo com o fator de duração do ciclo de projeto, normalmente FC=50%, ou seja, 5 minutos energizado / 5 minutos desenergizado), a elevação de temperatura da bobina não deve exceder o limite admissível para a classe de isolamento F (≤100K). Dispositivo de desmagnetização — o eletroímã de elevação deve ser equipado com um dispositivo de desmagnetização rápida (desmagnetização por inversão de corrente), devendo o magnetismo residual após a desmagnetização ser ≤5% do valor admissível do magnetismo residual do material içado, garantindo a descarga segura do material (evitando que este permaneça aderido ao eletroímã devido ao magnetismo residual).
Capacidade de Elevação e Fator de Segurança
Requisitos de capacidade de elevação e segurança definidos pela norma: capacidade de elevação nominal — a capacidade de elevação nominal do eletroímã é a capacidade de elevação máxima admissível, à tensão nominal, ao içar o material especificado (chapa de aço Q235 padrão, com espessura e estado da superfície definidos). Para eletroímãs de sucata, a capacidade de elevação nominal refere-se à capacidade ao içar sucata comum (sucata solta, não chapas inteiras) — correspondendo geralmente a apenas 30%~50% da capacidade ao içar chapas inteiras. Fator de segurança — o fator de segurança do eletroímã de elevação (relação entre a força de atração estática e a capacidade de elevação nominal) deve ser ≥2,5 (ou seja, a força de atração estática gerada à tensão nominal deve ser pelo menos 2,5 vezes a capacidade de elevação nominal). Redundância — para eletroímãs de elevação utilizados no içamento de metal fundido ou materiais críticos, deve ser prevista a configuração de bobina dupla (bobina principal e bobina reserva) ou fonte de alimentação dupla (fonte principal e fonte reserva) — quando um dos circuitos falha, o outro deve manter a força de atração. Proteção contra falha de energia — o eletroímã de elevação deve ser equipado com um dispositivo de manutenção magnética em caso de corte de energia (bateria ou supercapacitor), que comuta automaticamente para a fonte de alimentação reserva quando o fornecimento de energia do guindaste é interrompido, mantendo a força de atração por pelo menos 5 minutos, garantindo ao operador tempo suficiente para baixar a carga em segurança. A Kelude Indústrias Pesadas pode fornecer diversos tipos de eletroímãs de elevação para atender às necessidades de movimentação de materiais em siderúrgicas e parques de sucata.
Ensaios e Inspeção
Ensaios definidos pela norma: inspeção visual — a carcaça do eletroímã não deve apresentar trincas, porosidade ou danos, e a caixa de junção deve estar devidamente vedada. Ensaio de isolação — resistência de isolamento em estado frio ≥5MΩ. Medição da resistência da bobina — o valor de resistência em corrente contínua da bobina deve estar em conformidade com o valor de cálculo (desvio ≤±5%). Medição da corrente em vazio — medir a corrente em vazio à tensão nominal e comparar com o valor de cálculo para detetar possíveis curto-circuitos entre espiras. Ensaio de força de atração — medir a força de atração real do eletroímã à tensão nominal, utilizando um bloco de teste padrão (chapa de aço Q235, com espessura e rugosidade superficial definidas) — o valor deve ser no mínimo 2,5 vezes a capacidade de elevação nominal. Ensaio de aquecimento — energizar continuamente em condições nominais até ao equilíbrio térmico e medir a elevação de temperatura da bobina. O ensaio de tipo inclui adicionalmente o ensaio de rigidez dielétrica, o ensaio de resistência à água (ensaio de aspersão IP55) e o ensaio de impacto (simulação de condições de impacto). Inspeção de rotina em serviço — antes de cada turno de trabalho, verificar se os cabos e a caixa de junção apresentam danos e se o isolamento está em boas condições; medir a resistência de isolamento mensalmente; verificar a força de atração real trimestralmente (utilizando o bloco de teste para verificação).
| Parâmetro | Circular Ventosa(MW) | Retangular Ventosa(MR) |
|---|---|---|
| Ventosa Forma | Circular | Retangular |
| Materiais Aplicáveis | Lingote de Aço, Sucata de Aço, Tarugo de Aço | Chapa de Aço, Perfil de Aço, Trilho de Aço |
| Diâmetro/Comprimento | Φ300~2000mm | 500~3000mm |
| Fator de segurança | ≥2.5 | ≥2.5 |
| Uso Comum Tensão | 220VDC | 220VDC |
| Grau de Proteção (IP) | IP55 | IP55 |
Perguntas Frequentes
P: Que fatores afetam a capacidade de içamento do eletroímã de elevação?
R: A capacidade de içamento do eletroímã de elevação é influenciada principalmente pelos seguintes fatores: 1) Material e temperatura da carga — o aço de baixo carbono oferece a maior força de atração, seguido pelo aço de alto carbono, sendo o ferro fundido o mais fraco; acima de 600°C, a capacidade de içamento diminui cerca de 50% a 70%; 2) Estado da superfície do material — chapas de aço lisas, sem corrosão ou coberturas, proporcionam a máxima força de atração; 3) Tensão de alimentação — uma queda de 10% na tensão reduz a força de atração em cerca de 19%; 4) Entreferro — para cada aumento de 1 mm no espaço entre a ventosa e o material, a força de atração diminui cerca de 15% a 25%.
P: Como o eletroímã de elevação garante a segurança em caso de queda súbita de energia?
R: A norma exige que o eletroímã de elevação seja equipado com um dispositivo de retenção magnética em caso de falha de energia ou uma fonte de alimentação de emergência. O princípio de funcionamento do dispositivo de retenção magnética: durante a operação normal, os supercapacitores ou baterias são carregados; quando a alimentação principal é interrompida, há uma comutação automática para a fonte de alimentação reserva, mantendo a corrente de excitação do eletroímã e sustentando a força de atração por pelo menos 20 a 30 segundos, dando ao operador tempo suficiente para baixar a carga até um local seguro. As pontes eletromagnéticas da Kelude Indústrias Pesadas vêm de série com o sistema de retenção magnética em caso de falha de energia.
P: Qual é o conteúdo da inspeção diária do eletroímã de elevação?
R: Inspeção diária: verificar se há danos no cabo, se a vedação à prova d'água da caixa de junção está íntegra e se a superfície da ventosa apresenta desgaste ou queimaduras severas. Inspeção semanal: medir a resistência de isolamento da bobina eletromagnética em relação à terra com um megôhmetro (deve ser ≥5MΩ) e verificar o funcionamento do ventilador de resfriamento. Inspeção mensal: verificar a capacidade real de içamento da ventosa (usando um bloco de teste padrão para confirmar se a força de atração atinge mais de 90% da capacidade nominal). Inspeção semestral: desmontar a caixa de junção para verificar se há conexões soltas ou oxidação.
P: Em quais setores e condições de operação o eletroímã de elevação é aplicável?
R: O eletroímã de elevação é amplamente utilizado: 1) Indústria siderúrgica e metalúrgica — içamento e transporte de chapas de aço, tarugos, perfis e sucata, em conjunto com a ponte rolante metalúrgico; 2) Setor de reciclagem de sucata — carga, descarga e triagem em pátios de sucata; 3) Indústria de maquinário — içamento de grandes chapas de aço e componentes estruturais. Não é adequado para materiais de alta temperatura (>600°C), metais não ferrosos (alumínio, cobre e outros materiais não magnéticos) ou ambientes inflamáveis e explosivos. Para o içamento de chapas de aço de grande comprimento (≥10m), recomenda-se a utilização de múltiplos eletroímãs em paralelo.
