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CABLE DE ACERO Presentación General

Cable de Acero Normas Aplicables al Cable de Acero. ANSI / API 9 A TWENTY-FIFTH EDITION, FEBRUARY 2004 ISO 10425:2003, STEEL WIRE ROPES FOR THE PETROLEUM AND NATURAL GAS INDUSTRIES – MINIMUM REQUIREMENTS AND TERMS FOR ACCEPTANCE. ISO 178932, STEEL WIRE ROPES – DEFINITIONS, DESIGNATIONS AND CLASIFICATIONS. ASTM A 1023 / A 1023 M – 02, STRANDED CARBON STEEL WIRES FOR GENERAL PURPOSES.

RR–W–410E, WIRE ROPE AND STRANDS

Cable de Acero

Máquina: …un ensamble de partes…que transmiten fuerza, movimiento y energía, uno a otro de una manera predeterminada y para algún fin deseado… Webster’s Third New International Dictionary

Componentes Básicos

Alambre

Componentes Básicos del Cable de Acero:

Todos los cable de acero tienen por elementos básicos

Alma

Torón

 Alambre,  Torón

 Alma

Tipos de Torcido y Preformado Preformado Nuestros cables generalmente se suministran preformados. Esto quiere decir que a los torones se les da previamente la forma que tendrán en el cable terminado, de manera que al cortar un cable, todos ellos permanecerán en su lugar.

Tipos de Torcido y Preformado Ventajas del Cable Preformado

1. Mayor resistencia a la fatiga por flexión. 2. Mayor facilidad de manejo e instalación por no tener tendencia a formar cocas. 3. Menor rotación con relación a su eje, lo que implica menor desgaste del cable y de las poleas. 4. Mayor facilidad de manejo durante la colocación de casquillos. 5. Mayor facilidad para realizar empalmes.

Tipos de Torcido y Preformado Tipos de Torcido En el Torcido Regular los alambres del torón llevan una dirección opuesta a la que llevan los torones exteriores.

Regular Derecho

Regular Izquierdo

Tipos de Torcido y Preformado Tipos de Torcido En el Torcido Lang los alambres del torón llevan la misma dirección que llevan los torones exteriores.

Lang Derecho

Lang Izquierdo

Construcciones de Cable más Comunes La identificación del cable se establece por:

 El número de torones del cable.  La cantidad de alambres en cada torón.  La colocación geométrica de los alambre en el torón.  El tipo de alma

Construcciones de Cable más Comunes Patrones básicos de colocación de alambres en el torón.

7 Alambres

Warrington

Seale

Filler

Construcciones de Cable más Comunes Clasificación 6x7

6x7 Alma de fibra

Construcciones de Cable más Comunes Clasificación 6x19

6 x 19 Seale Alma de Fibra

6 x 21 Filler Alma de Fibra

6 x 25 Filler Alma de Acero

6 x 26 Warrington Seale Alma de Acero

Construcciones de Cable más Comunes Clasificación 6x37

6 x 31 Warrington Seale Alma de Acero

6 x 36 Warrrington Seale Alma de Fibra

6 x 41 Warrington Seale Alma de Acero

Construcciones de Cable más Comunes Clasificación 6x37 (cont.)

6 x 43 Filler Seale Alma de Acero

6 x 49 Warrington Seale Alma de Acero

Construcciones de Cable más Comunes Clasificación 8x19

8 x 19 Seale Alma de Acero

8 x 25 Filler Alma de Fibra

Construcciones de Cable más Comunes Clasificación 18x7

18 x 7 Alma de Fibra

19 x 7 Alma de Acero

Cables Especiales Cables y Torones Dycam (compactados). La principal característica de los Cables y Torones “Dycam”, la constituye la compactación de los alambres en los torones, siendo mayor y más importante en los alambres exteriores, lo cual proporciona una superficie exterior virtualmente plana; que ofrece una mayor resistencia al desgaste y un mejor aprovechamiento del área metálica.

Cables Especiales Cables y Torones Dycam (cont.).

Entre las ventajas de los productos Dycam encontramos en comparación con los cables de torones redondos:  Mayor Resistencia a la ruptura.  Mayor Resistencia a la Abrasión.

 Mayor Área Metálica.  Mayor Resistencia a la Compresión.

Bases para la Selección del Cable Selección del cable adecuado

Son muy diversos los factores que influyen en la vida del cable de acero; para obtener un mejor servicio al seleccionarlo deben tomarse en cuenta principalmente los siguientes puntos:  Capacidad de carga adecuada.  Resistencia a la fatiga.  Resistencia a la abrasión.  Resistencia a la corrosión.

Bases para la Selección del Cable Capacidad de carga adecuada. Es contar con la suficiente resistencia a la ruptura del cable seleccionado para soportar la carga de trabajo considerando el factor de seguridad adecuado. El Factor de Seguridad de un cable de acero es la relación entre la resistencia a la ruptura mínima garantizada del cable y la carga máxima de trabajo a la cual estará sujeto.

Bases para la Selección del Cable Resistencia a la Fatiga. Se considera como la capacidad de soportar los efectos de flexión y la vibración a los que está expuesto un cable durante su trabajo.

Resistencia a la Abrasión. Se considera como la propiedad de obtener el mínimo desgaste por fricción en relación directa a la severidad de los factores abrasivos a los que pueda estar sujeto el cable.

Bases para la Selección del Cable

Número de alambres exteriores en caca torón

De estas dos últimas propiedades del cable, observaremos tendencias opuestas en el comportamiento del cable; es decir, que mientras por un lado aumentamos el diámetro de los alambres exteriores del cable buscando una mayor resistencia a la abrasión, por otro lado estamos 6 M 6X7 disminuyendo su EN O R R resistencia a la fatiga por YO A M R flexión en esos mismos 9 6X19 S ES IS N TE 10 6X21 F Ó alambres. SI N A C IA

10

A

R

12

LA

12

A

IA

14

E ST I S

R

16 O EN M

18

R

E

N

C

LA

FA

TI

G

A

A

6X26 WS

B

6X25 F 6X31 WS

PO

R

6X36 WS FL

EX

IÓ

N

6X41 SF M

A

YO

R

6X46 SF

La gráfica “X” muestra de una manera sencilla la relación entre estos dos aspectos.

Bases para la Selección del Cable Resistencia a la Corrosión. Considerar los factores corrosivos presentes en el medio que trabaja el cable, dotando a éste, bien sea de la protección de galvanizado en los alambres o de lubricantes adecuados, e inclusive, de ambos. Otros Factores. Otros factores que no se detallan, pero que a menudo intervienen en la selección, son las temperaturas a las que puede estar expuesto el cable, y el aplastamiento o distorsión al que puede estar sujeto. Estos aspectos son la razón básica en la selección del tipo de alma para el cable.

Bases para la Selección del Cable Rotación en cable de acero. 6x25

8x19

GRADO DE ROTACIÓN

19x7

35x7

PORCENTAJE DE CARGA DE RESISTENCIA NOMINAL

Una característica importante que distingue las diferentes construcciones es la resistencia a la rotación del cable bajo carga. La figura ilustra esta propiedad para diferentes tipos de cables resistentes a la rotación en comparación con un cable 6x25 Filler con alma de acero.

Especificaciones del Cable de Acero

Clasificación 6x7, Alma de Fibra. Resistencia Nominal a la Ruptura Diámetro nominal

Peso Aproximado

Acero Arado

Acero Arado Mejorado

Pulgadas Milimetros

kg / m

Toneladas

Toneladas

3/8

9.5

0.31

4.63

5.32

7/16

11.5

0.43

6.26

7.20

1/2

13

0.57

8.13

9.35

9/16

14.5

0.71

10.3

11.8

5/8

16

0.88

12.6

14.4

3/4

19

1.25

18.0

20.6

7/8

22

1.71

24.2

27.9

1

26

2.23

31.3

36.0

Manejo, Almacenamiento e Instalación Instrucciones para el Manejo del Cable de Acero

Es muy importante manejar el cable de acero correctamente para evitarle daños antes de ser utilizado.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Instrucciones para el Manejo del Cable de Acero

OK

NO

Para extraer cable de un carrete es conveniente colocar una barra a través del centro de éste, levantarlo de tal forma que gire libremente. Debe cuidarse que el cable no se afloje y se salga por los costados del carrete. Nunca debe permitirse al desenrrollar o enrollar un cable que se formen bucles; es necesario manejarlo en tal forma que conserve su paso original evitando que se apriete o afloje.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Instrucciones para el Manejo del Cable de Acero

OK

NO

Cuando el cable se maneja en rollos, una persona debe sujetar el extremo del cable mientras que otra rueda el rollo sobre el piso, evitando espirales. Si se desenrrolla cable de un rollo que esté descansando horizontalmente en el suelo, éste formará espirales, que al menor descuido se convertirán en “cocas”, dañando al cable.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Instrucciones para el Manejo del Cable de Acero

OK

Cuando se pasa cable de un carrete a otro, éste debe sacarse de forma horizontal del carrete lleno al carrete donde se va a enrollar, es decir, de arriba a arriba o de abajo a abajo; de esta forma se elimina la posibilidad de forzar el devanado original del cable.

“Coca” Debe tenerse mucho cuidado para evitar la formación de “cocas” en el cable.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Recomendaciones Generales.  Guardar el cable bajo techo y evitar en lo posible el contacto con humedad, gases o algún otro medio que pudiera alterar sus propiedades.  Al colocar un cable nuevo en algún dispositivo, se recomienda permitir al cable trabajar algunos ciclos sin carga primero, después con la mitad de la carga, y por último con la carga completa, con la finalidad de que éste se “acomode”.  Lubricar el cable periódicamente.  Verificar el estado de las ranuras de las poleas, tambores y en general por donde pasa el cable.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Terminales de Cable.

 Las terminales de un cable llegan a ser puntos de gran importancia para la transmisión de fuerza en un cable.  Cada tipo de terminal se adapta a un trabajo en especifico.  Existen eficiencias determinadas para cada tipo de terminal.  Es posible realizar cálculos de fuerza, basados en los factores de eficiencia.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Terminales de Cable. Las terminales de cable están disponibles en varios diseños, algunos de ellos desarrollados para aplicaciones particulares. Estas seis terminales son las más comúnmente utilizadas.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Terminales de Cable. EFICIENCIAS APROXIMADAS DE TERMINALES.* Las eficiencias son aplicables a la resistencia nominal del cable. Eficiencia Tipo de terminal

Cable con alma de acero

Cable con alma de fibra

Terminal Vaciada

100%

100%

Terminal Prensada (Sólo para cables de torcido regular)

100%

No recomendado

Igual y menores a 1"

95%

92.50%

Mayores de 1" y hasta 2"

93%

90%

Mayores de 2" y hasta 3-1/2"

90%

No establecido

1/4"

90%

90%

5/16"

89%

89%

3/8"

88%

88%

7/16"

87%

87%

1/2"

86%

86%

5/8"

84%

84%

3/4"

82%

82%

7/8" hasta 2-1/2"

80%

80%

75% a 80%

75% a 80%

80%

80%

Terminal Tejida y Prensada

Terminal Tejida con Amarre de Alambre

Terminal de Cuña (Dependiendo del Diseño) Grapas (El número de grapas varia en función del tamaño del cable)

Manejo, Almacenamiento e Instalación Colocación de Grapas. Los siguientes pasos son recomendados en la instalación de grapas (perros):

Usar el mismo tamaño de grapa y que sea la adecuada de acuerdo a las dimensiones del cable. No usar cable revestido o de plástico. Aplicar una primera carga para probar el ajuste. La carga de prueba debe ser menor a la carga de trabajo. Posteriormente revisar y volver a apretar las tuercas a la torsión indicada.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Colocación de Grapas. Tabla de referencia para la colocación de grapas. Tamaño de grapa (plg)

1 1-1/8 1-1/4 1-3/8 1-1/2 1-5/8 1-3/4 2

Diámetro de cable (plg)

1 1-1/8 1-1/4 1-3/8 1-1/2 1-5/8 1-3/4 2

N° mínimo de grapas

5 6 7 7 8 8 8 8

Cantidad de cable a doblar (plg)

26 34 44 44 54 58 61 71

Torsión de apriete (lbft)

225 225 360 360 360 430 590 750

Manejo, Almacenamiento e Instalación Cómo realizar amarres. Colocar una punta del alambre de amarre sobre la ranura formada entre dos torones y el otro extremo torcerlo por encima de este de forma perpendicular al eje del cable. Tomar las dos puntas torcer entre sí, como se muestra en la ilustración. La longitud del amarre no deberá ser menor al diámetro del cable. Otro método consiste en tomar un extremo del alambre y el resto torcerlo perpendicularmente al eje del cable de tal forma que cada extremo de alambre quede en un extremo del amarre; posteriormente torcerlos entre sí, tal como se ilustra. La longitud del amarre no deberá ser menor al diámetro del cable.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Devanado del Cable en un Tambor. El enrollamiento incorrecto del cable en un tambor puede provocar problemas de aplastamiento y deformación en el cable.

Para evitar estos inconvenientes deberá elegirse el sentido de enrollamiento del cable en función de las condiciones de operación y fabricación del cable.

Manejo, Almacenamiento e Instalación Devanado del Cable en un Tambor.

Operación e Inspección del Cable de Acero Poleas y Tambores.

En la mayoría de aplicaciones del cable de acero, éste tiene un recorrido que implica el paso a través de poleas y / o un enrollamiento en tambores o malacates.

Es importante considerar algunos aspectos básicos para el buen desempeño del cable durante su aplicación.

Operación e Inspección del Cable de Acero Poleas y Tambores. Diámetros Mínimos Recomendados en Poleas y Tambores (D/d). 6x7

42

6X36WS

23

19x7 0 18x7

34

6X43FS

23

6x19S

34

6X41WS

20

6X21F

30

6X41SF

20

6X26WS

30

6X49SWS

20

8X19S

26

8X25F

20

6X25F

26

19X19

20

6X31WS

26

35X7

20

6X37FS

26

8X36WS

18

Operación e Inspección del Cable de Acero Ángulo de Desviación. Polea fija

Ángulo de Desviación

Tambor

El ángulo de desviación es el que se forma entre la línea que se extiende del centro de la polea al centro del tambor y la línea que va del centro de la polea a la orilla interior de la cara lateral del tambor. Este ángulo no deberá exceder 1-1/2º en el caso de los tambores lisos y 2º en el caso de los tambores ranurados.

Operación e Inspección del Cable de Acero Medición del Diámetro del Cable. Es importante la verificación del diámetro del cable antes de su instalación para estar seguros de que cumple con los requisitos para el equipo. Un diámetro bajo de cable podría implicar ruptura del mismo debido al exceso de carga. Una diámetro alto se verá reflejado por un desgaste prematuro.

Incorrecto

Correcto

Operación e Inspección del Cable de Acero Tolerancias.

 

Para diámetros en pulgadas: -0% a +5% Para diámetros en mm: -1% a +4% Límites para Diámetros de Cable*

Diámetro Nominal

Límites Permitidos

Hasta 1/8”

-0

+8%

Mayores 1/8” hasta 3/16”

-0

+7%

Mayores 3/16” hasta 5/16”

-0

+6%

Mayores a 5/16”

-0

+5%

*Wire Rope Users Manual

Operación e Inspección del Cable de Acero Poleas y Tambores.

Es de gran importancia la revisión de las ranuras de poleas y tambores. Los aspectos más importantes por verificar son:  El tamaño de la ranura.  Contorno de la ranura  Cantidad de desgaste

Operación e Inspección del Cable de Acero Poleas y Tambores. La inspección de ranuras se realiza utilizando un calibrador de poleas. 150°

 El contacto calibrador polea debe ser aproximadamente de 150°  Ranuras de poleas de mayor o menor tamaño a las requeridas, resultará en desgaste prematuro de las mismas y el cable.

Operación e Inspección del Cable de Acero Poleas y Tambores.  Para ranuras nuevas o remaquinadas se sugiere que sea de 7.5% mayor en relación al diámetro nominal del cable. Diá. Nominal +5% +7.5%

 Para poleas usadas se sugiere que la ranura no sea menor de 5% del diámetro nominal del cable.

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricación de los Cables de Acero. Es de vital importancia para la vida de los cables la lubricación de los mismos. La lubricación desempeña las siguientes funciones:  Disminuye el rozamiento interno entre los alambres y torones.  Se disminuye el riesgo de corrosión.  Conservación del alma.

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricación de los Cables de Acero. Las siguientes son algunas características de un buen lubricante para cable;  Debe estar libre de ácidos y alcalinos.  Debe contar con suficiente adherencia para permanecer en el cable.  Debe tener una viscosidad adecuada que le permita penetrar a los espacios entre los torones y los alambres.  No debe ser soluble en el medio donde esté trabajando el cable.  Debe proporcionar una alta película protectora.

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricación de los Cables de Acero. Métodos de Lubricación.

Con brocha

Aplicación Continua

Derrame Goteo

Con estropajo

Por atomización

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricantes Recomendados para Cable

TEXACO CRATER® 2X, 5X, Fluid M, Fluid H, CSF

INTERLUB ANTICOR SW - 0 ® LUBRICANTE ANTICORROSIVO UNIVERSAL

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricantes Recomendados para Cable TEXACO CRATER® 2X, 5X, Fluid M, Fluid H, CSF CARACTERÍSTICAS Los lubricantes Texaco Crater están formulados con aceites minerales de alta viscosidad, aditivos de pegajosidad, agentes humedecedores e inhibidores de corrosión para proteger las superficies de metal.

Texaco Crater 2X y 5X son aceites residuales compuestos. Texaco Crater Fluids M y H están compuestos con aceites residuales y un solvente de alta inflamación para proporcionar aplicaciones más fáciles. Satisfacen los requerimientos de desempeño de los Lubricantes AGMA Lubricants Nos. 14R y 15R, respectivamente. Texaco Crater CSF es un lubricante para engranajes abiertos, rociable basado en jabón de litio, el cual es clorado y libre de solventes.

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricantes Recomendados para Cable TEXACO CRATER® APLICACIONES

2X, 5X, Fluid M, Fluid H, CSF

Los lubricantes Texaco Crater son recomendados: • para cuerdas de alambre, acoplamientos flexibles • para engranajes abiertos de elevadores de minería

• para engranajes y superficies deslizantes de líneas de cables de arrastre y palas, molinos de bola y mezcladoras • para equipo de construcción y dragado • para lubricación de cadenas y dientes de engranajes

• como un lubricante tenaz de quinta rueda Los lubricantes Texaco Crater pueden ser aplicados por una variedad de métodos, incluyendo, por ejemplo, de un cartucho en una pistola de calafateo, de una lata de aerosol o a través de un lubricador mecánico en un amplio rango de temperaturas.

Operación e Inspección del Cable de Acero Lubricantes Recomendados para Cable INTERLUB ANTICOR SW - 0 ® LUBRICANTE ANTICORROSIVO UNIVERSAL DESCRIPCION Anticor SW - 0 ofrece una excelente protección contra la corrosión y oxidación Estas propiedades ayudan a resolver graves problemas de lubricación; que de otra manera se convertían en elevadas pérdidas de material y tiempo. Anticor SW - 0 reduce también el ruido y posee excelentes propiedades de humectación. APLICACION Rodamientos, chumaceras, baleros, cables de grúas, cojinetes, engranes abiertos, coples, guías cilíndricas, tornillos exteriores, manubrios, anclajes, pernos, dispositivos sumergibles.

Operación e Inspección del Cable de Acero Criterios de Reemplazo de un Cable. Considerar:

 Número, naturaleza, tipo y posición de los alambres rotos visibles en 10 veces el diámetro del cable. Construcción

N° de alambres rotos en 10 x d Factor seg. 5

6x7

2

4

6x19

5

10

6x25

7

14

6x37

11

22

Operación e Inspección del Cable de Acero Criterios de Reemplazo de un Cable (cont.).  Grupos locales de alambre rotos visibles (un máximo de 3 en uno de los torones).  Deterioro o daño de las terminales (3 alambres rotos como máximo en una distancia de 6 mm de la terminal).  Deterioro del alma (disminución del diámetro del cable).

 Uso normal (reducción máxima de diámetro: 10% el diámetro nominal en cables de 6 y 8 torones y 3% en cables multicapa).  Corrosión interna.  Corrosión externa (considerar grado de afectación).  Deformación (considerar grado de severidad)  Daño por temperatura.

Operación e Inspección del Cable de Acero Ejemplos Típicos de Cables Deteriorados. 1. Falla mecánica debida al movimiento del cable sobre superficies cortantes bajo tensión.

2. Pequeña sección desgastada con fracturas de fatiga, provocadas por trabajo en poleas con exceso de diámetro, o sobre rodillos de soporte pequeño.

Operación e Inspección del Cable de Acero Ejemplos Típicos de Cables Deteriorados. 3. Dos secciones paralelas de alambres rotos son indicadores de trabajo en poleas de diámetro pequeño.

4. Desgaste excesivo asociado con presiones elevadas.

Operación e Inspección del Cable de Acero Ejemplos Típicos de Cables Deteriorados. 5. Desgaste excesivo en un cable de Torcido Lang, provocado por abrasión en los puntos de cruce de un devanado de capas múltiples.

6. Corrosión severa causada por exposición del cable en ambientes químicamente agresivos..

Operación e Inspección del Cable de Acero Ejemplos Típicos de Cables Deteriorados. 7. Presencia típica de alambres rotos debido a una gran fatiga por flexión.

8. Ejemplo típico de deformación mecánica severa del cable provocada por la formación de una “coca”.

Operación e Inspección del Cable de Acero Ejemplos Típicos de Cables Deteriorados. 9. “Jaula de pajáro” en un cable resistente a la rotación debida a una torsión inadecuada. Ejemplo típico en el extremo del anclaje de algunas grúas.

10. Exposición del alma independiente de acero como resultado de cargas bruscas repentinas aplicadas al cable.

GRACIAS