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MÉXICO

ALAMBRE Y CABLE DE ACERO CON RECUBRIMIENTO DE ALUMINIO SOLDADO (A AS)

ESPECIFICACION CFE A0000-01

OCTUBRE 2014 REVISA Y SUSTITUYE A LA EDICIÓN DE FEBRERO 2011

ALAMBRE Y CABLE DE ACERO CON RECUBRIMIENTO

DE ALUMINIO SOLDADO (A AS)

ESPECIFICACIÓN CFE A0000-01

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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _______________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN __________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN ___________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES ___________________________________________________________________ 2

4.1 Cable A AS ______________________________________________________________________ 2

4.2 Nivel de Calidad Aceptable (NCA) ___________________________________________________ 2

4.3 Número de Referencia para la Muestra (NRM) _________________________________________ 2

4.4 Elongación Plástica (CREEP) _______________________________________________________ 2

4.5 Elongación Térmica _______________________________________________________________ 2

4.6 Longitud de Fabricación del Conductor ______________________________________________ 2

4.7 Máxima Temperatura de Diseño _____________________________________________________ 2

4.8 Resistencia Mecánica a la Tensión (RTS) _____________________________________________ 3

4.9 Curvas de Esfuerzo Deformación ___________________________________________________ 3

4.10 Masa Nominal ____________________________________________________________________ 3

5 CARACTERISTICAS Y CONDICIONES GENERALES ____________________________________ 3

5.1 Uniones _________________________________________________________________________ 5

5.2 Diámetro ________________________________________________________________________ 5

5.3 Ductibilidad y Adherencia __________________________________________________________ 6

5.4 Densidad ________________________________________________________________________ 6

5.5 Espesor de la Capa de Aluminio ____________________________________________________ 6

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN _____________________________________________________ 6

7 CONDICIONES DE PROTECCIÓN AMBIENTAL ________________________________________ 6

8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL _________________________________________ 6

9 CONTROL DE CALIDAD ___________________________________________________________ 6

9.1 Muestreo ________________________________________________________________________ 7

9.2 Métodos de Prueba _______________________________________________________________ 7

10 MARCADO _______________________________________________________________________ 7


DE ALUMINIO SOLDADO (A AS)


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11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN

ALMACENAJE Y MANEJO _________________________________________________________ 8

11.1 Carretes _________________________________________________________________________ 8

11.2 Tramos de Empaque ______________________________________________________________ 8

11.3 Longitud del Tramo de Empaque ___________________________________________________ 10

12 BIBLIOGRAFÍA __________________________________________________________________ 10

APÉNDICE A (Normativo) PRUEBAS A LOS ALAMBRES DE ACERO RECUBIERTOS DE ALUMINIO

SOLDADO Y CABLE TERMINADO _____________________________________ 12

APÉNDICE B (Normativo) PRUEBA DE ESFUERZO – DEFORMACIÓN _____________________________ 14

APÉNDICE C (Normativo) PLANES DE MUESTREO PARA CABLES DE ACERO _____________________ 19

APÉNDICE D (Normativo) METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DEL POLINOMIO DE ESFUERZO-

DEFORMACIÓN ____________________________________________________ 22

APÉNDICE E (Normativo) PRUEBA DE CREEP _________________________________________________ 29

APÉNDICE F (Normativo) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD FINAL DEL CABLE ______ 38

APÉNDICE G (Normativo) INTERPRETACIÓN DE LA PRUEBA DE CREEP PARA LA

DETERMINACIÓN DEL GRÁFICO ______________________________________ 43

APÉNDICE H (Informativo) REQUERIMIENTOS A CONDUCTORES (CABLE COMPLETO) ______________ 50

TABLA 1 Características dimensionales y electromecánicas de los alambres A AS correspondiente

a 20.33 % de conductividad, alta resistencia Hilos de guarda, bajantes a tierra, neutro

corrido __________________________________________________________________________ 3

TABLA 2 Características generales de los Cables para hilos de Guarda, bajantes a tierra y neutros

corridos formados por alambres de acero recubiertos de aluminio soldado ________________ 4

TABLA 3 Longitud aproximada de los tramos de cable A AS en los carretes _______________________ 8

TABLA 4 Designación de carretes y sus características dimensionales ____________________________ 8

FIGURA 1 Dibujo explicativo de cables A AS __________________________________________________ 5

FIGURA 2 Dibujo explicativo de cables A AS 3 _________________________________________________ 5

FIGURA 3 Núcleo formado por un solo alambre ________________________________________________ 5

FIGURA 4 Características de carretes ________________________________________________________ 10


DE ALUMINIO SOLDADO ( A AS )


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1 OBJETIVO Establecer las características electromecánicas que deben cumplir los alambres y cables de acero recubiertos de aluminio soldado (A AS). 2 CAMPO DE APLICACIÓN Aplica para núcleos de cables ACSR/AS, cables de guarda, bajantes a tierra y neutro corrido en líneas de transmisión y redes aéreas que utiliza la Comisión Federal de Electricidad (CFE). 3 NORMAS QUE APLICAN

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida. NMX-B-001-CANACERO-2009 Industria Siderúrgica-Métodos de Análisis Químico para

Determinar la Composición de Aceros y Hierros-Métodos de Prueba.

NMX-B-310-1981 Métodos de Prueba a la Tensión para Productos de Acero. NMX-EE-161-1983 Envase y Embalaje – Embalaje - Carretes de Madera para

Conductores Eléctricos y Telefónicos, Especificaciones. NMX-J-027-ANCE-2004 Conductores - Alambre de Aluminio Duro para Usos Eléctricos –

Especificaciones. NMX-J-066-ANCE-2007 Conductores - Determinación del Diámetro de Conductores

Eléctricos - Método de prueba. NMX-J-129-ANCE-2007 Conductores - Determinación del Área de la Sección

Transversal de Conductores Eléctricos Cableados, en Función de su Masa - Método de Prueba.

NMX-J-212-ANCE-2007 Conductores - Resistencia, Resistividad y Conductividad

Eléctricas - Método de Prueba. NMX-J-312-ANCE-2007 Conductores - Determinación del Esfuerzo y Alargamiento por

Tensión a la Ruptura de Alambres para Conductores Eléctricos - Método de Prueba.

NMX-J-516-ANCE-2005 Conductores - Determinación del Paso y Sentido de Cableado

para Conductores Desnudos y Aislados - Método de Prueba. NRF-001-CFE-2007 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga,

Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.

NRF-043-CFE-2011 Herrajes y Conjunto de Herrajes para Líneas de Transmisión

Aéreas con Tensiones de 69 kV a 400 kV.




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CFE E0000-13-1986 Procedimiento de Muestreo Estadístico para Conductores

Eléctricos. NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la fecha de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa. 4 DEFINICIONES Aplican las descritas en la norma NMX-EE-161, además de las siguientes: 4.1 Cable A AS Es el cable formado por alambres de acero (A) cubiertos con una capa continua de aluminio puro soldado (AS) con espesor mínimo de 5 % del diámetro del alambre. 4.2 Nivel de Calidad Aceptable (NCA) Es el porcentaje máximo de unidades de producto defectuoso (o el máximo número de defectos) que, para propósitos de inspección por muestreo se puede considerar satisfactorio como calidad promedio de un proceso. 4.3 Número de Referencia para la Muestra (NRM) Es el resultado de multiplicar el número de alambres del cable ACSR/AS por el número de carretes propuestos para pruebas de aceptación. 4.4 Elongación Plástica (CREEP) Es la elongación permanente que experimentan los alambres de aluminio y acero empleados en la constitución de los conductores aéreos desnudos como resultado de una tensión mecánica aplicada en cierto plazo. Por lo general la elongación plástica inicial del conductor ocurre durante el tendido y flechado (elongación plástica inicial), la elongación plástica que ocurre durante la ocurrencia de una carga mecánica pesada en relativamente periodos breves, y la elongación plástica a largo plazo (CREEP metalúrgico) que ocurre con la tensión mecánica diaria del conductor expuesto durante la vida útil de la línea. El CREEP metalúrgico del aluminio se acelera a altas temperaturas sostenidas mayores a 20 ºC. El rango de elongación plástica permanente (CREEP) se debe considerar por lo menos con una vida útil de 10 años, para la condición del diseño de líneas de transmisión. 4.5 Elongación Térmica Los conductores desnudos de líneas aéreas se alargarán o contraerán con los cambios de temperatura. El rango de dilatación es dependiente del material y de la magnitud del cambio de temperatura para los conductores ACSR, ACSR/AS la diferencia del rango de dilatación también cambia con la carga mecánica entre los alambres de aluminio y los alambres de acero del núcleo, como conclusión estos cables nunca deben de superar la máxima temperatura de operación de 90 ºC




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4.6 Longitud de Fabricación del Conductor Es la longitud de fabricación del conductor contenida sobre el carrete a una pequeña tensión mecánica o ninguna. Normalmente para el cable ACSR/AS la longitud de fabricación (de las capas de aluminio del núcleo de acero se asumen iguales) “Cero tensión bajo la temperatura diaria de 15 ºC a 20 ºC”. 4.7 Máxima Temperatura de Diseño Es la máxima temperatura a la que puede operar una línea de trasmisión dentro de los márgenes de seguridad marcados por el diseño y esta no debe ser mayor a 75 ºC. 4.8 Resistencia Mecánica a la Tensión (RTS) Es el valor de la resistencia mecánica del conductor que indica el valor mínimo de prueba. Términos similares incluyen la última tensión (UTS), la resistencia a la ruptura específica (RBS), y la carga de ruptura calculada (CBL). 4.9 Curvas de Esfuerzo Deformación Estos diagramas muestras las relaciones complejas entre la tensión mecánica y la elongación del conductor. En el caso más simple, estas curvas se aproximan a una linealidad, pero son modelados comúnmente por polinomios de cuarto orden. 4.10 Masa Nominal Es la masa aproximada en kg que debe tener cada carrete. 5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Se debe cumplir con las características que se indican en la tabla 1 y 2, y las figuras 1 y 2.




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TABLA 1 - Características dimensionales y electromecánicas de los alambres A AS correspondiente a 20.33 % de conductividad, alta resistencia Hilos de guarda, bajantes a tierra, neutro corrido

Alambre A AS Cal No.

AWG

Sección transversal

(mm2 )

Diámetro nominal

(mm)

Carga mínima a la

ruptura (kN)

Resistencia CD a 20 ° C

(Ω / km)

Masa aproximada

(kg/km)

Conductividad (%)

Clave (R3)

4 21.15 5.19 22.63 4.01 139.37 20 -- 17.91 4.78 19.70 4.74 118.02 20 --

5 16.77 4.62 19.11 5.06 110.49 20 -- 15.15 4.39 17.72 5.60 99.82 20 --

6 13.30 4.11 16.09 6.38 87.63 20 E80E000611 12.16 3.93 15.08 6.97 80.12 20 --

7 10.55 3.67 13.51 8.04 69.53 20 -- 9.50 3.48 12.44 8.93 62.58 20 --

8 8.37 3.26 11.21 10.14 55.14 20 -- 9 6.63 2.91 8.89 12.79 43.70 20 -- 10 5.26 2.59 7.05 16.12 34.67 20 -- 11 4.17 2.30 5.59 20.34 27.47 20 -- 12 3.31 2.05 4.43 25.63 21.80 20 --

NOTA: Las tolerancias para los alambres de acero recubiertos de aluminio soldado alambres de aluminio están con base en las

normas enunciadas en el Apéndice A.




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TABLA 2 - Características generales de los Cables para hilos de Guarda, bajantes a tierra y neutros corridos formados por alambres de acero recubiertos de aluminio soldado.

Descripción corta Designación No. de alambres

Diámetro de los

alambres

Diámetro núcleo de

acero

Área de la sección

transversal del núcleo

Masa Carga

mínima de ruptura

Módulo de Elasticidad

Final

Resistencia eléctrica c. d. nominal a 20 ºC del

cable

Clave

(mm) (mm) (mm2) (kg/km) (kN) (GPa) ( Ω/km) (R3)

Cable A AS 7#8 AAS 7#8 7 3.26 9.78 58.56 389.60 70.89 160 1.46 EV0E00HK13 Cable A AS 7#9 (1/0) A AS 7#9 7 2.90 8.71 46.44 308.94 56.20 160 1.84 EW0E000D11 Cable A AS 7#11(2) A AS 7#11 7 2.30 6.91 29.20 194.35 35.36 160 2.93 EW0E000211 Cable A AS 3#8 A AS 3#8 3 3.26 7.04 25.10 166.67 32.07 160 3.41 EV0E00HT13 Cable A AS 7#12(4) A AS 7#12 7 2.05 6.15 23.16 154.17 28.03 160 3.70 EW0E000411

NOTA: Las tolerancias para los cables formados de alambres de acero recubiertos de aluminio soldado alambres de aluminio están con base en las normas

enunciadas en el Apéndice A.




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Abreviaturas en la descripción corta: A = Acero AS = Aluminio soldado Coeficiente de dilatación lineal = 12.60 X 10-6 / °C Resistividad a 20 °C, clase 20 = 0.0848 Ω·mm²/m Coeficiente de variación de Resistencia por temperatura = 0.0036 / °C Densidad = 6.590 g/cm3

FIGURA 1 - Dibujo explicativo de cables A AS

FIGURA 2 - Dibujo explicativo de cables A AS 3

FIGURA 3- Núcleo formado por un solo alambre 5.1 Uniones No se aceptan uniones de ninguna clase en los tramos del alambre, núcleos y cables. 5.2 Diámetro El diámetro de los alambres no debe variar en ± 1.5 % del diámetro nominal especificado. Para los cables 3#8 y 7#8 cada alambre que lo integra debe tener un diámetro de 3.26 mm; el cable 3 N8 debe estar formado por tres alambres y el 7#8 por siete alambres.




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5.3 Ductibilidad y Adherencia Los alambres individuales no deben presentar fisuras o desprendimiento y no deben fracturarse después de enrollarlos. 5.4 Densidad Para fines de cálculo de masa y sección transversal, se debe considerar una densidad del aluminio de 6.590 g/cm3 a 20 °C. 5.5 Espesor de la Capa de Aluminio El espesor de la capa de aluminio en cualquier punto no debe ser menor de 5 % del diámetro nominal del alambre. 6 CONDICIONES DE OPERACIÓN No aplica. 7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE No aplica. 8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL No aplica. 9 CONTROL DE CALIDAD Para definir la aplicación de las pruebas de aceptación o de rutina correspondientes a la prueba de esfuerzo-deformación, esta se debe efectuar de la siguiente manera. De acuerdo a la longitud total del pedido se solicitara esta prueba.

a) En caso de que el lote a ser suministrado sea mayor a 250 000 m, el proveedor debe realizar como prueba de aceptación.

b) En caso de que el lote a ser suministrado sea menor o igual a 250 000 m, el proveedor debe

realizar la prueba de rutina cada año, y presentar el informe respectivo en cada entrega. Los cables deben ser sometidos a las pruebas de rutina y de aceptación, dichas pruebas son las que se indican en el Apéndice A, bajo los métodos que se indican y/o describen en dicho Apéndice. CFE representada por el LAPEM o la persona física o moral que designe, debe verificar que los cables cumplan con las pruebas de prototipo, rutina y aceptación contenida en este capítulo. Las pruebas de prototipo son las indicadas en los Apéndices A y B. 9.1 Muestreo Se debe cumplir con lo indicado en la especificación CFE E0000-13.




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El proveedor debe realizar las pruebas prototipo, rutina y aceptación de acuerdo al Apéndice A. 9.2 Métodos de Prueba Se deben realizar las siguientes pruebas:

a) Determinación del diámetro de los alambres (véase Apéndice A). b) Espesor del recubrimiento (aluminio soldado) (véase nota 1). c) Determinación del área de la sección transversal (véase Apéndice A). d) Esfuerzo por tensión a la ruptura (véase Apéndice A). e) Torcido (véase nota 2). f) Resistencia eléctrica (véase Apéndice A). g) Inspección visual (véase Apéndice A).

NOTA: (1) El espesor del recubrimiento de aluminio en el alambre de acero, no debe ser menor al 5 % del diámetro nominal del alambre. El espesor del aluminio puede ser determinado por medición directa de las secciones transversales o por medio de instrumentos indicadores eléctricos que operen bajo el principio de permeabilidad magnética. (2) El alambre debe soportar sin fracturarse al menos 20 vueltas en una dirección, la longitud debe ser la equivalente a 100

veces el diámetro nominal de la muestra. La velocidad de aplicación del torcido debe ser aproximadamente 15 vueltas por minuto, durante la prueba el material no debe presentar imperfecciones, tales como grieta, escamas entre otros defectos.

10 MARCADO Cada carrete debe tener los siguientes datos:

a) Número progresivo del carrete.

b) Logotipo o marca del fabricante.

c) Descripción corta.

d) Longitud en m y masa en kg del tramo de empaque.

e) Número del contrato.

f) Fecha de fabricación (mes y año).




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11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE Y MANEJO

11.1 Carretes Se deben utilizar carretes como los indicados en la norma NMX-EE-161. 11.2 Tramos de Empaque La masa de los carretes se debe entregar en tramos de acuerdo a lo indicado en la tabla 3. El tramo que contenga cada carrete, debe ser continuo en su longitud completa.

TABLA 3 - Longitud aproximada de los tramos de cable A AS en los carretes

Cable A AS Longitud

aproximada (m)

A AS No. 1/0 1 500 y 750

A AS No. 2 1 500 y 750

A AS No. 4 1 500 y 750

A AS 3 N 8 1 500

A AS 7 N 8 1 500

TABLA 4 - Designación de carretes y sus características dimensionales

Carrete Brida (cm)

B

Carrera (cm)

C

Tambor (cm)

A

Espesor mínimo brida (cm)

Capacidad (dm3)

Barreno central (cm)

Mínimo Máximo 1 100 70 35 3.81 482 7.62 8.89 2 150 80 80 5.08 1 012 7.62 8.89 3 170 80 70 5.08 1 508 7.62 8.89 4 175 127 80 5.08 2 416 7.62 8.89 5 122 61 61 3.81 534 7.62 8.89 6 183 91 91 5.08 1 801 7.62 8.89 7 102 61 41 3.81 415 7.62 8.89 8 107 66 46 3.81 482 7.62 8.89 9 160 90 80 5.08 1 360 7.62 8.89

10 180 105 71 5.08 2 274 7.62 8.89 11 107 61 61 3.81 367 7.62 8.89 12 168 91 81 5.08 1 544 7.62 8.89 13 198 91 81 5.08 2 344 7.62 8.89 14 152 91 81 5.08 1 194 7.62 8.89 15 137 81 81 5.08 779 7.62 8.89

NOTA: La tolerancia de las dimensiones del carrete es de ± 10 %.




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FIGURA 4 - Características de carretes Esta figura es ilustrativa y las dimensiones de los carretes no son obligatorias pero debe satisfacer los

requerimientos establecidos en la NMX-EE-161

Brida

Carrera entre bridas

Duela del tambor soportada en brida

Sentido de giro delCarrete para maniobras

Sentido de giro delCarrete para maniobras

Claro mínimo 4 % del diámetro de la brida

Diámetro del cable




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11.3 Longitud del Tramo de Embarque La longitud del tramo de embarque debe ser de 7N8 de 1 500 m y 3 N8 de 2 000 m y 1 500 m, con una tolerancia de ± 5 %, debiendo cumplir en total la longitud del pedido. Y los demás tipos restantes de acuerdo a la longitud especificada para los cables ACSR/AS definidos en la Especificación CFE E0000-18 y/o en la norma de referencia NRF-051-CFE. En caso de existir diferencia en este concepto se debe indicar en las características particulares. 12 BIBLIOGRAFÍA

[1] NOM-063-SCFI-2001 Productos Eléctricos - Conductores - Requisitos de

Seguridad. [2] NMX-B-001-1988 Métodos de Análisis Químico para Determinar la

Composición de Aceros y Fundiciones. [3] ASTM B 502– 10 Standard Specifications for Aluminum-Clad Steel Core

Wire for Use One Overhead Electrical Aluminum Conductors.

[4] Aluminum Association Guide, Rev. 1999 A Method of Stress-Strain Testing of Aluminum

Conductors and ACSR and A Test Method for Determining the Long Time Creep of Aluminum Conductors in Overhead Lines.

[5] ASTM B 415 – 98 (2007) Standard Specification for Hard-Drawn Aluminum-Clad Steel Wire. [6] ASTM B 416 – 98 (Reapproved 2002) Standard Specification for Concentric-Lay-Stranded Aluminum-Clad Steel Conductors.




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APÉNDICE A (Normativo)

PRUEBAS A LOS ALAMBRES DE ACERO RECUBIERTOS DE ALUMINIO SOLDADO Y CABLE TERMINADO

A.1 PRUEBAS A LOS ALAMBRES DE ACERO RECUBIERTOS DE ALUMINIO SOLDADO Las pruebas que se deben realizar a los alambres de acero recubiertos de aluminio soldado son las que se indican en la tabla A.1.

TABLA A.1 - Pruebas a los alambres de acero recubiertos de aluminio soldado.

Prueba Norma que aplica Tipo de prueba

Prototipo Rutina Aceptación Dimensiones y tolerancias

Apéndice H Referencias[1] y [2] X X X

Análisis químico Apéndice H Referencias [1] y [2] X - - - -

Masa del recubrimiento de aluminio soldado

Apéndice H Referencias [1] y [2] X X X

Esfuerzo de ruptura por tensión al 1 % del alargamiento

Apéndice H Referencias [1] y [2] X X X

Tensión de ruptura Apéndice H Referencias [1] y [2] X X X

Enrollado Apéndice H Referencias [1] y [2] X X X

Acabado y uniones Apéndice H Referencias [1] y [2] X X X

NOTA:

1.- Las pruebas de rutina se aplican a los alambres antes de cablear y las pruebas de aceptación se aplican a los alambres removidos del cable.

2.- Los requerimientos solicitados deberán ser referidos al sistema métrico internacional de medidas.

A.2 PRUEBAS AL CABLE TERMINADO Las pruebas que se deben realizar al cable terminado son las que se indican en la tabla A.3.




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TABLA A.2 - Pruebas al cable y núcleo terminado de alambres de acero recubierto de aluminio soldado

Prueba Norma que aplica Tipo de prueba Prototipo Rutina Aceptación

Diámetros Apéndice H Referencias[1] y [2] X X X

Área Apéndice H Referencias[1] y [2] X X X

Resistencia y resistividad eléctrica


Esfuerzo de ruptura por tensión


Relación de paso de cableado (de cada capa)


Sentido de cableado (de cada capa)

Apéndice G Referencias[1] y [2] X X X

Esfuerzo – deformación, Módulo de elasticidad final. Ver nota 3

Como se indica en Apéndice B, D y F X X X

CREEP Ver nota 3. Apéndice E y G X - - - -

NOTA:

1.- Las pruebas de rutina y aceptación se deben de aplicar en función del tamaño del lote a ser suministrado, para mayor detalle ver Capítulo correspondiente a Control de Calidad.

2.- Para las pruebas de esfuerzo-deformación, el proveedor debe de indicar el polinomio de esfuerzo-deformación del cable de acuerdo al Apéndice D.

3.- Los requerimientos solicitados deberán ser referidos al sistema métrico internacional de medidas. A.3 PRUEBAS ELÉCTRICAS Y MECÁNICAS Las pruebas de rutina deben ser solicitadas al fabricante en el momento de dar inicio a la inspección, previo a la inspección de producto y la realización de las pruebas de aceptación y para los alambres de aluminio removidos del conductor completo la tensión de ruptura no debe ser menor del 95 % de la tensión de ruptura nominal especificada antes de cablear. La resistividad eléctrica debe ser la mínima especificada antes de cablear. Todas las pruebas deben ser realizadas con los herrajes normalizados de acuerdo a la norma de referencia NRF-043-CFE.




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APÉNDICE B (Normativo)

PRUEBA DE ESFUERZO – DEFORMACIÓN

La finalidad de esta prueba es para determinar la deformación que experimenta el cable cuando es sometido a diferentes niveles tensión mecánica en lapsos de tiempo determinados. Para la realización de esta prueba se deben utilizar herrajes de sujeción tales como preformados, conectores a compresión, resinas epóxicas y metales con bajo punto de fusión. B.1 LONGITUD DE LA MUESTRA La longitud de la muestra requerida para las pruebas de tensión y esfuerzo deformación, deben ser al menos 400 veces el diámetro del conductor a evaluar, pero no menos de 10 m. La longitud de las muestras en el párrafo anterior, es el mínimo requerido para garantizar una buena medición con la cual se debe obtener exactitud en las curvas de esfuerzo-deformación. En casos donde el fabricante pueda demostrar a satisfacción del comprador con resultados de pruebas comparativas, que una longitud más corta pueda dar resultados con exactitud y repetibilidad equivalente, pueden ser utilizadas para la prueba. B.2 TEMPERATURA DE PRUEBA La temperatura de la muestra debe ser registrada y no debe variar por más de ± 2 °C durante la ejecución de la prueba. Las lecturas de las temperaturas deben ser tomadas como mínimo, al comienzo y final de cada periodo de carga sostenida. B.3 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA Se debe tener mucho cuidado en la preparación de las muestras a evaluar ya que los desplazamientos relativos tan pequeños como 1 mm entre el núcleo de acero y las capas de aluminio del conductor causan cambios que impactan significativamente en la medición de las curvas de esfuerzo – deformación. Para la preparación de la muestra se deben de seguir los pasos que a continuación se mencionan:

a) Antes de remover la muestra del carrete, fijar una abrazadera de tornillo adecuadamente ajustada al diámetro del cable y colocada a 3 m ± 1 m del extremo libre del conductor. La abrazadera debe ser puesta con suficiente presión para evitar que se presenten movimientos relativos entre los alambres de las diferentes capas en el conductor.

b) Desenrollar del carrete, de forma lo más recta posible, evitando la formación de cocas o

dobleces en el cable, la longitud deseada de conductor e instalar otra abrazadera de sujeción a la distancia requerida midiendo dicha distancia a partir de la primera abrazadera. Aplicar cinta adhesiva (aislante) y cortar el conductor a una distancia de la abrazadera que permita colocar los accesorios en los extremos.

c) Durante el traslado hasta el equipo de prueba, la muestra debe estar protegida apropiadamente

contra daño. Si una vez cortada la muestra a evaluar se requiere enrollarla para transportarla, el




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diámetro del rollo o del carrete de la muestra debe ser de por lo menos 50 veces del diámetro del conductor. Este diámetro se debe considerar también para el envió de la muestra al laboratorio de pruebas.

d) Al llevar a cabo el ensayo de esfuerzo-deformación, se deben utilizar herrajes en los extremos

de uso estándar tales como preformados, conectores a compresión, resinas epóxicas, metales con bajo punto de fusión, grapas atornilladas o tipos de soldaduras. Los alambres del cable no deben ser desenrollados, limpiados o engrasados antes de colocar los accesorios en los extremos.

e) Se debe tener cuidado de no dañar ningún alambre durante la preparación de los extremos de

la muestra. f) El montaje de los herrajes en los extremos no debe inducir deslizamiento de los alambres o

dejar el cable flojo, ya que esto puede modificar el comportamiento la curva de esfuerzo - deformación del conductor.

B.4 REQUERIMIENTOS (SÓLO PARA ACCESORIOS EN COMPRESIÓN)

a) Cuando se utilicen herrajes de tensión a compresión en conductores, se debe utilizar la metodología indicada:

- preparar los extremos del conductor según paso 1 del croquis de la figura B.1 y deslizar la

manga de aluminio de forma que entre el conductor con todas las capas de alambres que lo constituyen,

- introducir el alma de acero en el ojo largo del perno y comprimir de acuerdo al croquis (véase

paso 2 indicado en la figura B.1), - deslizar la manga de aluminio a su posición correcta y comprimirla, iniciando por la parte

interna del cuerpo de la manga (véase figura B.1 paso 3). Paso 1.




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Paso 2.

Paso 3.

FIGURA B.1 - Procedimiento de compresión de grapas de tensión. B.5 INICIO DE LA PRUEBA

a) La muestra a evaluar debe ser sostenida a través de su longitud total y ajustada de tal forma que el conductor no se levante por más de 10 mm cuando se encuentre bajo tensión. Esto debe ser verificado por mediciones de la longitud de levantamiento de la muestra, más que por el tensionado del conductor.

b) La distancia entre la abrazadera de la longitud de control y el punto de sujeción de la grapa al

equipo de tensión, debe ser medida con un calibrador antes y después de la prueba para asegurar que después del ciclo de carga del 85 %, cuando se haya regresado al nivel de precarga, ésta no varié por más de 1 mm del valor tomado antes de la prueba (durante la prueba la distancia puede cambiar por más de 1 mm). La resolución más adecuada en el instrumento para medición dicha distancia es de 0.1 mm.

c) La deformación del conductor es determinada mediante la medición del desplazamiento entre los

dos extremos de la longitud de control. Ésta se puede realizar por medio de un sensor de desplazamiento y varillas calibradas o bien con discos de referencia e indicadores de carátula calibrados. Tanto el movimiento por levantamiento del conductor, como el torcimiento que pudiera sufrir durante la prueba no debe de introducir más que 0.3 mm de error en las lecturas.




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NOTA: 1. Durante las etapas de la prueba con baja tensión mecánica puede causar que los hilos del cable se abulten por varios

milímetros en la parte externa. El pandeo o abultamiento desaparece a mayor tensión como un resultado de la deformación elástica y reaparece cuando la tensión es liberada.

2. Cuando se utilizan grapas atornillas y se presenta un ruido o interferencia a mayor tensión mecánica puede ser una

indicación que las capas del cable estén deslizando o el aluminio está deslizándose sobre el núcleo de acero, porque el tornillo de la grapa no está suficientemente apretado. El resultado del tornillo flojo de la grapa es el pandeo de alambres (a baja tensión) moviéndose hacia la dirección en que se mide la deformación de la muestra y las deformaciones medidas pueden ser menores que la deformación verdadera.

B.6 SECUENCIA DE APLICACIÓN DE CARGA PARA LA PRUEBA Las condiciones de carga para la prueba de esfuerzo - deformación debe ser la siguiente:

a) Aplicar una precarga al 5 % de tensión de ruptura nominal (RTS) para enderezar el conductor y colocar el dispositivo de medición de deformación, que debe ser mínimo del 85 % de la longitud total de la probeta. Ajustar el medidor de desplazamiento en cero.

Para registradores de datos no continuos esfuerzo-deformación tomar las lecturas de deformación

a intervalos de 2.5 % de la RTS redondeándolo en N. b) Tensionar la muestra al 15 % de la RTS y sostenerla por 0.5 h, tomar lecturas, al menos, después

de 5 min,10 min , 15 min y 30 min durante el periodo, regresar al nivel de precarga aplicado en inciso a) de este punto.

La velocidad de aplicación de la carga durante la prueba debe ser uniforme, el tiempo requerido

para llegar al 15 % de la RTS debe ser entre 0.5 min y 1.0 min. La misma velocidad se debe mantener para las restantes etapas de carga.

c) Segunda aplicación de carga al 30 % de la RTS y sostenerla por 1.0 h, tomar lecturas después de

5 min, 10 min, 15 min, 30 min, 45 min y 60 min durante el periodo. Regresar al nivel de precarga aplicado en inciso a) de este punto.

d) Tercera aplicación de carga al 50 % de la RTS y sostenerla por 1.0 h, tomar lecturas después de 5

min, 10 min, 15 min, 30 min, 45 min y 60 min durante el periodo. Regresar al nivel de precarga aplicado en inciso a) de este punto.

e) Cuarta aplicación de carga al 70 % de la RTS y sostenerla por 1.0 h, tomar lecturas después de

5 min, 10 min, 15 min, 30 min, 45 min y 60 min durante el periodo. Regresar al nivel de precarga aplicado en inciso a) de este punto.

f) Quinta aplicación de carga al 85 % de la RTS y sostenerla por 1.0 h, tomar lecturas después de 5

min, 10 min, 15 min, 30 min, 45 min y 60 min durante el periodo. Regresar al nivel de precarga aplicado en inciso a) de este punto.

g) Después de la quinta aplicación de carga, regresar al 5 % de la RTS para retirar los instrumentos

de medición una vez hecho esto aplicar tensión, incrementándola uniformemente, hasta alcanzar la resistencia a la ruptura real.

NOTA: 1. Cuando grapas de tensión a compresión son utilizadas para la sujeción de la probeta, se puede colocar el dispositivo de

medición de la deformación sin descargar la precarga del 5 %. 2. Se recomienda extremar cuidados cuando se prueben conductores por arriba del 70 % del RTS. 3. Si en la etapa de carga correspondiente al inciso c), la muestra sobrepasa el valor del RTS, se puede detener la evaluación

antes de la ruptura, reportando el máximo valor de tensión alcanzado por la muestra.




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B.7 PRUEBA DE CARGAS PARA EL NÚCLEO DE ACERO SOLAMENTE Cuando se requiera efectuar la evaluación, las condiciones de carga para la prueba esfuerzo-deformación para el núcleo de acero debe ser como sigue:

a) La prueba debe consistir de aplicaciones sucesivas de carga aplicadas de manera similar a como se aplicó al conductor completo: 15 %, 30 %, 50 %, 70 % y 85 % de la RTS, respectivamente.

b) El núcleo de acero debe ser cargado hasta la ruptura. c) Obtener la curva esfuerzo - deformación. d) Aplicar la corrección en la deformación medida de la muestra, por efecto de la precarga aplicada

inicialmente, como se indica en el Apéndice D. e) Obtener la curva esfuerzo-deformación ajustada para la muestra evaluada.




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APÉNDICE C (Normativo)

PLANES DE MUESTREO PARA CABLES DE ACERO

El tamaño de la muestra se selecciona de las tablas C.2; C.3 y C.4. Esta muestra está en función del número de referencia de la muestra (NRM). Aplicando a la muestra el plan de muestreo indicado en la tabla C.1. El criterio de aceptación depende del tipo de defecto indicado en la tabla C.5.

TABLA C.1 – Planes de muestreo

No.

Método de prueba Norma de producto

Método de prueba

Alambres de acero recubiertos de alumínio

soldado (Apêndice H)

Cable de alambres de acero

recubiertos de aluminio soldado

(Apéndice I)

1 Acabado De acuerdo a la norma de cada

producto Véase nota 2

Muestreo y aceptación defectos

críticos tabla C.3. Defectos mayores

tabla C.2 2 Diámetro NMX-J-066-ANCE Véase nota 2 Véase nota 1 3 Área NMX-J-129-ANCE Véase nota 2 Véase nota 1 4 Espesor de la capa de aluminio Apéndice G Véase nota 2 No aplica 5 Análisis químico NMX-B-001 Véase nota 2 No aplica

6 Esfuerzo al 1 % de alargamiento y a la ruptura

NMX-J-312-ANCE NMX-B-310 Véase nota 2 No aplica

7 Esfuerzo a la ruptura NMX-J-312-ANCE No aplica Véase nota 1

8 Alargamiento NMX-J-312-ANCE NMX-B-310 Véase nota 2 Véase nota 1

9 Resistencia y resistividad eléctrica NMX-J-212-ANCE No aplica Véase nota 1

10 Enrollado (Torcido) Apéndice G Véase nota 2 No aplica 11 Peso del recubrimiento Apéndice G Véase nota 2 No aplica 12 Ductilidad (enrollamiento) NMX-J-027-ANCE No aplica No aplica

13 Acabado y uniones NMX-J-027-ANCE Apéndice G Véase nota 2 No aplica

14 Relación de paso y dirección de cableado NMX-J-516-ANCE No aplica Véase nota 1

15 Esfuerzo-deformación Como se indica en los Apéndices B y

D. No aplica Solo para prototipo

16 Deformación permanente (CREEP)

Como se indica en los Apéndices E y

F No aplica Solo para prototipo

NOTA:

1. El muestreo y aceptación de la tabla C.4. 2. El muestreo y aceptación de la tabla C.3.




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TABLA C.2 - Definición de la muestra para cable de aluminio con núcleo de acero criterio de aceptación para defectos mayores con un NCA = 15 %

NRM Muestra

Criterio de aceptación

Aceptación Rechazo De A 2 15 2 1 2

16 25 3 2 3 26 50 5 3 4 51 90 8 4 5 91 150 13 6 7 151 280 20 8 9 281 500 32 10 11

501 en adelante 50 15 16

NOTA: El tamaño del lote se determina multiplicando el número de alambres

del cable por el número de carretes, con esto se determina el número de referencia de la muestra (NRM) y con lo anterior se selecciona en la tabla correspondiente el tamaño de la muestra.

TABLA C.3 - Definición de la muestra para cable de aluminio con núcleo de acerocriterio de aceptación para defectos críticos con un NCA = 1.0 %

NRM Muestra

Criterio de aceptación

Aceptado Rechazado De A

51 150 13 0 1 151 500 32 1 2 501 1 200 50 2 3 1 201 3 200 80 3 4 3 201 10 000 125 4 5 10 001 35 000 200 6 7 35 001 150 000 315 8 9 150 001 500 000 500 10 11 500 001 o más 800 15 16

NOTA: Para lotes de entrega menores de 50, tomar una muestra de 5 y rechazar

con 1 defectuoso.




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TABLA C.4 - Definición de la muestra para alambres de aluminio y para alambres de acero criterio de aceptación para defectos críticos con un NCA = 1.0 %

NRM Muestra Criterio de aceptación

Aceptado Rechazado 51 150 5 0 1 151 500 5 0 1 501 1 200 5 0 1 1 201 3 200 20 1 2 3 201 10 000 32 1 2 10 001 35 000 50 2 3 35 001 150 000 80 3 4 150 001 500 000 125 4 5 500 001 o más 200 6 7

TABLA C.5 - Clasificación de defectos

Número Defectos críticos (NCA 1.0 %) Número Defectos mayores (NCA 15 %)

1 Golpes, cortaduras, ralladuras y escamas profundas que alteren la sección

1 Ralladuras

2 Estrangulamientos 2 Escamas ligeras que no alteren la sección

3 Carrete desarmado 3 Golpes superficiales 4 Construcción fuera de diseño 4 Raspaduras 5 Pruebas 5 Manchas por oxidación




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APÉNDICE D (Normativo)

METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DEL POLINOMIO DE ESFUERZO-DEFORMACIÓN

D.1 DETERMINACIÓN DEL GRÁFICO INICIAL ESFUERZO-DEFORMACIÓN DE LA MUESTRA EVALUADA Se tabulan las mediciones de deformación medidas durante el ensayo esfuerzo - deformación. Las deformaciones en cada etapa de carga mecánica aplicada al límite de tiempo establecido en la especificación se tomarán para generar el gráfico inicial esfuerzo - deformación.

Deformación medida del cable a diferentes niveles de carga mecánica

Carga aplicada % RTS

Carga aplicada

kN

Deformación %

5 min 10 min 15 min 30 min 45 min 60 min

5 2.51 -- -- -- -- -- 0.000 15 7.53 0.083 0.084 0.084 0.086 0.086 0.087 30 15.06 0.206 0.207 0.207 0.208 0.209 0.209 50 25.11 0.380 0.381 0.383 0.384 0.387 0.387 70 35.15 0.580 0.583 0.585 0.588 0.591 0.593 85 42.69 0.765 0.772 0.776 0.782 0.786 0.788




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D.2 GRÁFICO INICIAL ESFUERZO - DEFORMACIÓN A PARTIR DE LOS DATOS MEDIDOS EXPERIMENTALMENTE




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D.2 OBTENER EL FACTOR DE AJUSTE EN LA DEFORMACIÓN A APLICAR A LOS DATOS EXPERIMENTALES D.2.1 Obtención del Factor de Ajuste en la Deformación de Forma Gráfica




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D.2.2 Obtención del Factor de Ajuste en la Deformación de Forma Gráfica Utilizando las Herramientas de Excel




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Con los datos experimentales se obtiene la tendencia de los puntos, ajustándolos a una ecuación polinómicade segundo orden. En la figura se muestran los comandos para utilizar la herramienta de la hoja de cálculo (Excel).

Se extiende el límite inferior del eje X, para determinar el valor en el que la línea de tendencia obtenida cruza el eje de la deformación; obteniendo el factor que se debe aplicar para ajustar los datos experimentales por efecto del nivel de precarga.

D.3 DETERMINACIÓN DEL GRÁFICO ESFUERZO-DEFORMACIÓN CON DATOS AJUSTADOS

Por el método indicado en la sección anterior, para este ejemplo se obtiene un factor de ajuste de 0.023 % en las deformaciones determinadas experimentalmente.

Deformación medida en el del cable a diferentes niveles de carga mecánica

Carga aplicada % RTS

Carga aplicada

kN

Deformación % Datos ajustados

5 min 10 min 15 min 30 min 45 min 60 min 60 min 5 2.51 -- -- -- -- -- 0.000 0.000 15 7.53 0.083 0.084 0.084 0.086 0.086 0.087 0.110 30 15.06 0.206 0.207 0.207 0.208 0.209 0.209 0.233 50 25.11 0.380 0.381 0.383 0.384 0.387 0.387 0.410 70 35.15 0.580 0.583 0.585 0.588 0.591 0.593 0.616 85 42.69 0.765 0.772 0.776 0.782 0.786 0.788 0.811

Los datos de la carga y de la deformación ajustada son graficados, asegurando que la línea pase por el origen.




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D.4 OBTENCIÓN DE LA FUNCIÓN DE CUARTO ORDEN DE LA GRÁFICA ESFUERZO-DEFORMACIÓN EN LA MUESTRA EVALUADA Con los datos ajustados en la deformación por efecto de la precarga, se aplica el ajuste a una ecuación polinómica de cuarto orden. En la figura muestran los comandos para utilizar la herramienta de la hoja de cálculo (Excel).




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D.4.1 Obtención de la Función de Cuarto Orden de la Gráfica Esfuerzo-Deformación en la Muestra Evaluada Con las opciones de la herramienta de línea de tendencia, se obtiene la ecuación polinómica de cuarta orden ajustada. Esta ecuación ajustada es la determina el comportamiento de la deformación de la muestra evaluada en función de la carga mecánica aplicada.




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APÉNDICE E (Normativo)

PRUEBA DE CREEP

E.1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Procedimiento para aplicar el ensayo de CREEP a cables desnudos ACSR/AS para instalación y operación en líneas aéreas, que contempla desde preparación y montaje de la muestra, hasta la elaboración del informe de resultados, incluyendo el desarrollo del ensayo y las mediciones requeridas. El ensayo CREEP determina el comportamiento del cable en su longitud nominal al someterlo a un esfuerzo de tensión de largo plazo, bajo condiciones de temperatura y carga controladas. E.2 RELACIÓN DE EQUIPO Y ACCESORIOS REQUERIDOS

a) Abrazaderas metálicas con longitud suficiente para fijarse en el cable a evaluar. b) Máquina de tensión con capacidad para aplicar tensión longitudinal sobre la muestra de cable

a evaluar, con nivel mínimo igual a la tensión del 45 % del RTS nominal del cable a evaluar sin que sufra deformación dimensional en sus puntos de anclaje y con control de temperatura ambiental de forma que la variación no sea mayor a ± 2.0 °C.

c) Celda de carga o dinamómetro con capacidad suficiente para determinar el nivel de tensión

requerida para evaluar el cable bajo ensayo. d) Tres sensores o termopares para censar la temperatura en tres posiciones de la muestra de

cable a evaluar. e) Herrajes de tensión y sujeción específicamente para el diámetro del cable a evaluar, que no

sufran desplazamiento con respecto al cable, al someter la muestra a la tensión mecánica de evaluación.

f) Medidor de desplazamiento con sistema de fijación a la muestra de cable a evaluar y con

resolución mínima en sus determinaciones de 5 µm. g) Sistema de adquisición de datos que permita registrar las condiciones de operación y de

evaluación a lo largo del ensayo, incluyendo:

- temperatura ambiental en las cercanías de la muestra bajo ensayo, - tensión mecánica aplicada sobre la muestra del cable en evaluación, - deformación de la muestra bajo evaluación, - al evaluar cables con fibras ópticas no se requiere obtener mediciones del

comportamiento óptico durante la ejecución del ensayo.




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E.3 PREPARACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE MUESTRAS

La muestra debe ser tomada después de eliminar un mínimo de 5 m de la punta externa del cable estando en el carrete. Se debe tener cuidado de no dañarla durante su preparación. Al sacar la muestra del carrete se requiere mantenerla lo más recta posible, si va a transportarse, es necesario que la longitud de la muestra sea al menos de dos veces la longitud que se evaluará, que se enrolle sobre un diámetro no menor a 1.5 m y al preparar la muestra para montarla en el equipo usar la parte central para realizar el ensayo. Antes de remover la muestra a evaluar del carrete de transporte, colocar tres abrazaderas para asegurar que queden fijas las capas del cable a una distancia mínima de 3m del extremo libre, véase la figura E.1.

FIGURA E.1 -Preparación de la punta del cable antes de desenrollarla del carrete de

transporte (Fotografía ilustrativa)

Se deben colocar al menos tres abrazaderas en cada uno de los extremos de la muestra del cable, de forma que la presión de las mismas sea suficiente para evitar desplazamientos entre las diferentes capas que forman el cable. Desenrollar el cable en forma lineal, evitando que se formen cocas, torsiones o daños sobre el cable. La longitud mínima de muestra entre la colocación de las abrazaderas será 100 veces el diámetro del cable (L) más dos veces la distancia entre el herraje de sujeción y el extremo del instrumento de medición que es de aproximadamente 0.5 m. Al tener la distancia marcada se procede a cortar el cable tomando en cuenta el espacio requerido para colocar los herrajes de sujeción. A partir de este momento, manejar la muestra cortada sin imprimirle esfuerzos, daños, torsiones, ni dobleces con radio de curvatura menores a 1.5 m. Descansar el cable sobre una superficie uniforme y alinearlo lo más recto posible para la preparación de los extremos donde se deben colocar los herrajes de tensión. Colocar los herrajes de sujeción en los extremos del cable. La fijación de los herrajes de sujeción se debe efectuar con una máquina ponchadora adecuada para los herrajes que se deben utilizar, de tal forma que se asegure que no exista deslizamiento entre los elementos del cable, ni entre las diferentes capas de material.




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Seguir el procedimiento de aplicación del ponchado recomendado por el proveedor de los herrajes. Una vez colocados los herrajes, debe existir una distancia de 1 m ± 0.2 m entre el punto de sujeción del herraje y las abrazaderas. Véase diagramas en las figuras E.2 y E.3 donde se aprecia el montaje de una muestra en la máquina de CREEP sobre soportes que permiten que esta se mantenga horizontal. Al colocar los herrajes de sujeción en los extremos del cable, verificar que no haya posibilidad de interferencias u obstáculos en el desplazamiento del cable durante el ensayo.

FIGURAE.2 - Diagrama de longitudes mínimas en la muestra de cable a evaluar

FIGURA E.3 - Muestra montada en la máquina de CREEP, descansando sobre soportes que mantienen la muestra en forma horizontal(Fotografía ilustrativa)

Remate Abrazadera Termopares Abrazadera Remate

1 m L ó 10 m 1 m

Celda de carga




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E.4 PREPARACIÓN DEL ENSAYO

a) Sujetar los herrajes al sistema de tensión del equipo descansando la muestra de cable sobre soportes colocados de forma tal que al tensionar el cable, este no se levante una distancia mayor de 10 mm de su posición sin tensión.

b) Utilizar las mordazas adecuadas al diámetro de la muestra en evaluación, para sujetar el

dispositivo para medir el estiramiento del cable sobre una base de longitud de 10 m. Uno de los extremos del sistema de medición de la elongación del cable debe quedar fija y el otro extremo debe poder moverse libremente sobre el dispositivo para medir el estiramiento de la muestra en evaluación.

c) Se requiere colocar tres termopares para censar la temperatura de la muestra en evaluación:

uno en el centro y uno en cada extremo de la misma para registrar las mediciones de la temperatura durante el ensayo. Los termopares estarán en buen contacto con la muestra pero sin recibir directamente el flujo del movimiento de aire. Si no se especifica la temperatura del ensayo, ésta será de 20 ºC.

d) La variación de la temperatura a lo largo de la muestra a evaluar deberá ser menor de 2.0 ºC.

La variación de la temperatura en la muestra durante el ensayo debe ser menor de ± 2.0 ºC respecto a la temperatura base de evaluación.

e) La resolución del equipo usado para la medición de temperatura debe ser como mínimo de

± 0.5 ºC. f) La resolución de la medición de la carga para la evaluación debe ser como mínimo ± 1 % de

la carga de evaluación ó ± 120 N, lo que sea de mayor magnitud. La celda de carga debe ser utilizada durante todo el ensayo.

g) El equipo de medición de desplazamiento debe registrar con una resolución mínima de

5 E-6 m (5 micrómetros). h) El dispositivo por medio del cual se determina la elongación debe ser fijado al cable como se

muestra en las figuras E.4 y E.5. i) El equipo de adquisición de datos con el que se monitorean los resultados de los cambios de

temperatura, tensión aplicada y la elongación que sufre el cable durante el ensayo se muestra en la figura E.6.




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FIGURA E.4 - Muestra de cable a evaluar instalada en la máquina de tensión y con el dispositivo de

medición de elongación fijado sobre él (Fotografía ilustrativa)

FIGURA E.5 - Fijación del equipo para medir elongación del cable durante el ensayo (Fotografía ilustrativa)




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FIGURA E.6 - Sistema de adquisición de datos durante el ensayo (Fotografía ilustrativa) E.5 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

a) Después de haberse realizado la preparación de la muestra y su colocación en el equipo de evaluación, ella debe sujetarse por los extremos dejando la muestra en forma horizontal. Si es necesario aplicar una precarga a la muestra, esta no debe ser mayor al 2 % del RTS (por sus siglas en inglés de esfuerzo de tensión a la ruptura) por un período no mayor a 5 minutos.

b) Durante el desarrollo del ensayo la carga de tensión debe ser fijada al porcentaje en función

de la tensión de ruptura del cable a evaluar, de acuerdo a la especificación, la cual debe ser uno de los siguientes niveles: 15 %, 20 %, 25 %, 30 %. Durante el ensayo se debe mantener la carga constante. La aplicación de la carga mecánica, desde la situación de reposo de la muestra, hasta su nivel de evaluación debe efectuarse en un período de tiempo de 5 minutos ± 10 segundos, cuidando que la carga sea aplicada con aumento constante pero sin rebasar el nivel establecido para el ensayo. Al finalizar el período de 5 minutos la muestra debe estar sometida a la carga mecánica de evaluación y en este punto se inicia el censo y registro de los datos que deben incluir los parámetros del ensayo así como el estiramiento del cable.

c) El ensayo se debe llevar a cabo por un período de 1 000 horas como mínimo, registrando los

parámetros de evaluación y graficando la elongación medida de la muestra contra el tiempo en una escala logarítmica. El primer dato adquirido, justo al finalizar el período de aplicación de la carga mecánica se toma como base (cero) tanto para la escala del tiempo como para la de CREEP para la muestra evaluada.

d) Con los datos registrados se verifica que durante el ensayo la temperatura no tenga una

variación mayor a ± 2 °C con respecto a la temperatura nominal de evaluación, si ésta no se especifica por el cliente, se debe tomar como 20 °C, véase la figura E.7.




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FIGURA E.7 - Gráfico de los datos registrados durante la aplicación del ensayo. Se verifica que la

temperatura no tenga variación mayor a ± 2 °C durante todo el desarrollo




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E.6 MANEJO DE LOS DATOS

Los datos adquiridos de estiramiento de la muestra contra el tiempo se deben presentar gráficamente en una escala log-log y se deben ajustar a una recta por el método de mínimos cuadrados para obtener una ecuación del tipo Y = aX+b que permita predecir el estiramiento del cable hasta un período de al menos 10 000 horas.

Donde: Y: Logaritmo del estiramiento del cable al tiempo t (estiramiento en mm). X: Logaritmo del tiempo en horas a, b: constantes determinadas por el ajuste de los datos a una línea recta por el método de mínimos cuadrados. E.7 INFORMES Los siguientes datos se deben informar por cada ensayo:

a) Fecha de elaboración del informe. b) Identificación del cable ensayado. c) Longitud de la muestra de ensayo. d) Configuración física del arreglo para el ensayo. e) Descripción general del equipo utilizado. f) Datos registrados de las mediciones de tensión, temperatura y dimensional requeridas. g) Desarrollo del ensayo.




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h) Resultados experimentales en forma gráfica. i) Valor extrapolado de deformación de la muestra a las 10 000 h y a las 100 000 h. j) Gráfica del estiramiento en función del tiempo y ajuste de los datos a una línea recta por el

método de mínimos cuadrados. k) Conclusiones. l) Firmas autorizadas.




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APÉNDICE F (Normativo)

DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD FINAL DEL CABLE

F.1 DE LOS REPORTES DE PRUEBAS DE ESFUERZO DEFORMACIÓN PARA CABLE COMPLETO, BUSCAR EL GRÁFICO DE LA PRUEBA DE TENSIÓN




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F.2 EL MÓDULO DE ELASTICIDAD FINAL, TIENE UN COMPORTAMIENTO LINEAL, POR TANTO SE TRAZA UNA LÍNEA RECTA AL 70 %, Y AL 50 % DEL RTS (SE DEBEN OBTENER ESTOS PUNTOS DIRECTAMENTE DE LA PRUEBA Y APLICAR EL PROCEDIMIENTO AQUÍ DESCRITO)




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F.3 SE SELECCIONAN DOS PUNTOS PARA OBTENER LA ECUACIÓN LINEAL




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F.4 LOS VALORES DE DEFORMACIÓN SE EXPRESAN EN %

F.5 SE CALCULA EL VALOR DE LA PENDIENTE

10000100*)(1% mmX

=

%1%212

XXYYm

−−

=




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F.6 SE CALCULA EL VALOR DE B (ORDENADA AL ORIGEN)

F.7 CON LOS VALORES OBTENIDOS SE ESCRIBE LA ECUACIÓN QUE MODELA EL MÓDULO DE ELASTICIDAD FINAL

)2*(2 XmYb −=




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APÉNDICE G (Normativo)

INTERPRETACIÓN DE LA PRUEBA DE CREEP PARA LA DETERMINACIÓN DEL GRÁFICO

G.1 CON LOS COEFICIENTES DE LAS ECUACIONES DE CREEP SE ELABORA LA TABLA SIGUIENTE

G.2 CÁLCULO DE % RTS




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G.3 CON LA ECUACIÓN DE ESTIMACIÓN DE CREEP, SE OBTIENEN LOS DATOS DE LA ÚLTIMA COLUMNA

G.4 SE CALCULAN LOS VALORES DE CREEP PARA DIFERENTES TIEMPOS Y % RTS

Las celdas sombreadas representan el cálculo a 10 años.




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G.5 DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE LAS PRUEBAS DE ESFUERZO DEFORMACIÓN, SE TIENE

G.6 CON LOS COEFICIENTES ANTERIORES SE ELABORA LA TABLA 1




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G.7




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G.8

G.9




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G.10




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G.11

Donde: (X,Y) = (%RTS [N], Deformación total (%))




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G.12




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APÉNDICE H (Informativo)

REQUERIMIENTOS A CONDUCTORES (CABLE COMPLETO)

En tanto no exista norma oficial mexicana o norma mexicana debe consultarse en forma supletoria la norma siguiente:

[1] ASTM B 415 – 98 (2007) Standard Specification for Hard-Drawn Aluminum-Clad Steel Wire.

[2] ASTM B 416 – 98 (2002) Standard Specification for Concentric-Lay-Stranded Aluminum-

Clad Steel Conductors.

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