“ELEMENTOS DE SUJECIÓN EN ESTRUCTURASELEMENTOS DE SUJECIÓN EN ESTRUCTURASMETÁLICAS EN CELOSÍA PARA

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA”

Investigación realizada por:

BERNARDO GABRIEL HENRIQUES ESCALABERNARDO GABRIEL HENRIQUES ESCALA

INTRODUCCION

La primera vez que se pensó en el uso de una estructura metálica paraLa primera vez que se pensó en el uso de una estructura metálica paratransmisión de electricidad entre las fuentes de producción y los usuariosfinales fue a principios del siglo XX, cuando algunas empresas suizasintentaron aprovechar los postes metálicos que sobraban de losfferrocarriles italianos.

Los mástiles de celosía de acero son estructuras que tienen que absorberno sólo las solicitaciones estáticas: cargas verticales debidas al peso propiono sólo las solicitaciones estáticas: cargas verticales debidas al peso propiode la estructura, conductores, aisladores, herrajes, cables de tierra, apoyosy cimentaciones; sino además tienen que soportar las solicitacionesdinámicas debidas al viento, y las de riesgos debidas a rotura de

d t i i t í i t i t d l t tconductores, movimientos sísmicos, asentamientos del terreno, etc.

01

En ingeniería estructural, una celosía es una estructura reticular de barrasrectas y perfiles de acero interconectados en nudos formando triángulosplanos (retículos planos) La particularidad de este tipo de estructuras esplanos (retículos planos). La particularidad de este tipo de estructuras esque la barras y perfiles trabajan a compresión y tracción presentandoflexiones pequeñas.

Las uniones pueden ser articuladas o rígidas. En las celosías de nudosarticulados, la flexión es despreciable, pero, siempre y cuando las cargasque debe soportar la celosía estén aplicadas en los nudos de unión de lasbarras. El tipo de perfil que predomina en las estructuras es el Angulobarras. El tipo de perfil que predomina en las estructuras es el AnguloEstructural tipo “L” de acero laminado en caliente, cuya seccióntransversal está conformada por alas iguales que se ubicanequidistantemente en la sección transversal con la finalidad de mantener

í i t í l di t ib ió d l farmonía y simetría en la distribución de los esfuerzos.

El acero como elemento constituyente de los perfiles y elementos desujeción debe ser cuidadosamente seleccionado en base a lasjsolicitaciones de carga y condiciones atmosféricas a las que estaránexpuestos. 02

Elementos de Fijación“ Pernos y Tuercas “

A lo largo de esta presentación, se irán mostrando las analogías y diferencias entrelos siguientes estándares:

ASTM ( American Society for Testing and Materials ) : ASTM A394 T1ASTM ( American Society for Testing and Materials ) : ASTM - A394 -T1SAE ( Society of Automotive Engineers ) : SAE J429 ( Grade 5, 7 )ISO ( International Standard Organization for Standardization ) : 898-1 ( Class 6.8 )

1 Material1.Material

Su constitución se basa en una Aleación de Hierro al Carbono: “ ACERO “Existen varias denominaciones respecto a las diversas aleaciones, tales como:

Acero de Contenido Bajo de Carbono ( Menos del 0.25% )

Acero de Contenido Medio de Carbono ( Entre el 0.25% y el 0.60% )

A d C id Al d C b ( D 0 60% h l 1 40 % )Acero de Contenido Alto de Carbono ( De 0.60% hasta el 1.40 % )

03

Austenita: es una forma de ordenamiento distinta deÉ2000

° Fahrenheit

Diagrama de Equilibrio Hierro-Carbono

los átomos de hierro y carbono. Ésta es la formaestable del hierro puro a temperaturas que oscilanentre los 900 a 1400 ºC. Es una solución sólida decarburo de hierro: dúctil, tenaz, blanda, pocomagnética y resistente al desgaste.Austenita

1800

1900

2000

Ferrita: Es hierro casi puro con impurezas de silicio yfósforo (Si-P). Es el componente básico del acero.

Cementita: Es Carburo de Hierro Fe3C y como tal esel componente más duro de los aceros con dureza

AustenitaY

Cementita1500

1600

1700

el componente más duro de los aceros con durezasuperior a 60HRC (Dureza Rockwell Escala C) conmoléculas muy cristalizadas y en consecuencia frágil.

Perlita: Microestructura formada por capas o láminasalternas de las dos fases ( Ferrita y Cementita )

FRONTERA CRITICA

FRONTERA CRITICA

CementitaY

Ferrita1200

1300

1400

H I E RR durante el enfriamiento lento de un acero a

temperatura eutectoide (Es la temperatura más bajaen la cual la austenita se transformaen ferrita y cementita)

El enfriamiento rápido del acero austenizado ( temple )

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %

Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón

YPerlita

YPerlita

1000

1100

RO

Aceros

04

El enfriamiento rápido del acero austenizado ( temple )hasta una temperatura próxima a la del ambiente daorigen a una micro estructura denominadamartensítica.

j

Porcentaje de Contenido de Carbón

0.85

Aceros de Contenido Bajo de Carbono

° Fahrenheit

A t it1800

1900

2000Los Aceros de Contenido Bajo de Carbono(Menos del 0.25%) no responden al tratamientotérmico para dar martensita ni se pueden endurecerpor acritud.

Austenita

AustenitaY

Cementita1500

1600

1700 El enfriamiento rápido (temple) del acero austenizadohasta una temperatura próxima a la del ambiente daorigen a una micro estructura denominadamartensítica.

FRONTERA CRITICA

FRONTERA CRITICA

Cementita

1300

1400

1500

H I E R

Por extensión se denominan martensitas todas lasfases que se producen a raíz de una transformaciónsin difusión de materiales metálicos.

La acritud significa deformación mecánica de un

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %

CementitaY

Perlita

FerritaY

Perlita

1000

1100

1200RRO

Aceros

material a temperaturas relativamente bajas.

La micro estructura consiste en Ferrita ( Hierro enEstado Alfa ) y Perlita. Por tanto, son relativamenteblandos y poco resistentes pero con extraordinariaductilidad y tenacidad

05

Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón

Porcentaje de Contenido de Carbón

0.85

ductilidad y tenacidad.

Aceros de Contenido Medio de Carbono

° Fahrenheit

A t it1800

1900

2000Los Aceros de Contenido Medio de Carbono( Entre el 0.25% y el 0.60% )

Estos aceros pueden ser tratados térmicamentemediante austenización temple y revenido paraAustenita

AustenitaY

Cementita1500

1600

1700

mediante austenización, temple y revenido paramejorar las propiedades mecánicas.

La micro estructura generalmente es martensitarevenida.

FRONTERA CRITICA

FRONTERA CRITICA

Cementita

1300

1400

1500

H I E R

Revenido: Con este tratamiento eliminamos lafragilidad y las tensiones creadas en la pieza.

Siempre hay que realizarlo después del temple yconsiste en calentar las piezas a una temperatura

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %

CementitaY

Perlita

FerritaY

Perlita

1000

1100

1200RRO

Aceros

inferior a la del temple, consiguiendo que lamartensita se transforme en una estructura másestable, terminando con un enfriamiento rápido,dependiendo del tipo de material.

Para secciones de pieza relativamente delgadas las

06

Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón

Porcentaje de Contenido de Carbón

0.85

Para secciones de pieza relativamente delgadas, lasadiciones de Cromo ( Cr ), Níquel ( Ni ) y Molibdeno( Mo ) facilitan el tratamiento térmico.

Aceros de Contenido Alto de Carbono

° Fahrenheit

A t it1800

1900

2000Los Aceros de Contenido Alto de Carbono( De 0.60% hasta el 1.40 % )

Estos aceros son más duros y resistentes ( menosdúctiles ) que los otros aceros al carbono CasiAustenita

AustenitaY

Cementita1500

1600

1700

dúctiles ) que los otros aceros al carbono. Casisiempre se utilizan con tratamientos de templado yrevenido que lo hacen muy resistentes al desgaste ycapaces de adquirir la forma de herramienta de corte.

Generalmente contienen Cromo ( Cr ), Vanadio ( V ),

FRONTERA CRITICA

FRONTERA CRITICA

Cementita

1300

1400

1500

H I E R

( ), ( ),Wolframio ( W ) y Molibdeno ( Mo ) , los cuales dancarburos muy duros entre otros como: Cr23C6,V4C3 y WC.

La micro estructura generalmente es martensita

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %

CementitaY

Perlita

FerritaY

Perlita

1000

1100

1200RRO

Aceros

revenida.

NOTA: Cuando predomina el componente Carbono yno existen otros elementos, salvo las impurezascontenidas en el proceso metalúrgico el Acero toma

Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón

Porcentaje de Contenido de Carbón

0.85

contenidas en el proceso metalúrgico, el Acero tomael nombre de Acero al Carbono, mientras que cuandoexisten otros elementos en la composiciónmetalúrgica se definen como Aleaciones de Acero. 07

Aceros al Carbono

Los Aceros al Carbono sólo contienen concentraciones residuales de impurezas mientras que los Aceros AleadosLos Aceros al Carbono sólo contienen concentraciones residuales de impurezas mientras que los Aceros Aleadoscontienen elementos que se añaden intencionadamente en concentraciones específicas.

Se da el nombre de “aceros aleados” a los aceros que además de los cinco elementos: carbono, silicio,manganeso, fósforo y azufre; contienen también cantidades relativamente importantes de otros elementos talescomo el cromo, níquel, molibdeno, etc., que sirven para mejorar alguna de sus características fundamentales.

También pueden considerarse aceros aleados los que contienen alguno de los cuatro elementos diferentes delcarbono que antes hemos citado, pero en mayor cantidad que los porcentajes que normalmente suelen contenerlos “aceros al carbono”, y cuyos límites superiores suelen ser generalmente los siguientes: Si=0.50%; Mn=0.90%;P=0.100% y S=0.100%.

Los elementos de aleación que con mayor frecuencia suelen utilizarse para la fabricación de aceros aleados son:níquel, manganeso, cromo, vanadio, wolframio, molibdeno, cobalto, silicio, cobre, titanio, circonio, plomo, selenio,aluminio, boro.

La influencia que ejercen esos elementos es muy variada, y, empleados en proporciones convenientes, seq j y , y, p p p ,pueden obtener aceros con ciertas características que, en cambio, no se pueden alcanzar con los acerosordinarios al carbono.

A continuación se describe la influencia de los elementos más comunes que constan en la fabricación de pernos ytuercas:

08

Aceros al Carbono en Pernos

ASTM‐A394‐T1 0 28/0 55 0 60 mín 0 048 máx 0 058 máx ‐

COMPOSICION  ( % )ESTANDAR

CARBONO MANGANESO FOSFORO AZUFRE BORO

ASTM‐A394‐T1 0.28/0.55 0.60 mín 0.048 máx 0.058 máx ‐SAE J429‐Grado 5 0.28/0.55 ‐ 0.048 máx 0.058 máx ‐SAE J429‐Grado 7 0.28/0.55 ‐ 0.040 máx 0.045 máx ‐ISO 898‐1 Clase 6.8 0.55 ‐ 0.050 máx 0.060 máx 0.003

Carbono - C :

El Carbón - Carbono es el elemento de aleación mas efectivo, eficiente y de bajo costo.En aceros enfriados lentamente, el carbón forma carburo de hierro y cementita, la cual con la ferrita forma a suyvez la perlita. Cuando el acero se enfría mas rápidamente, el acero al carbón muestra endurecimiento superficial.El carbón es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero.

Los estándares ASTM y SAE especifican los valores mínimos y máximos de contenido de Carbono, a diferenciadel estándar ISO que menciona únicamente el valor máximo de contenido de Carbono.

09

Comportamiento del Carbono en el Acero

El contenido del carbono en el acero es relativamente bajo. La mayoría de los aceros tienen menos de 9 átomos deEl contenido del carbono en el acero es relativamente bajo. La mayoría de los aceros tienen menos de 9 átomos decarbono por cada 100 de hierro en el acero. Como el carbono es más ligero que el hierro, el porcentaje de masa decarbono en el acero es casi siempre menos del 2%. La forma convencional de expresar el contenido de loselementos en las aleaciones es por el porcentaje con el que cada uno aporta en la masa total.

El carbono tiene un gran influencia en el comportamiento mecánico de los aceros. La resistencia de un acero

El mayor contenido de carbono reduce la ductilidad del acero, comopuede apreciarse en el gráfico 2 La ductilidad es una medida de la

simple con 0.5% de carbono es más de dos veces superior a la de otro con 0.1%. Además, como puedeapreciarse en el gráfico 1, si el contenido de carbono llega al 1%, la resistencia casi se triplica con respecto al nivelde referencia del 0.1%.

puede apreciarse en el gráfico 2. La ductilidad es una medida de lacapacidad de un material para deformarse en forma permanente, sinllegar a la ruptura.

Gráfico 1 Gráfico 2 10

COMPOSICION  ( % )ESTANDAR

Aceros al Carbono en Pernos

ASTM‐A394‐T1 0.28/0.55 0.60 mín 0.048 máx 0.058 máx ‐SAE J429‐Grado 5 0.28/0.55 ‐ 0.048 máx 0.058 máx ‐

CARBONO MANGANESO FOSFORO AZUFRE BORO

SAE J429‐Grado 7 0.28/0.55 ‐ 0.040 máx 0.045 máx ‐ISO 898‐1 Clase 6.8 0.55 ‐ 0.050 máx 0.060 máx 0.003

Manganeso - Mn :

El Manganeso es uno de los elementos fundamentales e indispensables en el acero, está presente en casi todaslas aleaciones de éste. El Manganeso es un formador de Austenita, y al combinarse con el azufre previene laformación de Sulfuro de Hierro en los bordes del grano, siendo altamente perjudicial durante el proceso delaminación, y en su lugar se da la formación de sulfuro de manganeso.

El Manganeso se usa para desoxidar y aumentar la capacidad de endurecimiento.

Nota:

Los estándares SAE e ISO indicados en el cuadro no especifican el contenido de Manganeso, a diferencia del

11

estándar ASTM-A394 -T1 que indica un valor de 0.60%

Esta notable y marcada diferencia hace que nos detengamos un poco en el análisis y profundicemos ensu alcance técnico como se verá más adelante.

Componentes en el Acero al Carbono para la Fabricación de Pernos

Fósforo P :Fósforo - P :

El fósforo es considerado como un elemento perjudicial en los aceros, casi una impureza, al igual que el Azufre,ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos tipos de aceros se agregadeliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la “maquinabilidad”.

Azufre - S :

El Azufre se considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero, una impureza, sin embargo, enocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la “maquinabilidad”. Los aceros altos en azufre sondifí il d ld d l l l id d d d i l i t i fi ldifíciles de soldar y de lograrlo, la porosidad que producen es de graves consecuencias en la resistencia final.

Boro - B :

El Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado. UnaEl Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado. Unapequeña cantidad de Boro, (0.001%) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, ya que también secombina con el carbono para formar los carburos que dan al acero características de revestimiento duro.

Nota: De los estándares materia de análisis en este documento, únicamente el estándar ISO-898-1 especificaun contenido de Boro del 0.003 %

12

Influencia del Manganeso en el Acero al Carbono

A principios del siglo XIX se comenzó a probar el Manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó queA principios del siglo XIX se comenzó a probar el Manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó queendurecía al acero, sin hacerlo más frágil.

Cambios en la Temperatura de Transición más de 55°C (100°F) puede ser producidos por los cambios en la

composición química o micro estructura del acero. Los mayores cambios en la Temperatura de Transición de

Energía Absorbida ( Joules )

Energía (La temperatura a la cual el tipo de fractura de un metal cambia de Dúctil a Frágil ) obedecen a cambios

en la cantidad de carbono y manganeso.

En la siguiente gráfica puede observarse que para

una temperatura de 50° Celsius, la Energía

Absorbida en un contenido del 0.5% de

M i d t 4 lManganeso es aproximadamente 4 veces a la

equivalente a un contenido del 0% de Manganeso.

13

Influencia del Manganeso en el Acero al Carbono

La Temperatura de Transición de Energía es reducida sobre 5,5 ºC (10°F) para cada aumento del 0.1 % deLa Temperatura de Transición de Energía es reducida sobre 5,5 C (10 F) para cada aumento del 0.1 % decontenido de Manganeso. Para el caso del acero que emplea el Estándar ASTM – A394 – T1 , el contenidode Manganeso es del 0.6 % , lo que significa que la reducción en la Temperatura de Transición es de 33°Celsius.En otras palabras, el Manganeso dota al material de una mayor zona elástica ante cambios bruscos detemperatura ( día soleado - noche fría ) Los otros estándares SAE e ISO no proveen de tal condición.

T1 : Temperatura de Transición en la que elmaterial es 100 % dúctil

% Fractura

Diferentes criterios son utilizados para determinar la Temperatura de Transición dependiendo del tipo deaplicación.

T2 : Temperatura de Transición en la que elmaterial es 50% quebradizo y 50% dúctil

T3 : Temperatura de Transición en la que laí b bid d l 50 %rb

ida

( Jou

les

)

Zona Plástica

energía absorbida corresponde al 50 %,es decir entre la zona de ruptura yelástica

T4: Temperatura de Transición definida parauna energía absorbida de 20 Joules

Ener

gía

Abso

r

Zona de Fractura

Zona Elástica

una energía absorbida de 20 Joules.

T5 : Temperatura de Transición en la que elmaterial es 100 % quebradizo.Temperatura 14

Proceso de Temple y Revenido ( Quenched and Tempered )del Acero al Carbono para la Fabricación de Pernos

Autenización

Templado

1500

600

800

Templado

Austenización° C° F

Revenido

500

1000

200

400

600Revenido

Tiempo

200

Tiempo

El empleo de los aceros al carbono templados y revenidos con porcentajes de carbono variables de 0.25 a0.55%, para la fabricación de pernos con resistencias comprendidas entre 55 y 90 Kg/mm2 tiene varias ventajas.Una muy importante es que el limite de elasticidad es más elevado y otra que la combinación de características(resistencia y alargamiento) también se mejora.

15

NOTA: Los estándares ASTM-A394-T1, SAE J429 , especifican esta condición; no así el estándar ISO 898-1 enel que simplemente se indica Carbon Steel , es decir Acero al Carbón sin aditivos, lo que implica que loscomponentes de Fósforo, Azufre y Boro son interpretados como impurezas. ( Pág. 5 del Estándar ISO 898-1 )

Dureza Superficialdel Acero al Carbono

Es la resistencia de un material a ser marcado por otro. Se prefiere el uso de materiales duros cuando éstosdeben resistir el roce con otros elementos. El ensayo es realizado con indentadores en forma de esferas,pirámides o conos. Estos elementos se cargan contra el material y se procede a medir el tamaño de la huella quedejan. Una de las ventajas del ensayo de dureza es que los valores entregados pueden usarse para hacer unaestimación de la resistencia a la tracción La dureza superficial puede aumentarse añadiendo al material unaestimación de la resistencia a la tracción. La dureza superficial puede aumentarse añadiendo al material unacapa de Carbono en un tratamiento térmico denominado Cementación.

La clasificación y los métodos varían con cada material, dando origen a los números de dureza:

• HBN (Hardness Brinell Number)

16

Dureza Superficialdel Acero al Carbono

• HRA, HRB, HRC, ... (Hardness Rockwell series A, B, C, ...)

• HVN (Hardness Vickers Number)

17

Propiedades Mecánicas de los PernosDUREZA SUPERFICIAL:

MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMOROCKWELL ‐ ESCALA  C BRINELL

RESISTENCIA ALA TRACCION

 LIBRAS/PLG2 ( PSI )

DUREZAESTANDAR

ASTM‐A394‐T1 25 34 253 319 123970 156310SAE J429‐Grado 5 25 34 253 319 123970 156310SAE J429‐Grado 7 28 34 286 319 132790 156310ISO 898‐1 Clase 6.8 ** 22‐23 181 238 88450 116130‐119070

**   Corresponde a 89.5 en la Escala "B" Rockwell

HRC 25 = HV 266 , HRC 28 = HV 286 , HRC 34 = HV 336

Los valores que se muestran en el cuadro se refieren a un perno 5/8”

De los valores indicados se puede constatar que el estándar ISO-898-1 Clase 6.8 está muy por debajo de lo

que establecen los estándares ASTM-A394-T1 y SAE J429 ( Grados 5 y 7 ) , lo que induce a que para este tipo

de esfuerzos en torres de transmisión el proyectista se vea en la necesidad de emplear mayor cantidad de

pernos

18

pernos.

Los estándares ASTM-A394-T1 y SAE J429 ( Grados 5 y 7 ) son análogos.

Comportamiento Físico Perno-TuercaExiste un equilibrio que podemos calcular de la siguiente forma: tomemos una rosca y desarrollemos lateralmentela hélice tili ando como diámetro Dm el promedio del diámetro e terior el diámetro interior Si se considera

Distribución de la Tensión en los Hilos de Rosca del Perno

la hélice, utilizando como diámetro Dm, el promedio del diámetro exterior y el diámetro interior. Si se consideraque la unión perno - tuerca está ejerciendo una fuerza, parte de esta fuerza F tiende a hacer resbalar la tuerca(F sen α) y como se desea que no resbale, el roce debe ser mayor.

Torque ( Lb-in ) = 0.2 x Diámetro Perno x Tensión en el Perno

19

Propiedades Mecánicas de las TuercasCorrespondientes a los Pernos

ESTANDAR ESTANDARPERNOS TUERCAS

DUREZARESISTENCIA ALA TRACCION

ROCKWELL ‐ ESCALA  C BRINELL  LIBRAS/PLG2 ( PSI )

DUREZA SUPERFICIAL:

MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO

ASTM‐A394‐T1 ASTM‐A563‐DH 24 38 260 353 121030 172970SAE J429‐Grado 5 SAE J995‐Grado 5 ‐ 32 ‐ 301 ‐ 147490SAE J429‐Grado 7 SAE J995‐Grado 7 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ISO 898 1 Clase 6 8 ISO 898 2 Clase 6 32 301 140140

HRC 24 = HV 260 , HRC 32 = HV 318 , HRC 38 = HV 372NOTA: La Tuerca para ISO 898-2 – Clase 6 corresponde por normativa al ASTM – A194 Grado 2H

L l t l d fi t d 5/8”

ISO 898‐1 Clase 6.8 ISO 898‐2 Clase 6 ‐ 32 ‐ 301 ‐ 140140

Los valores que se muestran en el cuadro se refieren a una tuerca de 5/8”

De los valores indicados se puede constatar que el estándar ISO-898-2 Clase 6 está muy por debajo de lo que

establece el estándar ASTM-A394-T1 y respecto al estándar SAE J429 ( Grados 5 ) hay bastante proximidad.

20El Estándar de Tuercas SAE-J995 no menciona para nada el Grado 7.

Propiedades Mecánicas de los Pernos

PRUEBA DE CARGA RESISTENCIA A LA TENSION RESISTENCIA AL CORTE :

MINIMA MINIMA RESISTENCIA MINIMA RESISTENCIA

PROPIEDADESESTANDARPERNOS

PRUEBA DE CARGA - RESISTENCIA A LA TENSION – RESISTENCIA AL CORTE :

El cuadro indica valores referidos a un perno de 5/8 “

MINIMA MINIMA RESISTENCIA MINIMA RESISTENCIAPRUEBA DE RESISTENCIA AL CORTE AL CORTECARGA A LA TENSION A TRAVES DE  A TRAVES DEL 

LOS HILOS CUERPO ENTEROPSI PSI PSI PSI

MARCA ESTAMPADA

120 000 66 592 101 105

85,000 120,000 ‐‐‐‐‐‐ ‐‐‐‐‐‐

120,000‐‐‐‐‐‐ 66,592 101.105

105,000 133,000 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐

69,100 94,000 ‐‐‐‐‐‐ ‐‐‐‐‐‐

21

CONCLUSIONES

El estándar ASTM A394 T1 no es sustituíble ni reemplazable por otro estándarEl estándar ASTM-A394-T1 no es sustituíble ni reemplazable por otro estándardebido a que sus propiedades intrínsecas están específicamente dirigidas al ámbitode Estructuras de Torres de Transmisión Eléctrica.

El estándar SAE-J429 ( Grados 5 y 7 ) si bien ostentan capacidades de tensiónEl estándar SAE-J429 ( Grados 5 y 7 ) si bien ostentan capacidades de tensiónsimilares y superiores ( Grado 7 ), tienen la particularidad que están dirigidas alámbito de la rama automotriz, en la que los pernos y tuercas están más sujetas acargas cíclicas y no como acontece con las torres de transmisión donde existensolicitaciones ( esfuerzos al corte y tracción ) Además que en su fabricación desolicitaciones ( esfuerzos al corte y tracción ). Además, que en su fabricación deorigen son por lo general pernos negros ( Baño en Aceite Quemado ) y al versesometido a un proceso de zincado en caliente absorberían hidrógeno quenecesariamente tendría que ser liberado mediante proceso de horneado, situaciónque conduce al perno-tuerca a un proceso térmico no esperado y difícil de controlarque conduce al perno tuerca a un proceso térmico no esperado y difícil de controlaren cuanto a mantener sus propiedades originales.

El estándar ISO 898-1 ( Pernos ) y estándar ISO 898-2 ( Tuercas ) se acercanmás a las condiciones que exigen las estructuras metálicas sin embargo no están

22

más a las condiciones que exigen las estructuras metálicas, sin embargo no estánclaramente definidas para su uso en torres de transmisión.

RECOMENDACIONES

Transelectric S A debe mantener lo que originalmente se exige en laTranselectric S.A. debe mantener lo que originalmente se exige en ladocumentación precontractual y en los contratos vigentes ( Ley para las partes ) ybajo ningún concepto ceder a los cambios de especificación, vengan de dondevinieren.

Transelectric S.A. deberá exigir el reemplazo inmediato de los elementos desujeción de las torres que hayan incurrido en sustituciones o reemplazos por partede los contratistas. ( La Responsabilidad Civil no ha caducado ) y más vale prevenirque lamentar consecuencias que afecten los intereses de Transelectric S A y delque lamentar consecuencias que afecten los intereses de Transelectric S.A. y delPaís y sobre todo con la Seguridad del Sistema Nacional de Transmisión.

Se recomienda evitar el ensayo de nuevos Diseños de Torres en cuanto a loselementos estructurales que la componen Hay suficiente experiencia del ex - Inecelelementos estructurales que la componen. Hay suficiente experiencia del ex Inecely del propio Transelectric para exponerse a nuevos Diseños que ofrezca el mercadopor innovadores que parezcan..

Exigir Pruebas que respondan al estándar ASTM-A394 y bajo ningún concepto

23

Exigir Pruebas que respondan al estándar ASTM A394 y bajo ningún conceptoaceptar ensayos de laboratorio que no cumplan con el tamaño de la muestra y losprotocolos respectivos.

ANEXOS

24

ANEXO N° 1

PROTOCOLO Y TAMAÑO DE LA MUESTRA PARA PRUEBAS ESTANDAR ASTM-A394-07

1.Cumplir con lo estipulado en el numerales 10 y 11 ( Test Methods ) delreferido estándar que reposa en el archivo de Transelectric S.A..

2.El tamaño de la muestra debe basarse en lo estipulado en el numeral 9 y enlas Tablas 6 y 7 del referido estándar.

25

ANEXO N° 2

ASTM-A394 - 07

26

ANEXO N° 3

ASTM-A394 - 07

27

ANEXO N° 4

Steel Nuts – Coarse Thread

ASTM-A563 - 00

28

ANEXO N° 5

Mechanical and physical properties - Nuts

With UNC, 8 UN, 6 UN and Coarse Pitch Threads

ASTM-A563 - 00

29

ANEXO N° 6

SAE – J429BOLTS, SCREWS, STUDS, SEMS AND U-BOLTS

30

ANEXO N° 7

SAE – J429

MECHANICAL REQUIREMENTS AND IDENTIFICATION MARKING FOR BOLTS, SCREWS, STUDS, SEMS AND U-BOLTS

31

ANEXO N° 8

St l N t C Th dSteel Nuts – Coarse Thread

NUT Grade C Mn P SNo. Máx Mín Máx Máx

2 0.47 ‐ 0.12 0.15

SAE – J995

5 0.55 0.30 0.05 0.158 0.55 0.30 0.04 0.05

32

ANEXO N° 9

PROOF LOAD AND HARDNESS REQUIREMENTS FOR NUTS

NUT Nut SizeGrade Dia, in UNC UNF, 12 UN

8 UN and FinerHardness ‐ Max

RockwellThread SeriesProof Load Stress, psi

8 UN and Finer

2 1/4 thru  1‐1/2 90,000 90,000

1/4 thru 1 120 000 109 000

C32

C321/4 thru  1 120,000 109,000Over 1 thru 1‐1/ 2 105,000 94,000

1/4 thru  5/8Over 5/8 thru 1 150,000

5

8 150,000

C32C32

C24‐C32C26‐C34

SAE – J995

Over 1 thru 1‐1/2 C26‐C36

33

ANEXO N° 10

34

ANEXO N° 11

35

ANEXO N° 12

Steel Nuts – Coarse Thread

36

ISO 898ISO 898--2: 19992: 1999

ANEXO N° 13ANEXO N° 13

37

ANEXO N° 14ANEXO N 14

38

ANEXO N° 15ANEXO N 15

39Ref: Página 15 - ACE 10-97

Bibliografía

1 ACCE 10 97 DESIGN OF LATTICED STEEL TRANSMISSION STRUCTURES1. ACCE -10-97 - DESIGN OF LATTICED STEEL TRANSMISSION STRUCTURES

2. FASTENER DESIGN MANUAL – NASA REFERENCE PUBLICATION - 1228

3. RUS - RURAL UTILITIES SERVICES - BULLETIN 1724E-300

4. LIBRERÍA TECNICA DE LA COMPAÑÍA TORNECA – COSTA RICA

5. QUIMICA GENERAL MODERNA – BABOR/IBARZ

6. ESTANDARES SAE J429 , SAE J995

7. ESTANDARES ISO 898-1 , 898-2

8. ESTANDARES ASTM – A394 – 07 , ASTM – A563 , ASTM-A123/A - 123M-02

9 C135 1 1999 IEEE STANDARD FOR ZINC COATED STEEL BOLTS AND NUTS FOR OVERHEAD LINE9. C135.1-1999 - IEEE STANDARD FOR ZINC-COATED STEEL BOLTS AND NUTS FOR OVERHEAD LINECONSTRUCTION.

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MUCHAS GRACIAS

Atentamente,

BERNARDO GABRIEL HENRIQUES ESCALA                 Quito, 28 Febrero 2008