Procedimiento de Inspeccion a Cables de Acero Norma Pdvsa Pi_15!01!02

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 8

�1994

PI–15–01–02 INSPECCION A CABLES DE ACERO

APROBADA

Alejandro NewskiJUL.96 JUL.96

PROCEDIMIENTO DE INSPECCION

JUL.96 J.S.0 30 E.J. A.N.

MANUAL DE INSPECCION

ESPECIALISTAS

Eliecer Jiménez

��

REVISION FECHA


INSPECCION A CABLES DE ACERO JUL.960

PDVSA PI–15–01–02

Página 1

��

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 CONSTRUCCION, DESIGNACION Y CLASIFICACION 2. . . . . . . . .

3 GLOSARIO DE TERMINOS MAS COMUNES 2. . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 SELECCION DE CABLES DE ACERO 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Resistencia a la Rotura 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Resistencia a la Fatiga 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Resistencia a la Abrasión 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Resistencia al Aplastamiento 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Resistencia a la Corrosión 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Resistencia a la Temperatura 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Resistencia de Reserva 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 MEDICION DEL CABLE DE ACERO 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 LIMITE SEGURO DE CARGAS (L.S.C.) 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 INSPECCION 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Frecuencia 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Aspectos Generales 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 Criterios de Inspección 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

http://www.intevep.pdv.com/santp

http://www.intevep.pdv.com/santp/mi/indice_mi.htm

http://www.intevep.pdv.com/santp/mi/vol08/indice_vol08.htm

REVISION FECHA




Página 2

��


1 ALCANCEEste procedimiento abarca los pasos a seguir para la inspección de cables deacero en general y establece los criterios de aceptación y rechazo de los mismosdependiendo del daño y uso al cual se encuentran expuestos.

2 CONSTRUCCION, DESIGNACION Y CLASIFICACIONPara cualquier consulta que se requiera realizar en relación a la clasificación delos cables de acero según el número de cordones en el cable, número dealambres por cordón, tipo de alma y/o tipo de arrollado, manera como sedesignan, diseñan y fabrican los cables, materiales utilizados para suconstrucción y métodos de ensayos destructivos para controlar la calidad delproducto final, remítase a la Especificación técnica de materialesPDVSA–EM–09–16/01 “Cables de Acero”.

3 GLOSARIO DE TERMINOS MAS COMUNES

– Alambre:Componente básico del cable de acero, el cual es fabricado en diversosmateriales según el uso final al cual se destina el mismo (ver Fig. 1).

– Alma:Núcleo o eje central del cable de acero, alrededor del cual se arrollan loscordones. Puede ser de fibra natural, sintética o de acero, ya sea en forma dealambre, cordón o cable independiente (ver Fig. 1)

– Alma de fibra (FC):Alma construida con fibra natural (sisal, algodón, manila o cáñamo) o fibrasintética (polipropileno). No contribuye a la resistencia del cable pero si le damayor flexibilidad y amortigua las cargas de impacto.

– Alma de cordón de acero independiente (SC):Alma conformada por un cordón de alambres de acero.

– Alma de cable de acero independiente (IWRC):Alma formada por un cable independiente de clasificación 7 x 7, de diámetromenor a la de los cables con alma de fibra, pero que permite obtener unaresistencia a la tensión 7,5% mayor, así como una resistencia al aplastamientomuy superior.

– Cable:Es un elemento mecánico formado por varios cordones de alambres de aceroarrollados helicoidalmente alrededor de un núcleo o alma (ver Fig. 1).




REVISION FECHA




Página 3

��


– Centro:Componente axial de cada cordón, fabricado de fibras naturales o sintéticasy conformado por uno o varios alambres (ver Fig. 1).

– Clase:Clasificados en orden de resistencia a la rotura, los cables de acero al carbonopueden ser de hierro, acero de tracción (designación T.S.), acero de aradodulce (designación M.D.S., grado 90/100), acero de arado (designación P.S.,grado 100/110), acero de arado superior (designación I.P.S., grado 110/120)y acero de arado extrasuperior (designación X.I.P., grados 115/125 para el tipoI y 130/140 ó 120/130 para el tipo II).

– Cordón:Componente del cable de acero formado por un número variable de alambresarrollados helicoidalmente alrededor de un centro, en una o varias capas (verFig. 1).

– Cordón con alambres de relleno (F.W.):Cordón formado por dos capas de alambres alrededor de un alambre central.La capa interna tiene un número de alambres equivalente a la mitad de los dela capa externa y alambres de relleno de diámetro pequeño son colocados enlos interticios o espacios vacíos remanentes entre las dos capas.

– Cordón Seale (S):Cordón formado por dos capas de alambres alrededor de un alambre central.Ambas capas tienen el mismo número de alambres, siendo los exteriores demayor diámetro que los interiores. Los alambres exteriores se colocan en losvalles formados por los interiores.

– Cordón Warrington (W):Cordón formado por dos capas de alambres alrededor de un alambre central.La capa exterior está constituida por alambres de dos diámetros diferentescolocados alternadamente, los más grandes sobre los valles y los máspequeños sobre las crestas de los alambres de la capa interior.

– Cordón de patrones combinados:Cordón formado por más de dos capas de alambres colocados en formacombinada según los arreglos con alambres de relleno, seale o warrington, detal manera de formar una construcción mixta.

– Cordón de múltiples operaciones:Cordón formado por una construcción básica (FW, S o W), la cual es recubiertapor una o más capas de alambres con diámetro uniforme. Ello requiere unao más operaciones adicionales en el proceso de manufactura.

– Preformado (Pref):




REVISION FECHA




Página 4

��


Condición que se le da a los alambres individuales y/o cordones cuando sonfabricados con la forma helicoidal exacta que llevarán en el cable terminado.Ello permite mayor flexibilidad, facilidad de manejo y resistencia a la formaciónde cocas, así como distribución uniforme de la carga entre todos los alambresy cordones. En los cables no preformados, los cordones y alambres sonmantenidos en su sitio a la fuerza, por lo que los mismos están sujetos agrandes tensiones internas, reduciendo así su vida útil.

– Torcido o enrollado:Dirección que llevan los cordones dentro del cable en relación a la direcciónque llevan los alambres dentro del cordón.

– Torcido regular (RL):Los cordones en el cable están colocados en el sentido opuesto al de losalambres en el cordón. Este tipo de arreglo tiende a compensar las tensionesy produce un cable más estable.

– Torcido lang o paralelo (LL):Los cordones en el cable están colocados en el mismo sentido que el de losalambres en el cordón. Este tipo de arreglo es más flexible y más resistentea la abrasión que el arreglo con torcido regular, pero debe ser firmementeatado en ambos extremos debido a su inestabilidad natural.

– Torcido a la derecha:RRL o RLL, según sea torcido regular o lang derecho respectivamente, loscordones en el cable están colocados en el sentido de las agujas del reloj.

– Torcido a la izquierda:LRL o LLL, según sea torcido regular o lang izquierdo respectivamente, loscordones en el cable están colocados en sentido contrario al de las agujas delreloj.

– Torcido alternado:Combinación de arreglos con torcido regular y paralelo en un mismo cable.

4 SELECCION DE CABLES DE ACEROLa selección de un cable de acero para un determinado trabajo, servicio ocondición operacional, dependerá fundamentalmente de evaluar y combinar enforma correcta los siguientes factores: resistencia a la rotura, a la fatiga, a laabrasión, al aplastamiento, a la corrosión, a la temperatura, y de reserva. No esposible fabricar un cable de acero que cumpla a satisfacción con todos losfactores o propiedades anteriores. De hecho, al aumentar los valorescorrespondientes a una o más de estas propiedades, se disminuyen los valorescorrespondientes a las propiedades restantes. Para realizar una correctaselección, se debe analizar primero cuales son los requerimientos del trabajo,




REVISION FECHA




Página 5

��


para luego seleccionar el cable tratando de obtener el mejor balance posible desus propiedades, sacrificando aquellas que son menos esenciales en favor de lasmás útiles y necesarias para dicho trabajo. A continuación se explicarábrevemente como afecta cada una de estas propiedades al comportamientogeneral del cable.

4.1 Resistencia a la RoturaDepende fundamentalmente del diámetro, material y calidad del alambre, tipo deconstrucción, tamaño y tipo del alma del cable. Para la selección del cable, sedebe tomar en cuenta principalmente la máxima carga que éste deberá soportar,lo cual incluye, tanto las cargas estáticas como las cargas causadas porarranques y paradas repentinas, cargas de impacto, altas velocidades, fricciónen las poleas, etc. Por razones de seguridad, el valor de carga obtenido debeser multiplicado por un factor normalmente mayor o igual que cinco (5),debiéndose seleccionar cables de acero con valores de resistencia a la roturatabulados, mayores o iguales a éste último valor. En algunos casos, los factoresde seguridad utilizados pueden alcanzar cifras de hasta ocho (8) o nueve (9),dependiendo de la carga que se maneje y/o de los riesgos al cual está expuestoel personal involucrado en la operación. En la Tabla 1, se muestran los valoresrecomendados para los factores de seguridad a ser utilizados en la selección delos cables de acero dependiendo de su aplicación.

4.2 Resistencia a la FatigaDepende del número de alambres en un cordón, número de cordones en el cable,tipo de torcido y si el cable es preformado o no. La fatiga del cable se origina aldoblar progresivamente sus alambres en su paso alrededor de poleas, tamboreso rodillos. En tal sentido, debemos tener presente que mientras menor es el radiode curvatura en los dobleces que realice el cable, mayor es la acción de la fatiga.Así mismo, los aumentos en las velocidades de operación, las flexiones ensentidos contrarios y las vibraciones en cualquier parte del cable, aumentantambién este efecto. Para contrarrestar estos problemas, se debe garantizar quelas poleas o tambores utilizados tengan al menos los diámetros mínimosrecomendados para un cable determinado o, en su defecto, que se seleccionencables más flexibles. La flexibilidad de un cable aumenta con el número dealambres o de cordones utilizados en su construcción, ya que, manteniendo elárea de la sección transversal del cable constante, un aumento del número dealambres implica una disminución del diámetro de los mismos. Por lo tanto,mientras más pequeño sean los diámetros de los alambres utilizados en laconstrucción de un cable de acero, mayor será la flexibilidad y resistencia a lafatiga de éste. Por su parte, según el torcido del cable, debemos tomar en cuentaen la selección que el torcido lang es más flexible que el regular, considerandola misma construcción. Finalmente, el cable preformado, ofrece una mayor




REVISION FECHA




Página 6

��


flexibilidad y resiste mejor a la fatiga que cualquier otro cable no preformado,aunque sea construido con un material de mejor resistencia o grado. En la Fig.2, se presenta una gráfica práctica para una rápida selección del cable de acerocon la mejor combinación entre la resistencia a la fatiga y la resistencia a laabrasión.

4.3 Resistencia a la AbrasiónDepende, al igual que en el caso de la resistencia a la fatiga, básicamente de laconstrucción del cable. La abrasión consiste en el desgaste o pérdida de materialen los alambres exteriores que conforman el cable, debido al roce con losmateriales que conforman las poleas, rodillos, tambores, carriles y cualquier otrocomponente o pieza que haga contacto con el cable.

A diferencia de la resistencia a la fatiga, la resistencia a la abrasión en el cablese incrementa con el aumento del diámetro de los alambres (ver Fig. 2). Enmuchos de los casos, el problema de la abrasión en el cable no se debe a unamala selección del mismo, sino a defectos o irregularidades en el equipo, talescomo poleas mal alineadas o con la ranura o garganta desgastada y enrrolladoo guarneo incorrecto del cable.

4.4 Resistencia al AplastamientoDepende de la construcción del cable, como éste se encuentra dispuesto en elequipo y las cargas de trabajo aplicadas durante su servicio. El aplastamientoen el cable puede ser originado ya sea por fuerzas exteriores elevadas o debidoa la operación con cargas excesivas. Así mismo, puede originarse con el uso detambores lisos, con ranuras en tambores o poleas que no dan apoyo oalojamiento suficiente al cable o en tambores donde se acumulan varias capasde enrollamiento. Este tipo de defecto altera la disposición geométrica en que sehallan colocados los alambres en los cordones y éstos en el cable, disminuyendoasí su resistencia a la fatiga.

Si la carga no puede ser disminuda o los tambores y poleas no pueden sersustituidos por otros más apropiados para determinadas condiciones de trabajo,debe recurrirse al reemplazo del cable, seleccionando un tipo de construcciónque ofrezca mayor resistencia al aplastamiento. Ello se logra aumentando eldiámetro de los alambres que conforman el cable, utilizando almas de acero enlugar de almas de fibra, lo cual permite obtener mayor soporte de los cordonesreduciendo su distorsión y, por último, utilizando cables con torcido regular enlugar del torcido lang.

4.5 Resistencia a la CorrosiónDepende básicamente del tipo de material utilizado para la construcción delcable. La corrosión causa una pérdida en el metal reduciendo el área de la




REVISION FECHA




Página 7

��


sección transversal del cable y originando fracturas de los alambrescorrespondientes, lo cual disminuye las propiedades de resistencia a la ruptura,elasticidad y flexibilidad del cable.

Para contrarrestar este problema, se pueden seleccionar cables con alambresgalvanizados que ofrecen mejor resistencia a la corrosión que los alambresconvencionales de acero al carbono. Sin embargo, estos cables no sonrecomendados para ser utilizados en servicios con movimiento continuo delmismo, ya que el efecto abrasivo de las poleas, tambores y otros componentesdesgastan rápidamente el recubrimiento de cinc en los alambres, perdiéndoseasí la ventaja de este tipo de protección. Otra alternativa es utilizar cablesfabricados con alambres de bronce o acero inoxidable, los cuales son materialesque ofrecen una excelente resistencia a la corrosión; sin embargo, su uso eslimitado, debido a que el bronce posee una resistencia a la ruptura muy inferiora la del acero al carbono y el acero inoxidable es mucho más costoso.

En general, la mejor solución para incrementar la resistencia a la corrosión delcable de acero es aislar el mismo del medio corrosivo mediante una lubricaciónadecuada y continua.

4.6 Resistencia a la TemperaturaDepende del material y conformado en el cual es construido el cable. Cuando serequiere trabajar en instalaciones donde se alcanzan temperaturas mayores a lasdel ambiente, tales como hornos, se deben seleccionar cables de acero con almade acero, ya que en el caso de almas de fibra el calor evapora la humedadpresente en las fibras vegetales haciendo que éstas se tornen quebradizas. Unalma de fibra vegetal expuesta durante algún tiempo a temperaturas superioresa los 120°C, se carboniza y deteriora rápidamente. Por su parte, paratemperaturas superiores a los 175°C, se recomienda el uso de cables fabricadoscon alambres de acero inoxidable austenítico, ya que este material mantienemejor sus propiedades por la acción del calor que los aceros al carbono.

4.7 Resistencia de ReservaEquivale a la resistencia combinada de todos los alambres que constituyen elcable, excepto los que se encuentran en la capa externa de los cordones, esdecir, representa la resistencia a la ruptura del cable sin incluir los alambresexteriores, los cuales son más propensos a sufrir daños por desgaste y fractura.Mientras mayor es el número de alambres en el cable mayor es su resistencia dereserva, ya que, al disminuir el diámetro de los alambres exteriores, el área dela sección transversal del cable estará concentrada en las capas internas de loscordones.

Esta propiedad es de suma importancia para la selección del cable cuando serequiera trabajar en instalaciones críticas donde se incremente el riesgo del




REVISION FECHA




Página 8

��


personal y/o las instalaciones y donde la inspección y evaluación continua delcable se hace difícil. Por ejemplo, si un cable de acero conformado por pocosalambres muestra un desgaste excesivo de sus alambres exteriores, significaque su capacidad o resistencia se ha reducido considerablemente, lo cualequivale a una baja resistencia de reserva.

En la Tabla 2 se muestra el valor de la resistencia de reserva de los cables deacero más comunes.

NOTA:

En la Tabla 3 se muestra una guía práctica para la selección del cable de aceroadecuado según el servicio al cual es requerido y en la Tabla 4 se muestra unlistado de los cables de acero recomendados para diferentes servicios.

5 MEDICION DEL CABLE DE ACEROEl tamaño de un cable de acero se representa por su diámetro expresadogeneralmente en pulgadas, el cual es medido preferiblemente mediante uncalibrador, vernier o micrómetro. Dicho valor corresponde a la sección másancha del cable, o bien, al diámetro de un círculo circunscrito el cual encierratodos los cordones del mismo (ver Fig. 3). Cuando se quiere determinar eltamaño de un cable de 6 cordones, es recomendable realizar la medida en lastres diferentes partes posibles, si el cables es de 8 cordones, la medición debehacerse en las 4 diferentes partes posibles y así sucesivamente.

Un cable de acero nuevo usualmente tiene un tamaño o diámetro mayor alnominal, pero nunca debe ser menor. Esto se debe a que el cable no es tensadoy ajustado firmemente durante su fabricación, sino cuando se le aplican cargasdurante su operación.

6 LIMITE SEGURO DE CARGAS (L.S.C.)Se obtiene al dividir la capacidad nominal del cable de acero en términos de suresistencia a la ruptura especificada por el fabricante, entre el factor de seguridadempleado, dependiendo del servicio donde será utilizado el cable, tal como seindica:

L.S.C. �

Resistencia a la ruptura nominal del cableFactor de seguridad

En el caso en que no se tenga a la mano la información para la estimación dellímite seguro de cargas en un determinado cable de acero, siguiendo la ecuaciónantes indicada, se puede aplicar la siguiente regla práctica la cual permite obtenerun buen aproximado de este valor:

L.S.C. � 8 x d2




REVISION FECHA




Página 9

��


d = Diámetro nominal del cable de acero en pulgadasLSC = Límite seguro de cargas aplicadas al cable en toneladas

7 INSPECCION

7.1 FrecuenciaVarían según el tipo de inspección de acuerdo a lo indicado en el procedimientoPDVSA–PI–15–01–01, tal como se indica a continuación:

7.1.1 Inspecciones frecuentes

Deben realizarse visualmente a las secciones más importantes o críticas delcable, al menos una vez durante cada jornada de trabajo, con el objeto deidentificar daños mayores o evidentes, tales como alambres o cordonesfracturados, corrosión general y/o distorsión de algunos de sus componentes.

7.1.2 Inspecciones periódicas

Deben realizarse a la longitud completa del cable, visualmente o mediantetécnicas de ensayos no destructivos (con excepción a lo indicado en el punto7.2.3), en períodos que varían dependiendo de su tiempo de vida, el cual puedeser estimado por la experiencia en el comportamiento de cables sometidos acondiciones operacionales y de servicio similares, cargas de trabajo promedio,cargas de impacto y otros factores. La frecuencia de inspección periódica en unmismo cable, no necesariamente debe ser constante, ya que la misma puedeaumentarse a medida que el tiempo en servicio del cable se aproxima a su tiempode vida útil. Dicha frecuencia nunca debe ser mayor a un año.

7.2 Aspectos Generales

7.2.1 Todo cable de acero en servicio debe ser observado constantemente durante suoperación para verificar su comportamiento. Una inspección visual de todos loscables en uso debe ser realizada de acuerdo a lo indicado en el punto 7.1.1 yconservar en los archivos un informe indicando sus condiciones.Adicionalmente, todo cable de acero que haya estado fuera de servicio por unperiodo mayor o igual a un mes, debe ser inspeccionado en forma detallada antesde ponerlo en servicio.

7.2.2 En áreas de difícil acceso para la inspección, se deben tramitar los mediosnecesarios para acometer la misma, tales como la colocación de andamios o eluso de una cesta para facilidades del inspector. Especial cuidado se deben teneren las secciones del cable próximas a empalmes o terminales, tambores ypoleas, donde el mismo está expuesto a mayores daños por fatiga y abrasión.

7.2.3 En el caso en que el cable no pueda ser inspeccionado detalladamente en sutotalidad, debido a dificultades de acceso que imposibilitan cumplir con lo




REVISION FECHA




Página 10

��


indicado en el punto 7.2.2, el inspector, conjuntamente con el operador y elsupervisor custodio del equipo, deben establecer un tiempo de vida remanentedel cable para su reemplazo oportuno del servicio. Este tiempo dependerá defactores tales como cantidad de carga, naturaleza y frecuencia asociada a loslevantamientos que realice el equipo donde se encuentra el cable instalado,fecha en que se realizará la próxima inspección periódica, actividades demantenimiento, condiciones operacionales asociadas al equipo y riesgos en laseguridad de personal e instalaciones próximas al área de operación del mismo,donde las consecuencias pueden ser muy severas si el cable falla.

Adicionalmente, cuando el equipo se encuentra constantemente en servicio,dificultando las actividades de inspección y mantenimiento, es buena prácticaasignar al cable un tiempo de servicio luego del cual el mismo debe serreemplazado, sin importar cual sea su condición. Ello permitirá eliminar el riesgode fallas en el cable originadas por fatiga.

7.2.4 El tamaño y clasificación o tipo del cable de acero, su capacidad de carga (factorde seguridad) y fecha de colocación en servicio deben ser identificados en todoslos cables mediante etiquetas o placas metálicas colocadas en los puntosmuertos correspondientes, o bien, dicha información debe ser detallada en ellibro de vida del equipo donde se encuentra el cable instalado.

7.2.5 Verificar que el diámetro, tipo y construcción del cable correspondan con losespecificados por el fabricante o diseño del equipo. Cuando el cable seareemplazado, el custodio estará en la obligación de solicitar al proveedor elcertificado de calidad del cable, y de conservarlo en el registro o libro de vida delequipo.

7.2.6 Con el fin de mantener los cables de acero flexibles, prevenir la corrosión yalargar su vida útil, los mismos deben ser lubricados periódicamente en losprogramas de mantenimiento preventivo, mediante el uso de lubricantesadecuados.

7.2.7 La existencia de alambres fracturados en el cable puede determinarse medianteuna inspección visual minuciosa o mediante equipos especiales que operan bajola técnica de fuga de campo magnético por ensayo electromagnético, tal comoel que se observa en la Fig. 4.

7.2.8 Cualquier deterioro o daño que se detecte en el cable en el cual se sospeche queexista una pérdida de su resistencia original debe ser cuidadosamenteexaminado y evaluado. La persona que realice la inspección debe estar en lacapacidad de decidir si dicha condición puede dar origen a una falla o si el cablepuede permanecer en servicio con tal condición hasta la próxima inspecciónprogramada, sin que se produzca una falla en el mismo. En caso de que lapersona que realice la inspección, ya sea el operador, custodio o mantenedor delequipo, no tenga suficientes conocimientos o experiencia para tomar esta




REVISION FECHA




Página 11

��


decisión, se debe solicitar la ayuda del personal de inspección de equipos quiendeberá inspeccionar el cable antes de ponerlo nuevamente en servicio.

7.2.9 La velocidad de operación de un cable de acero está directamente relacionadacon su tiempo de vida útil. A mayores velocidades se incrementan los efectos defricción y abrasión del cable en las poleas y tambores, disminuyendo su tiempode vida. Esto debe ser considerado durante la inspección del cable.

7.2.10 Los ajustes de ojal y lazos para atar los ganchos, anillos y otras partes al cablede acero deben estar provistos de guardacabos adecuados.

7.3 Criterios de Inspección7.3.1 Alambres fracturados (ver Fig. 5): se debe determinar la existencia de alambres,

rotos o fracturados en el cable de acero, cuya cantidad no debe ser mayor a laespecificada en la Tabla 5, dependiendo del tipo de equipo y si el cable está enmovimiento (sistemas de izamiento) o es estático (eslingas tensoras).

7.3.2 Alambres fracturados en valles entre cordones (ver Fig. 6): en cables de aceroen movimiento, es factible encontrar alambres rotos en los espacios libres ovalles entre cordones, lo cual es indicativo de un deterioro anormal del cabledebido posiblemente a fatiga o fractura de otros alambres no fácilmente visibles.La presencia de más de uno de estos alambres fracturados en los valles entrecordones en una sección del cable donde se cumple una vuelta completa de uncordón, es motivo de reemplazo del cable.

7.3.3 Desgaste (ver Fig. 7): determinar la presencia de puntos brillantes en losalambres exteriores del cable, lo cual es característico de un aplanamientodebido al desgaste mecánico que sufren los mismos al entrar en contacto con laspoleas y tambores. Si este desgaste en los alambres es mayor a 1/3 de sudiámetro nominal, el cable debe ser reemplazado.

7.3.4 Reducción del diámetro del cable (ver Fig. 8): Una reducción significativa en eldiámetro del cable de acero representa un daño crítico del mismo. Ello puedeocurrir debido al excesivo desgaste de los alambres exteriores, pérdida de laresistencia o sustentación del alma, corrosión interna o externa del cable y/o fallaen los alambres interiores. Es normal que todo cable nuevo se estire ligeramentey disminuya su diámetro al entrar en servicio, sin embargo, si las reducciones enel diámetro que se producen son mayores a las indicadas a continuación el cabledebe ser reemplazado:

– 0,4 mm (1/64”) para cables de acero de diámetro mayor o igual a 8,0 mm(5/16”)

– 0,8 mm (1/32”) para diámetros mayores que 9,5 mm (3/8”) y menores oiguales a 13,0 mm (1/2”)

– 1,2 mm (3/64”) para diámetros mayores que 14,5 mm (9/16”) y menores oiguales a 19 mm (3/4”)




REVISION FECHA




Página 12

��


– 1,6 mm (1/16”) para diámetros mayores que 22 mm (7/8”) y menores oiguales a 29,0 mm (1 1/8”)

– 2,4 mm (3/32”) para diámetros mayores que 32,0 mm (1 1/4”) y menoreso iguales a 38,0 mm (1 1/2”).

7.3.5 Elongación del cable (ver Fig. 9): La elongación o estiramiento del cable de acerodurante su vida en servicio puede estar dividida en tres fases diferentes: laprimera consiste en la elongación inicial al entrar el cable en servicio, originadapor una compactación o ajuste de los alambres y cordones del cable; la segundaconsiste en una elongación muy leve en un período de tiempo largo,generalmente toda la vida del cable, originada por los daños que sufre el mismopor desgaste, fatiga, etc., y la tercera, consiste en una elongación que seincrementa a una velocidad acelerada originada como resultado de dañosprolongados y progresivos de desgaste abrasivo, fatiga, etc. En esta última faseel cable debe ser removido de inmediato. Los valores esperados de elongaciónde un cable de acero son de 15,2 cm (6”) por cada 30,5 mts (100’) de cable parauna construcción de 6 cordones, y de 23 cm (9 a 10”) para una misma longitudde cable y una construcción de 8 cordones. Valores de elongación mayores a losindicados no son permitidos en el cable. Una elongación severa en el cable vieneacompañada de una reducción de su diámetro y de un alargamiento de ladistancia en la cual se realiza una vuelta completa de un cordón.

7.3.6 Corrosión (ver Fig. 10): La mayoría de los alambres en el cable pueden serafectados por la corrosión, la cual no es fácilmente evaluable con una inspecciónvisual, debido a que la misma frecuentemente se desarrolla en el interior del cableantes de que alguna evidencia se haga visible en la superficie del mismo. Si lacorrosión en el cable es detectada por la decoloración característica de losalambres o por la presencia de picaduras, el mismo debe ser reemplazado.Adicionalmente, la presencia evidente de óxido, herrumbre o exfoliación, asícomo de alambres fracturados en la cercanía de empalmes y terminales, esmotivo para el reemplazo del cable. Para prevenir la corrosión, se debe realizaruna buena selección del cable o mantener un programa continuo de lubricacióndel mismo.

7.3.7 Falta de lubricación: Debe verificarse si la lubricación del cable es suficiente.Generalmente, la lubricación de los alambres interiores del cable con alma defibra se logra con la saturación del alma. Sin embargo, debe tenerse cuidado yaque ésta tiende a desecarse o desquebrajarse. Durante la inspección del cable,debe examinarse con cuidado los espacios o valles entre los cordones ya que enellos se deposita una capa de grasa dura y seca, la cual impide la penetración dellubricante. En estos casos, el cable debe ser cepillado, para luego aplicársele unlubricante apropiado.

7.3.8 Jaula de Pájaro (ver Fig. 11): Cuando se produce una deformación permanenteen los cordones y alambres del cable debido a un desequilibrio torsional




REVISION FECHA




Página 13

��


producido por maltratos, tales como paradas repentinas y uso de poleas otambores inadecuados o con daños. El cable debe ser reemplazado o la seccióndañada removida.

7.3.9 Cocas (ver Fig. 12): Deformación permanente o partidura del cable causadageneralmente por un mal manejo, almacenamiento o guarne del mismo, alinducirle o formarle dobleces muy estrechos. En las cocas se originan recodosen los cordones, los cuales sufren un desgaste severo durante su paso en laspoleas y tambores. Los cables deben ser reemplazados o la sección dañadaremovida.

7.3.10 Pandeos o encorvamientos en el cable: Ocurren cuando se producedeslizamiento o torsión del alma del cable, apareciendo ésta en algunasocasiones en la parte exterior. El cable debe ser reemplazado particularmentesi es de construcción antigiro.

7.3.11 Espacio o separación excesiva entre cordones: Se debe reemplazar el cable.

7.3.12 Distorsión del alma (ver Fig. 13): Distorsión permanente del cable en la cual elalma tiende a empujar los cordones. Se produce como resultado de undesequilibrio torsional debido a cargas repentinas violentas. El cable debe serreemplazado.

7.3.13 Empalmes inadecuados o dañados (ver Fig. 14): Todos los empalmes deben sercuidadosamente examinados para detectar la presencia de alambres fracturadoso con desgaste, cordones apretados o atascados, cordones flojos, componentesagrietados, corrosión y/o pérdida del recubrimiento. Si alguna de estascondiciones es detectada, la sección del cable próxima al empalme debe serremovida y un nuevo empalme debe ser realizado.

7.3.14 Terminales inadecuados o dañados (ver Fig. 15): Todos los terminales deben serexaminados cuidadosamente para detectar la presencia de daños por corrosión,doblez, agrietamiento y desgaste, así como para determinar si los mismos fueronbien seleccionados y si se encuentran instalados adecuadamente. En el caso deguardacabos, estos deben ser inspeccionados para detectar la presencia dedesgaste en su corona o parte circular, mordeduras o daños en el cableoriginados por el cuello o su parte más estrecha y distorsión o deformaciónevidente debido a sobrecarga lo cual origina que se cierre el guardacabo.

En el caso de terminales de cuña (ver Fig. 16), se debe tener cuidado en laperfecta instalación de los mismos. Es recomendable colocar una sección deaproximadamente 15,2 cm (6”) de cable del mismo diámetro al cable principal,en el extremo muerto o libre de éste (ver Fig. 16a), sujetando ambos cables conuna abrazadera. Esto permitirá asegurar la cuña en el terminal. Nunca debefijarse el extremo muerto del cable a la línea principal o sección del cable entensión, ya que se pueden originar daños severos en el cable (ver Fig. 16b)




REVISION FECHA




Página 14

��


Adicionalmente, se debe tener en cuenta que la sección del cable en tensión debeestar alineada con el ojo del terminal. Este tipo de terminales no sonrecomendados para cables de acero antigiro, debido a los pequeños radios deestos terminales y la posibilidad de deslizamiento severo del alma de estoscables.

7.3.15 Daños por distorsión y aplastamiento en los cordones (ver Fig. 17): puedenoriginarse por una mala selección del cable, mal enrollado o enrollado demúltiples capas de cable en el tambor o una mala operación del equipo. Loscables que presentan estos daños deben ser reemplazados.

7.3.16 Daños por calor, llama de antorcha o corto circuito por arco eléctrico: seidentifican por una decoloración del metal de los alambres y una aparente pérdidade la lubricación. En el caso de cables con almas de fibra, las temperaturaselevadas son muy perjudiciales. Bajo estas circunstancias, el cable debe serreemplazado o la sección con daño removida.

7.3.17 Daños en cordones internos: para cables conformados por varias capas decordones, se deben abrir los cordones externos, tal como se muestra en la figura18, para detectar la presencia de daños por corrosión y alambres fracturados enlos cordones internos. La existencia de estos daños es causa de rechazo delcable.

7.3.18 Tensión en el cable: verificar la tensión en la sección principal del cable de acerocomo se muestra en la Fig. 19. Esto permite comprobar si el cable de acero fuebien seleccionado al determinar el factor de seguridad utilizado y/o verificar elcorrecto número de poleas en el bloque.

7.3.19 En la Tabla 6, se muestra una guía de diagnóstico para ayudar a determinarrápidamente las posibles causas que originan los principales daños en los cablesde acero. Ello permitirá dar una idea si se realizó una correcta selección del cablediagnosticado.




REVISION FECHA




Página 15

��


TABLA 1. FACTORES DE SEGURIDAD MINIMOS UTILIZADOS PARA LASELECCION DE CABLES DE ACERO

Tipo de servicio Factor de seguridad mínimo

Vientos 3,5

POZOS DE MINAS

Profundidad hasta 150 metros 8,0

Profundidad entre 150 y 300 metros 7,0



Profundidad mayor de 1000 metros 4,0

Cables – Carril 3,2

Ascensores 10

Grúas Puente y de Pórtico 6,0

Grúas Pescante 6,0

Cables de Tracción o Arrastre 6,0

Grúas pequeñas eléctricas o neumáticas 7,0

Grúas de Colada (para uso siderúrgico) 8,0

Cabrias o cabrestantes 6,0

Equipo General de levantamiento 5,0

Eslingas 5,0




REVISION FECHA




Página 16

��


TABLA 2. RESISTENCIA DE RESERVA DE CABLES DE ACERO MAS COMUNES

Cable de aceroResistencia de reserva

(% respecto a la capacidad nominal)

6 x 7 17

6 x 19 S 33

6 x 21 FW 36

6 x 26 WS 36

6 x 19 cordón de 2 operaciones 40

6 x 19 W 42

6 x 25 FW 43

6 x 30 estilo G 26

6 x 31 WS 43


6 x 36 WS 48


6 x 41 SFW 53

6 x 49 SWS 53

18 x 7 46

8 x 25 44

8 x 21 FW 37

8 x 25 FW 44




REVISION FECHA




Página 17

��


TABLA 3. GUIA PARA LA SELECCION DEL CABLE DE ACERO SEGUN EL SERVICIO REQUERIDO

Servicio requeridoresistencia a

Características recomendadas en laconstrucción del cable

Ruptura: A–F–M A Mayor diámetro del cable

B Menor diámetro del cable

Fatiga: B–D–E–G–J–K–N C Mayor diámetro de los alambres

D Menor diámetro de los alambres

Abrasión: A–C–H–J–M E Alma de fibra

F Alma de acero

Aplastamiento: C–F–I G Mayor cantidad de alambres

H Menor cantidad de alambres

Corrosión: O–P I Torcido regular

J Torcido lang

Temperatura: F–O K Preformado

L Cable especial antigiro

Reserva: A–D–G–M M Alambres de acero al carbono de mayorgrado

Rotación: F–J–L N Alambres de acero al carbono de menorgrado

Maltrato: A–F–H–I O Alambres de acero inoxidable

P Alambres de acero galvanizado




REVISION FECHA




Página 18

��


TABLA 4. CABLES DE ACERO RECOMENDADOS PARA DIFERENTES SERVICIOS

Cables de acero recomendadosServicio

Diámetro (pulg) Construcción

Grúas Pórtico:

Sistema de izamiento principal 1/2 – 7/8

1 – 5/8

6 x 25 FW RL IWRC

6 x 37 RL IWRC

Sistema de izamiento auxiliar 1/2 – 7/8 6 x 25 FW RL IWRC

Grúas Puente 1/4 – 5/16

1/4 – 1 3/81/2 – 1 3/8

5/8 – 1

6 x 19 W RL FC

6 x 37 RL FC6 x 37 RL IWRC

6 x 25 FW RL FC

Grúas pescante/monorrieles 1/4 – 3/8

7/16 – 7/83/8 – 7/8

19 x 7 antigiro RL WSC

6 x 19 W RL FC6 x 37 RL FC

Grúas torre:

Sistema de izamiento de carga 7/16 – 1 1/8

1 1/4 – 2

19 x 7 antigiro RL IWRC

35 x 7 RL IWRC

Sistema de movimiento del carro 5/8 – 7/8 6 x 25 FW RL FC o IWRC galvanizado

Cabrias de patas rígidas

Sistema de izamiento de carga

Sistema de izamiento de la pluma

1/2 – 1

1/2 – 1

6 x 25 FW RL IWRC

6 x 25 FW RL IWRC

Otras Grúas:

Sistema de izamiento de cargas 7/16 – 1 6 x 25 FW RL IWRC

19 x 7 antigiro RL WSC

Sistema de izamiento de la pluma 3/8 – 7/8

1/2 – 7/81/2 – 7/8

6 x 25 FW RL IWRC

6 x 26 tipo A AL IWRC6 x 26 tipo A LL IWRC

Sistema de giro Todos 6 x 25 FW RL IWRC

6 x 41 SFW RL IWRC




REVISION FECHA




Página 19

��


TABLA 4. (CONT.).

Cables de acero recomendadosServicio

Diámetro (pulg) Construcción

Tractores “Side Boom”:

Sistema de izamiento de cargas

Sistema de izamiento de la pluma

1/2 – 3/4

1/2 – 5/8

6 x 25 FW RL IWRC

6 x 25 FW RL IWRC

Guinches 3/8 – 7/16

1/2 – 1 1/81/2 – 1 1/8

7/8 – 1 1/8

6 x 19 S RL IWRC

6 x 26 W–S RL IWRC6 x 25 FW RL IWRC

6 x 37 RL IWRC

Operaciones de perforación Todos 6 x 19 S RL IWRC

Completación de pozos Todos 6 x 31 WS LL o RL IWRC

18 x 7 RL FC




REVISION FECHA




Página 20

��


TABLA 5. REEMPLAZO DE LOS CABLES DE ACERO BASADO EN LA CANTIDAD DEALAMBRES ROTOS Y EL TIPO DE EQUIPO

Número de alambres rotos en cablesen movimiento

Número de alambres rotos en cablesestáticos

ANSI N° Equipo En una seccióndel cable dondese cumple unavuelta completade un cordón

En el mismo cor-dón

En una seccióndel cable dondese cumple unavuelta completade un cordón

En el extremo deun terminal

B30.2 Grúas tipo pórtico 12 4 no especificado no especificado

B30.4 Grúas tipo torre 6 3 3 2

B30.5 Grúas móviles 6 3 3 2

B30.6 Cabrias o cabres-tantes

6 3 3 2

B30.7 Equipos con tam-bores montadosen base o pedestal

6 3 3 2

B30.8 Grúas y cabriassobre unidades flo-tantes

6 3 3 2

A10.4 Equipos paralevantamiento depersonal

6 3 2 2

Tomada de la Norma AISI (“American Iron and Steel Institute”): Wire Rope Users Manual




REVISION FECHA




Página 21

��


TABLA 6. GUIA DE DIAGNOSTICO DE LOS PRINCIPALES DAÑOS EN CABLES DE ACERO

Daño o abuso Posible causa

Desgaste acelerado – Abrasión severa debido al arrastre del cable en elsuelo u alguna otra obstrucción

– Cables de acero con alambres muy pequeños parael servicio, inadecuada construcción o grado delmaterial

– Poleas mal alineadas

– Angulo de desviación muy grande

– Desgaste y/o forma o tamaño inadecuado de lasranuras de poleas

– Cojinetes de poleas dañados

– Alta presión de contacto del cable con las poleas.

Alambres fracturados – Cables con poca flexibilidad

– Poleas y tambores de pequeño diámetro

– Sobrecarga o cargas violentas repentinas

– Excesiva vibración del cable

– Velocidad del cable muy alta

– Dobleces que se han formado en el cable y se hanenderezado

– Aplastamiento del cable

– Dobleces invertidos o reversos

– Bamboleo de las poleas

Fractura plana o cuadrada del cable – Sobrecarga, cargas repentinas violentas

– Cocas

– Fractura en la cara de una polea

Fractura de cordones – Sobrecarga, cargas repentinas violentas

– Desgaste localizado

– Presencia de uno o más cordones flojos

Corrosión – Carencia o inadecuada lubricación

– Tipo de lubricante inadecuado

– Almacenaje inadecuado

– Exposición a sustancias ácidas o alcalinas.




REVISION FECHA




Página 22

��


TABLA 6. (CONT.).


Cocas, torceduras, distorsiones – Instalación inadecuada

– Manejo inadecuado.

Desgastes localizados excesivos – Cocas o dobleces en el cable debido a su manejoinadecuado en servicio o durante su instalación

– Vibración del cable en poleas y tambores.

Aplastamiento y aplanamientos – Sobrecargas, cargas repentinas severas

– Arrollamientos irregulares

– Cruzamiento de vueltas o arrollados del cable

– Demasiado cable en el tambor

– Embragues defectuosos

– Arrastre del cable sobre obstáculos.

Elongación – Sobrecarga

– Destorcido o desenredo de cables de torcido lang.

Alambres rotos o desgastes indebidos aun lado del cable

– Mala alineación de las poleas

– Daños en poleas y tambores.

Alambres rotos cerca de terminales – Vibración del cable.

Quemaduras – Canales o ranuras de poleas muy pequeñas

– Poleas muy pesadas

– Agarrotamiento de los cojinetes en poleas

– Arrastre del cable sobre obstáculos.

Alma del cable chamuscada ocarbonizada

– Excesivo calor.

Distorsión del torcido – Inadecuado corte del cable

– Fallas en el alma

– Ranuras de poleas muy grandes.

Constricciones y aplastamientos – Ranuras de poleas muy pequeñas.

Reducción del diámetro – Rotura del alma

– Sobrecarga

– Corrosión

– Desgaste severo.




REVISION FECHA




Página 23

��


TABLA 6. (CONT.).


Jaula de pájaros – Liberación repentina de la carga.

Muescado del cordón. – Fallas en el alma debido a operación continua bajosobre cargas

Distorsión del alma – Cargas repentinas violentas

– Perturbación del torcido

– Cargas giratorias o que rotan.




REVISION FECHA




Página 24

��


Fig 1. COMPONENTES QUE CONFORMAN EL CABLE DE ACERO

ALMAEs el eje central alrededor del cual searrollan los cordones. Puede ser deacero, fibras naturales, o depolipropileno

ALAMBREEl componente básico delcable de acero es elalambre, fabricado endiversos materiales segúnel uso a que se destina elcable final

CENTROEl miembro axial de cadacordón: puede estar hechode fibras naturales osintéticas. Puede constarde uno o varios alambres

CORDONEstá formado por unnúmero variable dealambres arrolladoshelicoidalmente alrededorde un centro, en una ovarias capas

CABLEFormado por varios cordones arrolladoshelicoidalmente alrededor de un alma




REVISION FECHA




Página 25

��


Fig 2. RELACION ENTRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA Y LA RESISTENCIA A LA ABRASION EN UN CABLE DE ACERO

ÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌ

ÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌ

ÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌÌ

6

9

10

12

12

14

16

18

6x7

6x19 s

6x20 fw

6x25 fw

6x31 ws

6x36 ws

6x41 fw

6x49 sws

Número de alambres exteriores Construcción




REVISION FECHA




Página 26

��


Fig 3. MEDICION DEL DIAMETRO DE UN CABLE DE ACERO




REVISION FECHA




Página 27

��


Fig 4.




REVISION FECHA




Página 28

��


Fig 5. CRITERIOS PARA EL REEMPLAZO DE CABLES DE ACERO DEBIDO A ALAMBRES FRACTURADOS

Reemplazar el cable si hay 6 o más alambresrotos en una sección del cable donde se cumpleuna vuelta completa de un cordón. En el caso deeslingas tensoras considerar 3 o más alambresrotos.

Estimar la condición delcable en la sección quemuestra el máximodeterioro

Este terminaldebe serreemplazado

Secciones de cables de acero con alambres fracturados debidoa fatiga




REVISION FECHA




Página 29

��


Fig 6. FRACTURA DE ALAMBRES INTERIORES EN CABLES DE ACERO

Es nornal encontrar alambresfracturados en esta zona

La presencia de alambres fracturados en estazona es un problema serio. El cable debe serreemplazado si se detecta más de un alambrefracturado en una seccion del cable donde elcordon da una vuelta completa

Bajo condiciones normales,los alambres en un cable deacero deberian fracturarseprimero en la parte superiorde los cordones

Alambres fracturados en los vallesentre cordones

Al flexionarse un cable de aceropueden exponerse frecuentementelos alambres fracturados ocultos enlos valles entre cordones.




REVISION FECHA




Página 30

��


Fig 7. DAÑOS POR DESGASTE Y ABRASION EN CABLES DE ACERO

Típico desgasteen la superficie delcable

Daños en cables deacero de torcido langcausado pordesgaste en tamborde múltiples capas

Cable de acero condesgaste severo ydistorción del almacausado por una altapresión de contactocon poleas y tambor

Típico desgasteen la cables de acerode torcido lang(izquierda) y torcidoregular (derecha)

Sección decable condesgaste

Vista ampliadade un cordónsencillo

Cuando la sección transversal delalambre se reduce en 1/3 o másel cable debe ser reemplazado

Cordón de cable de acero condesgaste severo en el área decontacto con otros cordonesdebido a sobrecarga




Procedimiento de Inspeccion a Cables de Acero Norma Pdvsa Pi_15!01!02

Documents

Transcript of Procedimiento de Inspeccion a Cables de Acero Norma Pdvsa Pi_15!01!02