A conformidade dos cabos de aço

A flexibilidade do cabo de aço faz com que se torne uma peça essencial para a funcionalidade de guindastes e elevadores, assim como seu uso em gruas, e principalmente em sistemas de elevação de cargas. Para evitar riscos, eles devem estar em conformidade com a norma técnica.

Da Redação –

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O cabo de aço, na forma como é conhecido hoje, surgiu há 150 anos na Alemanha, sendo um cabo 3×4, ou seja, três pernas sem alma, denominado atualmente como compacto e quatro arames de 3,50 mm em cada perna. Era torcido lang, ou seja, os arames para o mesmo lado da perna. Era torcido à mão, em lances de 17 a 38 metros e foi usado como substituto para os cabos de cânhamo e correntes, principalmente no setor da mineração.

Hoje, os produtos são fabricados com arames de aço provenientes de fornos elétricos, sendo que o teor de carbono não é escolhido pelo comprador do cabo, mas sim pelo fabricante que, de acordo com suas instalações escolherá o mais apropriado. Outros componentes são o manganês, silício, fósforo, enxofre e em raros casos cobre como proteção adicional contra corrosão. Em caso de cabos de aço inoxidável as ligas mais usadas são as AISI 304 e 316.

Os arames normalmente são redondos e os diâmetros dos mesmos variam de 0,10 mm a 4,0 mm. São trefilados a seco ou via úmida e adquirem durante o processo de trefilação (o arame é esticado quando passa em matrizes chamadas fieiras) maior resistência à tração assim como boas propriedades de flexão (dobramento) e torção (enrolamento). O produto é um fio com precisão de centésimos de milímetro perfeitamente capaz de ser transformado em cabo e este mais tarde ser tracionado, dobrado, empurrado, enfim submetido aos esforços normais.

Importante saber o que é resistência à tração. Um produto com 180/205 kg/mm²significa que cada milímetro quadrado de arame tem, no mínimo 180 e no máximo 205 kg de ruptura. Atualmente, a forma mais moderna de definir essa resistência é em Newtons por milímetro quadrado (N/mm²).

A NBR ISO 2408 de 01/2008 – Cabos de aço para uso geral – Requisitos mínimos especifica os requisitos mínimos para a fabricação e ensaios de cabos de aço para uso geral, incluindo operações com equipamentos de elevação de carga, tais como guindastes e guinchos. Também são abrangidos cabos de aço para laços e apresentadas tabelas fornecendo as cargas de ruptura mínimas para os diâmetros, categorias de resistência e construções mais comuns de cabos de aço. Aplica-se a cabos de aço de camada simples, resistente à rotação e com pernas fechadas em paralelo feitos de arames sem acabamento (polidos), galvanizados e revestidos com liga de zinco em cabos de aço com diâmetros de até 60 mm, fornecidos a granel. Ela não se aplica a cabos de aço para mineração, comandos de aeronaves, indústrias de petróleo e gás natural, teleféricos e funiculares, elevadores de passageiros, ou pesca.

Esta norma foi desenvolvida originariamente pela ISO em resposta a uma demanda mundial por uma especificação fornecendo os requisitos mínimos para cabos de aço para uso geral. Como nas edições anteriores da ISO 2408, a edição atual especifica diâmetros e categorias de resistências de cabos de aço em medidas métricas para as classes de cabos de aço mais comuns.

Além disso, e para efeitos de comparação, nesta edição são fornecidas informações sobre diâmetros e categorias de resistências de cabos de aço em medidas imperiais, a fim de auxiliar no processo de seleção de cabos de aço e ajudar a assegurar que os níveis existentes de segurança sejam mantidos nos equipamentos originalmente projetados para operar com tais cabos de aço.

Nesses casos, recomenda-se que a projetista desses equipamentos ou o fabricante do cabo de aço (ou outra pessoa competente) seja consultado antes de se encomendar um cabo de aço substituto. Esta norma não se restringe às classes abrangidas nas tabelas: outros tipos, tais como cabos de aço com pernas compactadas e cabos de aço compactados (martelados), podem também estar de acordo com esta norma.

Esta norma é complementada pela ISO 17893, que contém definições, designações e classificações. Antes da fabricação do cabo de aço, os arames devem atender aos requisitos especificados no Anexo A relativos ao diâmetro, torção e, onde aplicável, revestimento.

O Anexo A se baseia na ISO 2232, mas com uma maior faixa de diâmetros e de categorias de resistência à tração de arames. Para um determinado diâmetro e categoria de resistência à tração de arame, as propriedades de torção dos arames em A.2 da ISO 10425:2003 atendem ou excedem os valores apresentados no Anexo A desta norma. Para os cabos de aço em que uma categoria de resistência é aplicável, as categorias de resistência à tração dos arames estão sujeitas aos limites estabelecidos na tabela abaixo.

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Os valores de carga de ruptura mínima dos cabos de aço nas categorias 1 570, 1 770, 1 960 e 2 160, conforme definido nas Tabelas C.1 a C.14 (disponíveis na norma), são calculados com base na categoria de resistência dos cabos de aço e não nas categorias individuais de resistência à tração dos arames. Todos os arames com o mesmo diâmetro nominal na mesma camada de arame devem pertencer à mesma categoria de resistência à tração. Os métodos de ensaio devem ser conforme a ISO 2232.

As almas de cabos de aço de camada simples devem ser normalmente de aço ou fibra, embora outras como as do tipo composto (por exemplo, aço com fibra ou aço com polímero) ou de polímeros sólidos também possam ser fornecidas. Recomenda-se que o comprador especifique quaisquer requisitos específicos quanto ao tipo de alma. As almas de fibras para cabos de aço de camada simples devem atender à ISO 4345 e, para cabos de aço de diâmetro igual ou superior a 8 mm, elas devem ser duplamente fechadas (isto é, com fio formando a perna e com perna formando a alma).

As almas de fibra natural devem ser tratadas com um composto impregnante para inibir o apodrecimento e decomposição. As almas de aço devem ser constituídas de um cabo de aço independente (AACI) ou de uma perna composta de arames (AA). As almas de aço para cabos de aço de camada simples com diâmetro maior que 12 mm devem ser um cabo de aço independente (AACI), a menos que especificado em contrário.

Todos os arames em uma perna devem ter o mesmo sentido de torção. A alma, com a exceção de cabos de aço compactados (martelados), deve ser projetada (aço) ou selecionada (fibra) de maneira que em um cabo de aço novo sob tensão, na máquina de fechamento, haja uma folga entre as pernas externas. O cabo de aço pronto deve estar torcido de maneira uniforme e livre de arames frouxos, pernas distorcidas e outras irregularidades.

Quando desenrolado e sob nenhuma carga, o cabo de aço não deve apresentar ondulações. As pontas de cabos de aço sem acessórios devem, quando necessário, ser amarradas de maneira a manter a integridade do cabo de aço e impedir que ele se abra. Os arames com diâmetro acima de 0,4 mm devem, onde necessário, ter suas extremidades unidas por meio de brasagem ou soldagem.

Os arames com diâmetro de até 0,4 mm (inclusive) devem, onde necessário, ser unidos por meio de brasagem, soldagem, torção ou simplesmente através da inserção das extremidades na formação da perna. Se a emenda for executada através de torção durante a fabricação do cabo de aço, quaisquer pontas de arames torcidos salientes devem ser removidas do cabo de aço acabado. A quantidade de lubrificação e o tipo de lubrificante devem ser adequados à aplicação do cabo de aço.

Recomenda-se que o comprador especifique a aplicação do cabo de aço ou quaisquer requisitos de lubrificação específicos. Os cabos de aço devem ser pré-formados e/ou pós-formados, exceto quando especificado em contrário pelo comprador. Alguns cabos de aço fechados em paralelo e resistentes à rotação podem ser não pré-formados ou ser apenas parcialmente pré-formados.

A construção do cabo de aço deve ser uma daquelas abrangidas pelas seguintes classes ou uma construção, incluindo cabos de aço compactados (martelados), estabelecida pelo fabricante: 6 x 7, 6 x 24AF, 6 x 37M, 6 x 19, 6 x 36, 8 x 19, 8 x 36, 6 x 25TS, 18 x 7, 34(M) x 7 e 35(W) x 7. Onde apenas a classe do cabo de aço é especificada pelo comprador, a construção fornecida deve ser definida pelo fabricante.

O comprador deve especificar a construção ou classe do cabo de aço. O acabamento dos arames deve ser sem revestimento (polido), galvanizado de qualidade B ou galvanizado de qualidade A. Para cabos de aço de acabamento polido, a substituição de arames polidos por arames galvanizados deve limitar-se aos arames internos, arames centrais, arames de enchimento e arames da alma. Para cabos de aço de arames galvanizados, todos os arames devem ser galvanizados, inclusive aqueles pertencentes a qualquer alma de aço.

Quando for especificado revestimento de zinco, pode-se incluir também a liga de zinco Zn95/Al5. O sentido e o tipo de torção do cabo de aço devem ser um dos seguintes; torção regular à direita (sZ)1); torção regular à esquerda (zS)2); torção lang à direita (zZ)3); torção lang à esquerda (sS)4). Recomenda-se que o sentido e o tipo de torção do cabo de aço sejam especificados pelo comprador.

A designação e a classificação do cabo de aço devem estar em conformidade com os requisitos da ISO 17893. O diâmetro nominal deve ser a dimensão pela qual o cabo de aço é designado. Para cabo de aço de camada simples da classe 6 x 7, o comprimento do passo do cabo de aço não deve exceder 8 vezes o diâmetro do cabo de aço (d).

Para outros cabos de aço de camada simples com pernas redondas (exceto aqueles com três ou quatro pernas), cabos de aço fechados com torção em paralelo e cabos de aço resistentes à rotação com pernas redondas ou pernas perfiladas, o comprimento do passo do cabo de aço não deve exceder 7,25 vezes o diâmetro do cabo de aço (d). Para cabos de aço de camada simples com pernas perfiladas, por exemplo, triangulares, o comprimento do passo do cabo de aço não deve exceder 10 vezes o diâmetro do cabo de aço (d).

A carga de ruptura mínima, Fmin, para um determinado diâmetro e construção de cabo de aço, deve ser a) conforme indicado nas Tabelas C.1 a C.14, ou conforme declarado pelo fabricante. Para os cabos de aço cobertos pelas Tabelas C.1 a C.14, deve-se calcular a carga de ruptura mínima dos diâmetros intermediários usando-se a fórmula estabelecida no Anexo D com os respectivos fatores de carga de ruptura mínima indicados na Tabela D.1.

Quando o cabo de aço é ensaiado de acordo com 5.4.1, a carga de ruptura medida, Fm, deve ser maior ou igual à carga de ruptura mínima Fmin. Os requisitos do ensaio de carga de ruptura devem estar de acordo com a Tabela 4 (disponível na norma). Os requisitos para ensaio de carga de ruptura levam em consideração: o diâmetro do cabo de aço; se os cabos de aço são produzidos em série ou não, isto é, produzidos repetitivamente; se o fator de carga de ruptura mínima é consistente em toda uma determinada faixa de diâmetros; e se o fabricante está ou não operando com um sistema de qualidade em conformidade com a NBR ISO 9001 certificado por um organismo de certificação de terceira parte devidamente acreditado.

Para auxiliar na seleção dos diâmetros de cabos de aço, a seguinte tabela compara as diferenças entre os diâmetros nominais dos cabos de aço e suas respectivas tolerâncias no diâmetro em medidas métricas e em medidas imperiais.

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Quanto à operação de lingas de aço, a NBR 13541-1 de 10/2017 – Linga de cabo de aço – Parte 1: Requisitos e métodos de ensaio especifica os requisitos mínimos das lingas de cabo de aço utilizadas para elevação e movimentação de cargas para uso geral, bem como os requisitos de construção, cálculo da carga máxima de trabalho, verificação, certificação e marcação das lingas de cabo de aço para o serviço de içamento de cargas em geral. Abrange lingas de diâmetro 8 mm até 83 mm, com cabos de seis ou oito pernas, torção regular, com alma de fibra ou aço em conformidade com as NBR ISO 2408 e ISO 10425 com as seguintes características: uma, duas, três e quatro pernas, com terminações dos tipos 1, 2, 3 e 4; laço sem fim trançado; e laço com presilhas.

As recomendações sobre as informações a serem fornecidas durante a aquisição de lingas encontram-se no Anexo A. Para utilização e manutenção, incluindo faixas de temperatura de operação, consultar a NBR 13541-2.

A NBR 13541, sob o título geral “Linga de cabo de aço”, tem previsão de conter as seguintes partes: Parte 1: Requisitos e métodos de ensaio; Parte 2: Utilização e inspeção. As lingas devem ser fabricadas a partir de cabos de aço novos. A presença de fios gastos, partidos ou corroídos caracteriza que o cabo de aço não é novo.

O cabo de aço utilizado para confecção de lingas deve ser da classificação 6 × 19, 6 × 36, 8 × 19 ou 8 × 36 de torção regular, com alma de aço ou de fibra, conforme a ABNT NBR ISO 2408. Para cabos com diâmetro acima de 60 mm, deve-se utilizar as cargas de ruptura mínima da ISO 10425 para cálculo da carga máxima de trabalho das lingas. A categoria de resistência de cabos de aço deve ser de pelo menos 1.770 MPa, conforme a NBR ISO 2408, para lingas com cabos de alma de fibra, e de pelo menos 1.960 MPa para lingas com cabos de alma de aço. O olhal com presilha deve estar conforme a NBR 11900-3 e ter sido aprovado em ensaio de tipo.

O comprimento mínimo do cabo entre presilhas de uma linga deve ser de 20 vezes o diâmetro nominal do cabo. O olhal trançado manualmente deve estar conforme a NBR ISO 8794. O comprimento mínimo do cabo entre os finais dos trançados deve ser de 15 vezes o diâmetro nominal do cabo.

Olhais com sapatilhos devem utilizar sapatilhos conforme a NBR 11900-1 e devem ser montados de acordo com a NBR 11900-3. O comprimento periférico de um olhal sem sapatilho para lingas deve ser no mínimo quatro vezes o comprimento do passo (ver tabela abaixo). As dimensões dos olhais sem sapatilhos devem ser conforme a figura abaixo. Um estribo pode ser utilizado para proteger a superfície de contato do olhal sem sapatilho.

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A carga máxima de trabalho (CMT) de qualquer anel de carga deve ser igual ou maior que a carga máxima de trabalho da linga. A carga máxima de trabalho de qualquer anel de carga intermediário usado em lingas de três ou quatro pernas deve ser igual ou maior que 1,6 vez a carga máxima de trabalho de qualquer uma das pernas separadamente. A carga máxima de trabalho do terminal inferior deve ser igual ou maior que a carga máxima de trabalho da perna na qual está montado.

Onde ganchos forjados graus 4 e 8 com trava forem utilizados, eles devem estar em conformidade com as ISO 4779 e ISO 7597, respectivamente. Onde manilhas forem utilizadas, elas devem estar em conformidade com a NBR 13545. A carga máxima de trabalho dos acessórios dos terminais inferiores deve ser igual ou maior que a carga máxima de trabalho da perna da linga na vertical.

Os coeficientes de segurança dos acessórios não são necessariamente iguais aos da linga. A linga de cabo de aço deve ser capaz de suportar o ensaio de carga de prova no valor de duas vezes a sua carga máxima de trabalho, expressa em quilonewtons (kN), considerando o fator que relaciona a massa com a força (g = 10) em 4.2.4, sem apresentar distorções no cabo, deformações permanentes nos acessórios, vestígio de escorregamento da presilha ou nó se soltando (no caso de trançado manual).

A carga de ensaio deve ser aplicada a uma taxa constante de no máximo 10 MPa/s até atingir o valor da carga de prova, permanecendo neste valor por pelo menos 1 min. Se o olhal tiver sapatilho, a carga de ensaio deve ser aplicada por meio de um pino com diâmetro de 1,5 vez o diâmetro do cabo.

Se o olhal não tiver sapatilho, a carga deve ser aplicada por meio de um pino com diâmetro de no mínimo três vezes o diâmetro do cabo. O ensaio de carga de prova da linga pode danificar o sapatilho, inutilizando-se a linga para o serviço, pois o sapatilho é dimensionado para suportar até 27 % da carga de ruptura mínima do cabo de aço. Um documento deve ser fornecido para cada linga ou lote de lingas.

Este documento deve identificar a linga através do código de rastreabilidade e incluir uma declaração de que a linga está de acordo com esta parte da NBR 13541. O documento deve conter também as seguintes informações: o nome e endereço do fabricante, ou onde aplicável, seu representante autorizado; o número desta norma; a descrição da linga, incluindo todos os componentes e partes; a carga máxima de trabalho e os ângulos apropriados para a vertical para lingas de múltiplas pernas.

Já a NBR 13541-2 de 09/2015 – Linga de cabo de aço – Parte 2: Utilização e inspeção fornece orientações para utilização e inspeção em operação de linga de cabo de aço para uso geral. As lingas são dispositivos utilizados para movimentação e elevação de cargas em geral, muito utilizadas por seu fácil manuseio e opções de configurações, atendendo a toda e qualquer tipo de aplicação. São compostas por elos de correntes e podem possuir vários tipos de pernas.

Como padrão, são encontradas com 1, 2, 3 ou 4 pernas, também em formato de cesto e sem fim, onde recebem vários complementos como ganchos, olhais, anéis de sustentação e garras. Suas aplicações são infinitas, podendo ser utilizadas em guindastes, em navios para carga e descargas, transportes trefilados e peças, nos setores da construção civil, mineração, siderúrgicas, logística, embarcações, entre outros. Caso a aplicação exija a redução do comprimento das pernas, o gancho encurtador pode oferecer de maneira segura e fácil o ajuste da perna.

Levando em consideração os métodos de utilização das lingas e os efeitos cumulativos de diminuição da resistência, o método de utilização da linga deve ser decidido e uma linga ou lingas de múltiplas pernas selecionadas para que a massa a ser içada não exceda a CMT. Antes do início do içamento da carga recomenda-se verificar que a mesma esteja segura para ser movimentada de maneira que não haja nenhuma obstrução, partes soltas e que a carga esteja devidamente fixada. Deve ser tomado cuidado para que a carga não seja danificada pela linga ou vice-versa.

Quando a linga for fixada à carga, os pontos utilizados para a fixação (por exemplo, olhais) devem ser adequados ao içamento da carga. Para evitar balanços perigosos e posicionar a carga, a utilização de um cabo-guia ou vara de manobra é recomendada. Quando as cargas são aceleradas ou desaceleradas subitamente, ocorrem forças dinâmicas que aumentam as tensões na linga.

Estas situações devem ser evitadas e ocorrem, por exemplo, quando não se retira a folga da linga antes de começar o içamento. É essencial que a massa da carga a ser içada seja conhecida (ver Anexo B).

Após a escolha do método de içamento, deve-se escolher a linga adequada, compatível com a carga a ser içada. O tipo de linga e o método de içamento utilizado devem assegurar que a carga não escorregue.

A pessoa responsável pelo içamento deve assegurar que as lingas estejam em boas condições. As lingas danificadas ou deterioradas, a tal ponto que não sejam consideradas seguras para o uso, (conforme a Seção 6) devem ser descartadas imediatamente.

A pessoa responsável pelo içamento deve assegurar-se de que a carga fique balanceada quando içada. As lingas devem ser fixadas nos pontos projetados para o içamento da carga. Se estes pontos não estiverem marcados na carga, deve-se utilizar a posição do centro de gravidade para definir os pontos de fixação.

Para a fixação da linga, é necessário assegurar que: os acessórios dos terminais inferiores e superiores estejam posicionados, com liberdade de movimento, de forma a garantir o alinhamento com a direção da força na linga; os terminais estejam propriamente assentados e nunca forçar com martelo ou cunha a linga na posição; o ângulo entre as pernas nas lingas de múltiplas pernas não exceda aquele para o qual a linga foi projetada e identificada; a linga não seja dobrada através de cantos vivos que possam danificá-la ou reduzir a sua resistência.

Quando necessário, devem ser utilizadas calhas ou outros acessórios para arredondar os cantos vivos quando laços sem fim forem usados, eles sejam devem ser colocadas de modo que as presilhas ou o trançado estejam no comprimento livre da linga (quando o olhal da linga não dispuser de sapatilho e tiver dimensões padronizadas o pino do acessório do terminal deve ter diâmetro máximo conforme a NBR 13541-1:2012, Tabela 1 dimensão C.

Para o descarregamento da carga, recomenda-se que a área de carga seja preparada. Recomenda-se assegurar que o solo ou piso seja de resistência adequada para suportar a carga, tendo em conta eventuais vazios, dutos, tubulações etc., que podem ser danificados ou colapsados. Também se recomenda assegurar que haja acesso adequado ao local e que este esteja livre de quaisquer obstáculos desnecessários e pessoas.

É preferível utilizar paletes de madeira ou material similar, para evitar que a linga fique presa, para proteger o piso ou a carga, ou para assegurar a estabilidade da carga, quando descarregada. Recomenda-se que a carga seja posicionada com cuidado assegurando que as mãos e os pés sejam mantidos afastados.

Convém que cuidados sejam tomados para evitar que a linga fique presa sob a carga, pois isso pode danificá-la. Antes de deixar a linga folgada, recomenda-se que seja verificada a carga para garantir que ela esteja devidamente apoiada e estável. Isto é especialmente importante quando vários objetos soltos estão fixados no método cesta e forca.

Quando a carga estiver segura, convém que a linga seja cuidadosamente removida para evitar danos, chicoteamento ou tombamento da carga. Recomenda-se que a carga não seja rolada fora da linga, pois isso pode danificá-la.



Categorias:Metrologia, Normalização

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