Catálogo CIMAF - Cabos de Aço

Catálogo CIMAF - Cabos de Aço

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• Ser quimicamente neutro; • Possuir boa aderência;

• Possuir uma viscosidade capaz de penetrar entre as pernas e outros arames;

• Ser estável sob condições operacionais;

• Proteger contra a corrosão;

Antes da relubrificação o cabo deve ser limpo com escova de aço para remover o lubrificante velho e crostas contendo partículas abrasivas. Nunca use solventes, pois removem a lubrificação interna, além de deteriorar a alma de fibra.

Logo após a limpeza, o cabo deve ser relubrificado.

Devido ao pequeno espaço entre os arames das pernas e das pernas no cabo de aço, durante a relubrificação, o lubrificante aplicado terá dificuldade em penetrar completamente no cabo de aço.

Como regra geral, a maneira mais eficiente e econômica de relubrificação é através de um método que aplique o lubrificante continuamente durante a operação do cabo como: imersão, gotejamento e pulverização.

Recomenda-se que o ponto de aplicação do lubrificante seja preferencialmente onde o cabo de aço passe por polias ou tambores, pois nesse momento ocorre uma abertura entre as pernas na parte superior do cabo de aço, favorecendo a penetração do lubrificante.

Na tabela abaixo, sugerimos alguns lubrificantes, para relubrificação em campo.

notas:

• Estes lubrificantes não são comercializados pela Cimaf. Para maiores informações, favor consultar nossa assistência técnica.

20 Cabo pré-formadoCabo não pré-formado ou semi pré-formado

2.4 Pré-formação

Os cabos de aço Cimaf podem ser fornecidos tanto pré-formados como não préformados, porém na maioria da aplicações o pré-formado é mais recomendado do que o não pré-formado. A diferença entre um cabo pré-formado e um não pré-formado consiste em que na fabricação do primeiro é aplicado um processo adicional, que faz com que as pernas e os arames fiquem torcidos na forma helicoidal, permanecendo colocados dentro do cabo na sua posição natural, com um mínimo de tensões internas.

As principais vantagens do cabo pré-formado podem ser enumeradas da seguinte maneira:

1. No cabo não pré-formado os arames e as pernas têm a tendência de endireitar-se, e a força necessária para mantê-los em posição provoca tensões internas às quais se adicionam as tensões provocadas em serviço quando o cabo é curvado em uma polia ou em um tambor.

As tensões internas provocam pressões entre os arames na região de contato entre camadas e entre pernas que se movimentam reciprocamente no momento em que o cabo é curvado, causando acentuado atrito interno. No cabo pré-formado as tensões internas são mínimas, e por seguinte, o atrito e consequentemente o desgaste do cabo é mínimo

Os cabos de aço pré-formados, por terem tensões internas mínimas, possuem também maior resistência à fadiga do que os cabos não pré-formados.

2. O manuseio é muito facilitado pela ausência de tensões internas.

3. O equilíbrio do cabo é garantido, tendo cada perna tensão igual a outra, dividindo-se a carga em partes iguais entre as pernas.

4. O manuseio é mais seguro, sendo o cabo isento de tensões, não tendo a tendência de escapar da mão. Em segundo lugar, se um arame quebra pelo desgaste, ele ficará deitado na sua posição normal, não se dobrando para fora, o que tornaria perigoso o seu manuseio.

A carga de ruptura teórica do cabo de aço é obtida através da resistência dos arames multiplicada pelo total da área da seção de todos os arames.

A carga de ruptura mínima do cabo de aço é obtida através da carga de ruptura teórica do mesmo, multiplicada pelo fator de encablamento. Este fator varia conforme as diversas classes de cabos de aço.

A carga de ruptura medida é determinada em laboratório, através do ensaio de tração do cabo de aço.

As cargas indicadas nas tabelas do manual técnico Cimaf representam sempre as cargas de ruptura mínima do cabo.

Fator de encablamento

Classe do cabo

Cordoalha de 3 e 7 arames Cordoalha de 19 e 37 arames 6x7 6x19, 8x19 e DELTA FILLER - MinePac

PowerPac, PowerPac Extra, 6x36

ErgoFlex e ErgoFlex Plus 18x7 e 34x7

2.6 Como fazer um pedido

Nas consultas ou pedidos de cabos de aço, deve ser indicado:

1. Diâmetro; 2. Construção (número de pernas, arames e composição: Seale, Filler ou outra); 3. Tipo de Alma (fibra ou aço); 4. Torção (regular ou Lang / direita ou esquerda) 5. Pré-formação (pré-formado, não pré-formado ou semi pré-formado); 6. Lubrificação (com ou sem lubrificação); 7. Categoria de resistência dos arames à tração (PS, IPS, EIPS, EEIPS) ou a

Carga de Ruptura Mínima (CRM); 8. Acabamento (polido ou galvanizado); 9. Indicação da aplicação; 10. Comprimento

Cabo de aço 19mm, 6x41Warrington-Seale+AACI, Torção Regular à direita, pré-formado, lubrificado, resistência IPS e comprimento 500m. Uso em ponte rolante.

Além das normas ABNT, nossos produtos atendem as mais rigorosas normas internacionais, tais como:

• API – American Petroleum Institute

• IRAM – Instituto Argentino de Racionalización de Materiales

• FS – Federal Specification

• ASTM – American Society for Testing and Materials

• DIN – Deutsc hes Institut für Normung

• ISO – International Organization for Standardization

Carga de trabalho é a massa máxima que o cabo de aço está autorizado a sustentar.

O fator de segurança (FS) é a relação entre a carga de ruptura mínima (CRM) do cabo e a carga de trabalho (CT), ou seja:

Um fator de segurança adequado garantirá: - Segurança na operação de movimentação de carga;

- Desempenho e durabilidade do cabo de aço e, consequentemente, economia.

A tabela abaixo recomenda os fatores de segurança (FS) mínimos para diversas aplicações:

Os valores da tabela são referenciais, sendo que cada aplicação possui valores normalizados.

Cabos e cordoalhas estáticas Cabo para tração no sentido horizontal Guinchos, guindastes, escavadeiras Pontes rolantes Talhas elétricas Guindaste estacionário Laços Elevadores de obra Elevadores de passageiros

3 a 4 4 a 5 5 6 a 8 7 6 a 8 5 a 6

Aplicações Fatores de Segurança A = F x d2

P X L L = E X A = deformação elástica

P = carga aplicada L = comprimento do cabo E = módulo de elasticidade A= área metálica

A = F x d2

3.2 Deformação longitudinal dos cabos de aço Cabos Pré-esticados

Existem dois tipos de deformação longitudinal nos cabos de aço, ou seja: a estrutural e a elástica.

Deformação estrutural

A deformação estrutural é permanente e começa logo que é aplicada uma carga ao cabo de aço. É motivada pelo ajustamento dos arames nas pernas do cabo e pelo acomodamento das pernas em relação à alma do mesmo.

A deformação estrutural ocorre nos primeiros dias ou semanas de serviço do cabo de aço, dependendo da carga aplicada. Nos cabos de aço convencionais, o seu valor varia aproximadamente de 0,50% a 0,75% do comprimento do cabo de aço sob carga.

A deformação estrutural pode ser quase totalmente removida através do pré-esticamento do cabo de aço. A operação de pré-esticamento é feita por um processo especial e com uma carga que deve ser maior do que a carga de trabalho do cabo, e inferior à carga correspondente ao limite elástico do mesmo.

Em certas instalações, como por exemplo em “Skip de Alto-Forno”, o alongamento do cabo de aço não pode ultrapassar determinado limite, o mesmo deve ser “pré-esticado”. Costuma-se também pré-esticar cabos a serem usados em pontes pênseis ou serviços semelhantes.

A Cimaf está capacitada a pré-esticar cabos de aço de diâmetros até 58mm.

Deformação elástica

A deformação elástica é diretamente proporcional à carga aplicada e ao comprimento do cabo de aço, e inversamente proporcional ao seu módulo de elasticidade e área metálica.

A área metálica de um cabo de aço varia em função da construção do cabo de aço. Ela é constituída pela somatória das áreas das seções transversais dos arames individuais que o compõem, exceto dos arames de preenchimento (filler).

O cálculo da área metálica de um cabo de aço ou cordoalha pode ser feito através da fórmula abaixo. Embora esse cálculo não seja exato, seu resultado é bastante aproximado.

Onde,

A = área metálica em m; F = fator de multiplicação dado na tabela a seguir; d = diâmetro nominal do cabo de aço ou cordoalha em milímetro.

Construção do cabo de aço ou cordoalha Fator “F”

8X19 Seale, 8x25 Filler0,359 DELTA FILLER / MinePac0,374 6x7 0,395 6x19 M0,396

6x31/ 6x36 / 6x41 Warrington Seale, 6x41Filler0,410 6x19 Seale0,416 6x25 Filler0,418 18x7 Resistente à Rotação0,426 Cordoalha 7 Fios 0,589 Cordoalha 37 Fios0,595 Cordoalha 19 Fios0,600

Classe E (Kgf/m ) 6 x 7 9.0 a 10.0 6 x 19 8.500 a 9.500 6 x 36 7.500 a 8.500 8 x 19 6.500 a 7.500 6 x 7 10.500 a 1.500 6 x 19 10.0 a 1.0 6 x 36 9.500 a 10.500 7 fios 14.500 a 15.500 19 fios 13.0 a 14.0 37 fios 12.0 a 13.0

Cabos de aço alma de fibra

Cabos de aço alma de aço

Cordoalhas

Observações: • Para cabos de 6 pernas com ACI adicionar 15% à área metálica; com A adicionar 20% e para cabos de 8 pernas com AACI adicionar 20% à sua área metálica.

• De uma maneira geral pode-se estimar em 0,25% a 0,50% a deformação elástica de um cabo de aço, quando o mesmo for submetido a uma tensão correspondente a 1/5 de sua carga de ruptura, dependendo de sua construção.

Nota: • A deformação elástica é proporcional à carga aplicada desde que a mesma não ultrapasse o valor do limite elástico do cabo. Esse limite para cabos de aço usuais é de aproximadamente 5% a 60% da carga de ruptura mínima do mesmo.

Módulos de elasticidade de cabos de aço: o módulo de elasticidade de um cabo de aço aumenta durante a vida do mesmo em serviço, dependendo de sua construção e condições sob as quais é operado, como intensidade das cargas aplicadas, cargas constantes ou variáveis, flexões e vibrações às quais o mesmo é submetido.

O módulo de elasticidade é menor nos cabos novos ou sem uso, sendo que para cabos usados ou novos pré-esticados, o módulo de elasticidade aumenta aproximadamente 20%.

Damos em seguida os módulos de elasticidade aproximados de construções usuais de cabos de aços novos:

Certo Errado

3.3 Diâmetro de um cabo de aço

O diâmetro nominal do cabo é aquele pelo qual é designado.

O diâmetro real do cabo, deve ser obtido medindo-se em uma parte reta de aço, em 2 posições com espaçamento mínimo de 1 m. Em cada posição, devem ser efetuadas duas medições, com defasagem de 90º, do diâmetro do círculo circunscrito. A média dessas 4 medições deve ser o diâmetro real.

O diâmetro real será a média de quatro valores medidos.

Nota: Deve-se evitar a medida próximo às extremidades do cabo de aço (mínimo 10 vezes o diâmetro do cabo).

A tolerância do diâmetro dos cabos de aço deve atender as recomendação da norma ABNT NBR ISO 2408, conforme abaixo:

Diâmetro nominal do cabo de aço d m

Tolerância como percentual do diâmetro nominal

Cabos de aço com pernas exclusivamente de arames ou que incorporam almas de polímero sólido

Cabos de aço com pernas que incorporam almas de fibra

Nota: Aplicações específicas, podem ter tolerâncias de diâmetros especiais, definida pelo cliente ou pela Cimaf. Neste caso consulte nossa assistência técnica.

4.1 Escolha da construção em função da aplicação

A flexibilidade de um cabo de aço é inversamente proporcional ao diâmetro dos arames externos do mesmo, enquanto que a resistência à abrasão é diretamente proporcional a este diâmetro. Em conseqüência, escolher-se-á uma composição com arames finos quando prevalecer o esforço à fadiga de dobramento, e uma composição de arames externos mais grossos quando as condições de trabalho exigirem grande resistência à abrasão.

Regra geral vale o quadro abaixo.

Pelo quadro acima, o cabo de aço construção 6x41 WS é o mais flexível, graças ao menor diâmetro dos seus arames externos, porém é o menos resistente à abrasão, enquanto que o contrário ocorre com o cabo de aço construção 6x7

Existe uma relação entre o diâmetro do cabo de aço e o diâmetro da polia ou tambor que deve ser observada, a fim de garantir um bom desempenho do cabo de aço.

A tabela a seguir indica a proporção recomendada e a mínima entre o diâmetro da polia ou do tambor e o diâmetro do cabo de aço, para as diversas construções.

Nota: Para alguns equipamentos, existe uma norma regulamentadora do minstério do trabalho e emprego que determina o diâmetro da polia ou do tambor.

6 x 41 Warrington-Seale 6 x 36 Warrington-Seale 6 x 25 Filler 6 x 21 Filler 6 x 19 Seale 6 x 7

Máxima flexibilidade

Mínima flexibilidade

Mínima resistência à abrasão

Máxima resistência à abrasão

Construção do cabo Diâmetro da polia ou do tambor

Recomendado Mínimo 6x77242 x Ø do cabo 6x19 S5134 x Ø do cabo 19x75134 x Ø do cabo 6x21 F4530 x Ø do cabo 6x25 F3926 x Ø do cabo 8x19 S3926 x Ø do cabo 6x36 WS3423 x Ø do cabo 6x41 WS3120 x Ø do cabo PowerPac, PowerPac Extra, Delta Filler / MinePac 3120 x Ø do cabo 6x37 M3724 x Ø do cabo Ergoflex, Ergoflex Plus3118 x Ø do cabo 6x71 WS 2114 x Ø do cabo

D = Diâmetro da polia ou tambor d = Diâmetro do cabo de aço

A tabela a seguir indica a recomendação das tolerâncias que devem ser adicionadas aos valores dos diâmetros nominais dos cabos de aço, para se obter as medidas corretas dos diâmetros dos canais das polias e tambores.

Tipo de equipamento Norma Aplicação Tambor Polia

D/d mínimo

Elevação

Elevação da lança

Moitão Elevação Elevação Arraste Perfuração Elevação Tração Compensação

ASME B30.5

ASME B30.3

ANSI M11.1

API SPEC 9B

API SPEC 9B

ASME A17.1

Guindaste

Grua

Escavadeira

Perfuradora rotativa Guindaste offshore Elevador de Passageiro

Diâmetro nominal do cabo em polegadas Folga mínima em polegadas

Folga máxima em polegadas

4.3 Ângulo de desvio

De acordo com recomendações de normas, o ângulo de desvio de cabos de aço no trecho entre a polia e o tambor, não deve exceder;

• α= 1°30’ para cabos de aço convencionais (Classes: 6x7, 6x19, 6x36, 8x19, 8x36), com enrolamento em tambor sem canais;

• β= 2° para cabos de aço Não-Rotativos, com enrolamento em tambor com canais;

• β= 4° para cabos de aço convencionais (Classes: 6x7, 6x19, 6x36, 8x19, 8x36), com enrolamento em tambor com canais.

Estas recomendações visam evitar o dano do cabo de aço, pois se o ângulo de desvio estiver maior que os máximos indicados, teremos dois inconvenientes:

• O cabo de aço manterá acentuado atrito com o flange da polia aumentando o desgaste de ambos;

• Durante o enrolamento, o cabo de aço manterá acentuado atrito com a volta adjacente já enrolada no tambor aumentando seu desgaste e promovendo danos que influenciarão na vida útil do mesmo, assim como em sua segurança.

Embora apresentada recomendação quanto ao ângulo de desvio de cabos de aço no trecho da polia com o tambor liso (sem canais), as normas recomendam que todos os equipamentos de guindar devam ser equipados com tambor com canais. Esta recomendação deve-se ao fato do inconveniente do cabo de aço, quando enrolado, deixar vazios entre as voltas de enrolamento no tambor, fazendo com que a camada superior entre nesses vazios proporcionando um enrolamento desordenado e, como conseqüência, influenciando na vida útil e segurança do mesmo.

5.1 Como manusear

O cabo de aço deve ser manuseado com cuidado a fim de evitar estrangulamento (nó), provocando uma torção prejudicial, como demonstrado no exemplo abaixo:

Nunca se deve permitir que o cabo de aço tome a forma de um laço, como demonstrado na figura 1. Porém, se o laço for desfeito (aberto) imediatamente um nó poderá ser evitado.

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