Rope grade explained.

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Grados en los cables de acero

El término “grado de cable” se utiliza habitualmente en las normas internacionales para clasificar los cables de acero. Aunque puede parecer lógico asumir que, cuanto mayor sea el grado de cable, mayor será la resistencia a la tracción de los alambres que lo componen, por consiguiente, mayor será la carga de rotura correspondiente del cable,  aunque esto no siempre es así.

Algunos fabricantes de cables de acero pueden ofrecer diferentes diseños de cable con el mismo diámetro nominal, construcción y carga de rotura, pero especificando distintos grados de cable. Esta práctica puede generar confusión entre los usuarios, tanto al especificar o describir cables de acero como al recibir cables certificados con diferentes grados de cable.

Este boletín tiene como objetivo proporcionar información de referencia que ayude al usuario a comprender el concepto de grado de cable, tal como se utiliza en determinadas normas internacionales seleccionadas para la descripción de cables de acero de torones.

Normas europeas (por ejemplo, serie EN 12385).

Muchos cables de acero, se fabrican conforme a normas de la serie EN 12385. Entre ellos se incluyen los destinados a aplicaciones generales de izaje contemplados en la Parte 4 de esta norma, EN 12385-4  "Cables de acero – Seguridad – Parte 4: Cables de torones para aplicaciones generales de izaje".

Esta norma incluye tablas de carga de rotura para las distintas construcciones y diámetros nominales de cable. La Fuerza Mínima de Rotura (MBF) para cada diámetro de cable indicado en estas tablas se especifica en función de un grado de cable, normalmente 1770, 1960 o 2160.

Sin embargo, los fabricantes de cables también producen construcciones que ofrecen una mayor carga de rotura y un mejor desempeño, las cuales son ampliamente utilizadas, aunque sus cargas de rotura no se encuentran específicamente incluidas en estas tablas. La carga de rotura de estas construcciones, comúnmente denominadas cables de alto desempeño, puede estar especificada en los catálogos de cada fabricante.

En estas normas se describen los conceptos de grado de cable (Rr) y grado de resistencia a la tracción del alambre (R):


Grado de cable (Rr): es un nivel de requisito de carga de rotura designado mediante un número (por ejemplo, 1770, 1960 o 2160). Extracto: EN 12385-2, cláusula 3.10.11.

Nota: Esto no significa que los alambres que componen el cable tengan necesariamente ese mismo grado de resistencia a la tracción.

Grado de resistencia a la tracción del cable de acero (R): nivel de requisito de resistencia a la tracción de un alambre y su correspondiente rango. Se designa mediante el valor correspondiente al límite inferior de resistencia a la tracción y se utiliza para la especificación de alambres y para determinar la carga mínima de rotura calculada o la carga mínima de rotura agregada calculada, expresada en N/mm².
Extracto: EN 12385-2, cláusula 3.1.10.

Para aquellos cables en los que el grado de cable sea aplicable, los grados de resistencia a la tracción de los alambres estarán sujetos a los límites indicados a continuación.
Extracto: EN 12385-4, cláusula 5.2.1.

Grados de resistencia a la tracción del alambre (excluyendo los alambres centrales y de relleno) para cada grado de cable.
Grados de cableGrados de resistencia a la tracción del alambre (N/mm2)
MinMax
177015701960
196017702160
216019602160

Cables: fabricación completa, deben cumplir con la norma EN 10264-2.

Grados de resistencia a la tracción del alambre – variaciones permitidas: los grados de resistencia a la tracción se especifican en las partes 2, 3 y 4 de la norma EN 10264. Estos valores corresponden a los límites inferiores de resistencia a la tracción para cada grado de alambre. El límite superior permitido para los alambres de acero no aleado destinados a cables no deberá exceder los límites inferiores en un valor mayor que los indicados en la tabla siguiente.
Extracto: EN 10264-1, cláusula 5.2.1.

Variaciones permitidas de la resistencia a la tracción
Diámetro nominal del alambre: d (mm)Tolerancia positiva permitida sobre el valor nominal del grado de resistencia a la tracción, MPa (N/mm²) 
0.2 < d < 0.5390
0.5 < d < 1.0
350
1.0 < d < 1.5
320
1.5 < d < 2.0
290
2.0 < d < 3.5
260
3.5 < d < 8.0
250

La conformidad con los requisitos del grado de cable deberá verificarse mediante la revisión visual de la documentación de inspección proporcionada con los alambres, considerando el valor de la fuerza mínima de rotura del cable.

Extracto: EN 12385-4, cláusula 6.5.

Ejemplo:

Cable Dyform 6xK36WS-IWRC de 26 mm, grado 1960, galvanizado (B), RHOL (sZ), con una fuerza mínima de rotura (MBF) de 560 kN. Se trata de un cable de grado 1960, lo que permite utilizar alambres con grados de resistencia a la tracción entre 1770 y 2160. El diámetro del alambre exterior es de 1,47 mm, para el cual se permite una variación de 320 N/mm². Los alambres exteriores individuales de este cable podrían tener una resistencia a la tracción real entre 1770 N/mm² y 2450 N/mm².

Por lo tanto, este cable podría describirse y certificarse como de grado 1770, 1960 o 2160, siempre que se alcance el valor de fuerza mínima de rotura especificado.

ESPECIFICACIÓN A1023 DE LA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM)

La especificación ASTM A1023 – Cables de acero de carbono toronados para uso general es la norma para cables más ampliamente utilizada en Norteamérica y es distribuida por ASTM bajo la supervisión del American National Standards Institute (ANSI).

La norma A1023 también especifica los grados de cable de manera similar a la norma EN. Para aquellos cables en los que aplica un grado de cable, el grado de resistencia a la tracción de los alambres deberá ajustarse a los límites indicados en la tabla siguiente.

Extracto: API 9A, Tabla 1.

Rango de grados de resistencia a la tracción del alambre
Grados según cableGuía de Resistencia a la Tracción del Alambre
IPS (Improved Plow Steel) Nivel 2 o 1570 a nivel 4 o1960
EIPS (Extra Improved Plow Steel) Nivel 3 o 1770 a nivel 5 o 2160 
EEIPS (Extra Extra Improved Plow Steel)Nivel 4 o 1960 a nivel 6 o 2160
11701570 o nivel 2 a1960 o nivel 4
19601770 o nivel 3 a 2160 o nivel 5
21601960 o nivel 4 a 2160 o nivel 6

Los requisitos de resistencia a la tracción de los alambres se determinan mediante el nivel del alambre, según lo especificado en la norma ASTM A1007, o mediante el grado de resistencia a la tracción, según lo especificado en la norma ISO 2232, extracto: ASTM A1023, sección 3.13.2.

ESPECIFICACIÓN 9A DEL AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API)

Una norma ampliamente utilizada en las industrias del petróleo y gas es la especificación 9A del American Petroleum Institute (API), "Especificación para cables de acero", la cual adopta el criterio de especificación del grado de cable establecido en la norma A1023.

Para aquellos cables en los que aplica un grado de cable, los grados de resistencia a la tracción de los alambres deberán ajustarse a los límites indicados en la tabla siguiente, extracto: API 9A, Tabla 1.

Rango de resistencia a la tracción del alambre
Grados segun cablesGuía de Resistencia a la Tracción del Alambre
IPS (Improved Plow Steel) Nivel 2 o 1570 a nivel 4 o 1960
EIPS (Extra Improved Plow Steel) Nivel 3 o 1770 a nivel 5 o 2160
EEIPS (Extra Extra Improved Plow Steel)Nivel 4 o 1960 a nivel 6 o 2160
11701570 o nivel 2 a 960 o nivel 4
19601770 o nivel 3 a 2160 o nivel 5
21601960 o nivel 4 a2160 o nivel 6

Notas:

  1. El método de ensayo para alambres con grados de resistencia a la tracción 1770, 1960 y 2160 deberá realizarse de acuerdo con lo establecido en la norma ISO 2232.

  2. El método de ensayo para alambres con grados de resistencia a la tracción Nivel 2, 3, 4 y 5 deberá realizarse de acuerdo con el Anexo B de la norma API 9A.

  3. No todos los cables (por ejemplo, los de gran diámetro, normalmente superiores a 60 mm) necesariamente tendrán un grado de cable especificado.

Las variaciones permitidas en la resistencia a la tracción de los alambres de acero no aleado no deberán exceder los valores nominales en una magnitud superior a la indicada en la tabla siguiente. (Extracto: API 9A, Tabla A.1, para la especificación del grado de cable según ASTM A1023.)

Para aquellos cables en los que aplica un grado de cable, el grado de resistencia a la tracción de los alambres deberá ajustarse a los límites indicados en la tabla siguiente. (Extracto: API 9A, Tabla 1.)

Variaciones permitidas de la resistencia a la tracción
Diámetro nominal del alambre: d (mm)Tolerancia positiva permitida sobre el valor nominal del grado de resistencia a la tracción, MPa (N/mm²)
0.2 < d < 0.5390
0.5 < d < 1.0
350
1.0 < d < 1.5
320
1.5 < d < 2.0
290
2.0 < d < 3.5
260
3.5 < d < 8.0
250


Nota: En el caso de alambres de acero aleado, los valores máximos no deberán ser superiores al valor mínimo más un 15 %.

Para los grados de resistencia a la tracción del alambre Niveles 2, 3, 4 y 5, los valores máximos de resistencia a la tracción no deberán ser superiores en más de 207 N/mm² (30.000 lb/in²) respecto de los valores mínimos.

Información adicional disponible en:

Para más orientación contactenos vía correo contact@bridon-bekaert.com

Referencia: TB.002 Ed.1 Sept 2021