Inspección de cables de ascensor, primera parte

Condiciones que se deben buscar y procedimientos que se deben verificar al verificar los criterios de reemplazo de cables y otros problemas relacionados con la suspensión

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Este artículo se basa en una presentación de enero de 2020 de su autor en el cuarto Seminario anual de la industria de ascensores de Alberta, que fue patrocinado por Alberta Elevating Devices and Amusement Rides Safety Association. El título de esa presentación fue “Inspección de cables de ascensor. Y algunos otros problemas relacionados con las cuerdas ". . . . Editor

En casi todas las reuniones relacionadas con la formación de la industria, un primer requisito es que las sesiones comiencen y se centren en el material relacionado con la norma de seguridad de ascensores. En ese espíritu, este artículo enfatiza la inspección y evaluación del estado de los medios de suspensión (principalmente cuerdas, aunque también forman parte de la norma los “elementos de suspensión de acero recubiertos de elastómero no circular” [correas] y los cables elevadores de fibra de aramida). Un buen complemento para la inspección de cables es un resumen de algunos problemas continuos relacionados con los cables y un enlace a algunas herramientas que ahora brindan soluciones para problemas de desgaste y fallas persistentes y duraderas de los cables.

ASME A17.6-2010: Sistemas de regulación, compensación y suspensión de ascensores fue publicado por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME). Este estándar es una adición relativamente nueva a la serie. Fue desarrollado durante algunos años por el Grupo de Trabajo de Medios de Suspensión (SMTG): un subcomité de un grupo clave, el Comité de Diseño Mecánico. Tenemos la suerte de contar con un grupo de personas interesadas, en su mayoría expertos técnicos, que dan su tiempo a ASME. Aquellos que se involucren con este grupo serán informados por uno de los "veteranos" de la diferencia entre los códigos y "La (s) Norma (s)". En las décadas anteriores a 2010, ya existían varias regulaciones (reglas, pautas y estándares) en nuestra industria dirigidas a cómo se deben inspeccionar las cuerdas (medios de suspensión). En algunos casos, hubo un poco sobre la atención que deberían recibir. Aún se pueden encontrar referencias y pautas sobre cables de ascensor en los apéndices de ASME A17.1 / CSA B44 Sección 8 y ASME A17.2: Guía para inspecciones de ascensores, escaleras mecánicas y pasillos móviles Sección 3.23. Nuestros estándares de la industria están, por diseño e intención, basados ​​en el desempeño, y se hace un esfuerzo para que no sean prescriptivos.

Es importante incluir alguna explicación de cómo hablar sobre los estándares de nuestra industria en un artículo como este. Es aceptable citar secciones de estándares relacionadas y remitir al lector a ellas. Es importante tener en cuenta que, aunque un artículo evitará copiar secciones impresas de partes de las normas, no se debe suponer que aquí se tratan todos sus detalles. Este artículo no pretende ser completo ni totalmente exacto con respecto al cumplimiento de todos los requisitos del código. Si se utiliza como referencia, no se debe suponer que se incluye material de la última y más apropiada revisión del código. Los proveedores de servicios de nuestra industria deben obtener y tener copias de los estándares relevantes y las revisiones apropiadas al inspeccionar los ascensores. La escritura y las descripciones independientes no reemplazarán eso. El objetivo de este artículo es brindar al lector una descripción general de temas y conceptos importantes y, con suerte, algunas buenas ideas.

Tomando una mirada lo suficientemente específica y profunda en el estándar A17.6, podemos aprender inmediatamente (del prefacio) que este estándar fue creado para cubrir los "medios y miembros de los sistemas de suspensión, compensación y gobernador para ascensores" dentro de este estándar relativamente nuevo. (reconocido y publicado en 2010). Detalla las propiedades del material, el diseño, las pruebas, la inspección y los criterios de reemplazo para estos medios e incluye cables de acero, fibra de aramida y medios de suspensión de acero con revestimiento elastomérico no circular. El nuevo estándar propone cubrir diseños y tecnología existentes y conocidos y establecer una base para posibles nuevos diseños. El SMTG tardó algunos años en producir este estándar. El SMTG consideró las reglas y pautas ya existentes sobre cables de ascensor en A17.1 (como se indica), la Guía A17.2 para la inspección de ascensores, escaleras mecánicas y pasillos móviles y el Código de seguridad A17.3 para ascensores y escaleras mecánicas existentes.

Al respaldar una comprensión clara de las cuerdas y otras tecnologías más nuevas como "medios de suspensión", la norma A17.6 cubre (casi) toda la terminología básica, los problemas de diseño y la estructura de la cuerda, así como los materiales y grados (en términos de resistencia). e incluso sugiere alguna estructura con respecto a los sistemas de calidad por parte de los fabricantes. La información básica se establece con el objetivo de "proporcionar criterios seguros y consistentes" para los miembros de la suspensión. Antes del lanzamiento de A17.6, las experiencias anteriores al 2000 con cuerdas en el campo sugirieron la necesidad de coherencia. Muchos proveedores de cuerdas también participaron en este esfuerzo. Las secciones 1.3 a 1.9 de esta norma cubren terminología, definiciones, conceptos, propiedades mecánicas, mano de obra, dimensiones, tolerancia, requisitos de pedido, pedido, empaque e identificación.

Este artículo se enfocará en la Sección 17.6 de A1.10, que cubre el proceso de inspección de cables elevadores de alambre de acero: identificación y comprensión de los criterios de reemplazo. Una buena comprensión general del desgaste y la fatiga en los cables de acero informará al inspector para realizar una inspección concentrada en la sección de cable más utilizada (en funcionamiento), que es la parte del cable que más se dobla mientras está bajo carga de tracción. Primero, identifique el rellano común para el ascensor que se está inspeccionando. Este suele ser el rellano inferior o el piso del vestíbulo. Con el automóvil estacionado allí, marque las cuerdas en la sala de máquinas con una tiza o crayón visible a 2-3 pies antes y después de la polea motriz. Considere aquí si los sistemas de control actuales son lo suficientemente sofisticados como para que podamos hacer un marcador digital de ese lugar. Quizás entonces podríamos hacer que el ascensor conduzca exactamente a ese lugar en el hueco del ascensor donde el inspector podría pararse en la parte superior de la cabina y mirar directamente e inspeccionar la sección más utilizada.

Esta sección de cuerda identificada y marcada de 6 a 10 pies es donde concentrar la inspección: si se encuentran indicaciones para reemplazo, es probable que estén aquí. Cuando se puede ver desgaste y fatiga, se puede esperar que se muestre primero en la sección más utilizada (sección de trabajo) de la cuerda de suspensión. Sin embargo, si no se encuentra nada, se debe realizar una verificación visual del resto de la longitud de la cuerda para detectar daños visibles, condiciones adversas de la superficie (como óxido en la cuerda), torceduras en las cuerdas, si las cuerdas están correctamente encadenadas y fijadas, y si un
El cable antirrotación está en su lugar.

Después de marcar la sección "clave" / área de la cuerda, súbase a la parte superior del automóvil, tome medidas de los diámetros de la cuerda en esa sección (o use un calibre de cuerda pasa / no pasa). Durante y después de la verificación del diámetro, se deben inspeccionar las condiciones de rotura / fatiga que indican los criterios de reemplazo en la norma.

Algunos términos importantes en la norma relacionados con la inspección de los cables de suspensión instalados y la garantía de que son seguros en el momento de la inspección están en orden. Primero, en condiciones de “desgaste normal”, se permite que los cables con un diámetro de 8 mm o menos tengan una reducción de diámetro de hasta el 3.125% de su diámetro. Se permite que las cuerdas de más de 8 mm de diámetro tengan una reducción máxima de diámetro del 6.25%. A los cables en condiciones de “desgaste desfavorable” se les permiten esos mismos porcentajes de reducción de diámetro, pero el número de roturas de alambre de corona se reduce a la mitad. El “desgaste desfavorable” se explica en parte en las “NOTAS GENERALES” de la Tabla 1.10.1.2-1 (Tabla 1) y la Sección 1.10.1.2 (d). Para el "desgaste desfavorable", encontramos que la norma menciona la existencia de curvas inversas, cuerdas instaladas en poleas no metálicas, de plástico recubierto o reforzadas con fibra o en poleas con revestimientos o inserciones (ya que existe una mayor preocupación por los frenos de valle cuando no hay contacto), problemas de corrosión, carga desigual, torsión y ranuras de polea deficientes. Dar a estas "condiciones" un poco más de aviso y reflexión puede abrir las inspecciones de cables a una consideración más profunda y, quizás, a una mejor comprensión de los factores de fatiga y desgaste.

Rouge

Rouge es un tipo de óxido (u oxidación interna) generado por mellas y muescas internas de los cables dentro de las hebras de cuerda o entre las hebras. Se ve que el colorete proviene del interior de la cuerda, generalmente como una pasta roja / naranja o como polvo que sale del interior de la cuerda. Otra mirada a la Tabla 1.10.1.2-1 y al resto de la Sección 1.10 hace evidente la importancia en la inspección de buscar raspaduras en las cuerdas o descubrir roturas de valle. La existencia de rouge en cables es significativa en la inspección de cables, ya que reduce la reducción permitida del diámetro a la mitad (de 6.25% a 3.125% en cables de más de 8 mm) e indica falla inmediata si se encuentra en cables con diámetros de 8 mm o menos. Rouge también corta a la mitad los números de rotura del cable de la corona.

Antes de concluir una discusión sobre rouge, es importante describir también lo que no es rouge. Algunos han malinterpretado que el óxido de la superficie (causado por el agua o la humedad en una cuerda) podría ser rojo. También ha habido situaciones en las que la ranura de la polea es relativamente más blanda que las cuerdas. En estos casos, la propia polea arroja partículas de hierro o acero, que luego se oxidan, provocando una suspensión de polvo rojo en el aire. Este polvo también se puede ver acumulándose en los equipos en la sala de máquinas. Ninguno de estos casos es coloreado y, por lo tanto, no desencadena una inspección más agresiva según la pauta de "Cuerdas que muestran el colorete".

Se Rompe

Las roturas de valle (el alambre que se rompe debajo de la corona en los lados de los alambres que no tocan la polea) también son, como el colorete, una señal de problemas internos (e invisibles) con una cuerda. En consecuencia, la Sección 1.10.1.2 (f) y (g) requiere que una cuerda falle si hay más de una rotura de valle en cualquier tramo de tendido de la cuerda y si solo hay una rotura de valle en un tendido donde hay colorete.

Aparte de la reducción del diámetro, los alambres rotos son la indicación física y el resultado de la fatiga por flexión. Hay tres tipos diferentes de roturas de alambre de corona que un inspector debe reconocer (Figuras 5-7):

1. Distribuido aleatoriamente / equitativamente, en el que el número de descansos en una puesta en la peor sección excede los números mostrados en
   "Condiciones de uso normales"
2. Roturas de alambre desiguales / concentradas en una o dos hebras de una sola capa que exceden los números que se muestran en "Condiciones de uso normal"
3. Cuatro alambres uno al lado del otro se rompen en total, excediendo los números que se muestran en "Condiciones normales de uso". Cuando hay “condiciones de desgaste desfavorables” o hay colorete, el número máximo de roturas de cable permitidas para cada uno de los tres tipos se reduce a la mitad.

DE MOLARES

Cualquiera de los criterios de inspección detallados en ASME A17.6-2010 que se cumpla indica que es necesario reemplazar el juego completo de cables. El momento y la urgencia del reemplazo del cable es un proceso que se maneja entre la autoridad competente y el proveedor de servicios de ascensores. Encontrar solo una de las condiciones prohibidas en una cuerda normalmente sugiere que hay algo de tiempo para organizar y programar un reemplazo de cuerda para ese elevador. Algunas autoridades competentes pueden emitir una orden después de la inspección y permitir hasta 60 o 90 días para que se complete el reemplazo. Si se determina que los cables tienen varios o muchos criterios de reemplazo en varios cables durante la inspección, la autoridad competente y / o el proveedor de servicios pueden tomar la decisión de apagar el elevador y ordenar el reemplazo inmediato del cable. Esta parte del proceso es importante y debe discutirse y determinarse in situ.

Detalles específicos

La norma tiene algunos requisitos específicos que vale la pena señalar y conocer. La sección 17.6 de ASME A2010-1.10.3 incluye detalles sobre la medición del diámetro del cable durante la inspección: “La medición del diámetro se tomará en una porción recta de cuerda en la peor ubicación. Se tomarán dos mediciones en la misma posición en ángulo recto. . . . Las cuerdas se reemplazarán si ambas medidas están por debajo del valor de reemplazo. . . . Si solo una de las medidas está por debajo del valor de reemplazo, se aplicarán los criterios de rotura de cables en 'Condiciones de desgaste desfavorables'. Consulte la Tabla 1.10.1.2-1 ”. Esta medición se puede hacer con un buen juego de calibradores (calibrados) o usando un medidor de pasa / no pasa. La parte de un calibre de pasa / no pasa de cuerda apropiado para el diámetro de la cuerda que se está revisando no debe encajar sobre ella. Si el calibre se ajusta al tamaño de cuerda indicado, se ha superado la reducción máxima permitida. También hay medidores diseñados para medir la reducción de medio paso si hay colorete. Si usa uno, asegúrese de que el medidor haya sido diseñado y fabricado para cumplir con A17.6-2010 (o posterior, según corresponda). Los cambios realizados en la tabla de reducción de diámetro en A17.6 reflejan reducciones porcentuales consistentes. Los medidores más antiguos, en cambio, reflejaban porcentajes variantes. Por lo tanto, es posible que los calibres de pasa / no pasa de cuerda diseñados o fabricados antes de la publicación de esta norma no cumplan con los requisitos de diámetro y color.

A17.6-2010 Sección 1.10.3 dice, “Reemplazo de todos los cables, excepto los cables del regulador (ver ASME A17.1 / CSA B44, requisito 8.6.3.4), debe cumplir con los requisitos del 1.10.4.1 al 1.10.4.6. " Vale la pena considerar la mayoría de estos seis requisitos aquí. La primera sección, por supuesto, indica que los cables de reemplazo deben ser los especificados por el OEM (detallados en la placa de datos de la cruceta) o ser al menos equivalentes en resistencia, peso y diseño. Esta última afirmación es importante, porque ahora hay disponibles cuerdas "equivalentes". En particular, hay cuerdas con nueve torones que son superiores para los sistemas de ascensores más exigentes que las cuerdas originales utilizadas.

La Parte 1.10.4.2 de esta sección dice que los cables que “se hayan instalado y usado previamente en otra instalación no se deben reutilizar”. La Parte 1.10.4.3 establece que todas las cuerdas en un conjunto deben ser reemplazadas, excepto según lo permitido por 1.10.5, que indica:

“Si una cuerda de un juego está desgastada o dañada y requiere reemplazo, se reemplazará todo el juego de cuerdas; excepto que, cuando un cable se haya dañado durante la instalación o las pruebas de aceptación antes de someterse al servicio de ascensor, se permitirá reemplazar un solo cable dañado por uno nuevo siempre que se cumplan los requisitos de 1.10.4.4 y 1.10.5.1 a 1.10.5.1.6. XNUMX se cumplen. Los daños incluyen, entre otros, cuerdas torcidas ".

Más lejos, ". . .los cables de suspensión, incluidos los dañados, no deberán haber sido acortados desde su instalación original.” Las otras secciones cubren los requisitos de las etiquetas de datos de cuerdas, así como las sujeciones adecuadas de cuerdas que cumplen con el requisito 17.1 de ASME A44/CSA B2.20.9.

Esta norma también introdujo el concepto de un requisito de resistencia residual restante del 60% de un cable de acero o los otros dos medios de suspensión (cable de aramida o hebras de acero recubiertas de elastómero no circular). Este requisito quizás sugiera que existe evidencia a través de extensas pruebas de fatiga por flexión para certificar que hay más del 60% de resistencia residual en estos medios de suspensión hasta el momento en que sea necesario reemplazarlos. Este requisito es necesario para los medios de suspensión para los que no se puede inspeccionar visualmente si hay desgaste o degradación. El concepto continúa siendo discutido en los comités del código ASME, incluido el Comité de Diseño Mecánico.

En A17.6-2010 Sección 1.10.1.2.1 para cables de acero, establece que “el fabricante del cable y considerando la aplicación, debe establecer el límite de vida de diseño para asegurar que la resistencia residual de los cables de alambre de menos de 8 mm (0.315 pulg. .) el diámetro no es inferior al 60% de la fuerza mínima de rotura en el momento de la sustitución ”. Hay un lenguaje similar para los otros dos tipos de medios de suspensión aceptados en las Secciones 2.9.4 y 3.7.4.

Conclusión

En el pasado, existía el requisito de que un juego de cables para una instalación de ascensor (original o de reemplazo) no solo debía tener el mismo diámetro, tipo y diseño del mismo fabricante, sino también del mismo carrete o serie de fabricación. Ese requisito se eliminó en el código antes de la publicación de A17.6-2010. Queda claro que los cables de un juego “serán nuevos, todos del mismo fabricante y del mismo material, grado, construcción y diámetro” (de la Sección 1.10.4.4).

El antiguo requisito de que los cables provengan del mismo carrete fabricado (o incluso del mismo número de lote de producción) era un costo oneroso e innecesario que también causaba grandes retrasos en la obtención de cables de reemplazo. La experiencia ha demostrado que cuando el cable es del mismo tipo y diámetro y proviene del mismo fabricante (incluso de diferentes lotes de fabricación), el diseño (longitudes de tendido) y el proceso de fabricación (incluidas las máquinas y los materiales del fabricante) son los mismos y están controlados. Desde que se tomó esa determinación, se ha observado que las cuerdas son compatibles y trabajarán juntas como un conjunto. Esto ha sido bien establecido y probado por el suministro a miles de instalaciones de ascensores.

Con una comprensión de la inspección de los cables y los criterios para su reemplazo, un siguiente pensamiento lógico sería: "¿Qué causa el desgaste y la fatiga de los cables (medios de suspensión)? ¿Qué factores están involucrados y qué podemos hacer, en todo caso, para Gestionar y reducir el progreso del desgaste y las fallas por fatiga Esta es una oportunidad de control de costos que debería favorecer e interesar a los propietarios de ascensores y a quienes prestan el servicio. Se planea un artículo futuro que cubra las causas del aumento de fallas del cable y lo que acelera la necesidad de reemplazo. Conocemos todos los factores desde hace muchos años. Lo que nos faltaba eran herramientas y sistemas que presenten y apoyen una estrategia eficaz para el cuidado y seguridad de los medios de suspensión.

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