¿Cuál es el límite de carga de trabajo de las cadenas?

Definición de límite de carga de trabajo

La carga límite de trabajo (WLL) es la carga estática máxima que la cadena puede soportar en condiciones normales de uso. Es lo que comúnmente llamamos "WLL" (carga máxima de trabajo). Refleja con precisión la carga segura que la cadena puede soportar. También es un parámetro clave al diseñar, seleccionar y utilizar la cadena para garantizar la seguridad durante su uso.

Factores que afectan la WLL

La carga límite de trabajo (CMT) de una cadena se ve afectada por numerosos factores. Los diferentes materiales, entornos de uso y procesos de fabricación tendrán distintos efectos en la CMT de la cadena soldada.

Material

Acero carbono: Cadena de acero al carbono Tiene una carga de trabajo baja y solo es adecuada para aplicaciones ligeras.
Acero aleado: Al añadir elementos como el cromo y el molibdeno, la resistencia y la tenacidad del material se mejoran considerablemente. Esto hace cadenas de acero aleado Mucho más fuerte y se puede utilizar para alguna maquinaria pesada.
Acero inoxidable: Cadenas de acero inoxidable Son resistentes a la corrosión y se pueden utilizar en entornos marinos o químicos, pero su carga de trabajo (WLL) es de aproximadamente 80% de cadenas de acero al carbono.

Proceso de fabricación

Tratamiento térmico: El temple y revenido pueden mejorar eficazmente la dureza y tenacidad de las cadenas soldadas, aumentando su capacidad de carga (WLL).
Proceso de soldadura: La soldadura automatizada por flash o la soldadura por arco de argón pueden reemplazar la soldadura manual tradicional. El uso de técnicas de soldadura completa garantiza una soldadura completa, lisa y sin burbujas ni grietas, lo que mejora la dureza de las uniones soldadas.
Tratamiento de superficie: La galvanización o el recubrimiento por inmersión en caliente pueden mejorar la resistencia al óxido y la dureza de la superficie, lo que también puede mejorar la capacidad de carga (WLL) de las cadenas.

Tamaño y estructura

Diámetro del alambre: Se refiere al diámetro del alambre utilizado para producir la cadena soldada. La CMT es proporcional al cuadrado del diámetro del alambre. Por ejemplo, una cadena de 12 mm de diámetro tiene cuatro veces la CMT de una cadena de 6 mm.
Paso: La longitud del paso (como en cadenas de eslabones cortos o largos) puede afectar directamente la capacidad de carga (WLL). Las cadenas de eslabones cortos tienen una WLL mayor que las cadenas de eslabones largos del mismo diámetro de alambre y material.
Forma del eslabón de la cadena: Los eslabones de cadena soldados suelen ser ovalados en lugar de redondos porque los eslabones ovalados tienen mayor resistencia a la tracción.

Tipo de carga

Carga estática: Una carga que aumenta lentamente y la WLL se puede utilizar directamente de acuerdo con la carga.
Carga de impacto: Si se utiliza una cadena como cadena de seguridad Para detener un objeto que cae repentinamente, la fuerza de tracción en la cadena será 2-3 veces el peso del objeto, por lo que es necesario elegir una cadena con una WLL mayor.

Factores ambientales

Temperatura: La cadena de acero al carbono será frágil a bajas temperaturas y las altas temperaturas reducirán la resistencia de las cadenas, por lo que se deben elegir cadenas de acero con mayor WLL para entornos de baja o alta temperatura.
Corrosión: Cuando se utiliza en agua de mar, la cadena debe usarse solo a 50% o incluso 30% de su WLL, y la corrosión de la superficie de la cadena debe verificarse periódicamente.

Desgaste

La cadena soldada se desgastará con el uso prolongado y su capacidad de carga disminuirá gradualmente. Es necesario revisarla periódicamente para evitar accidentes.

Relación entre WLL y parámetros relacionados

Resistencia a la ruptura

La resistencia a la rotura se obtiene mediante pruebas, aplicando una carga creciente a la cadena hasta que se rompe. La fuerza que soporta la cadena en el momento de la rotura es su resistencia a la rotura, también conocida como fuerza de rotura. Esta fuerza tiene la relación más directa con la carga de trabajo máxima (WLL).

Factor de seguridad

El factor de seguridad es un parámetro importante de las cadenas de acero, puede medir el margen de seguridad entre la fuerza de rotura y la carga de trabajo real, garantizando la seguridad de la cadena durante el uso y que no se dañará incluso en un accidente.

El límite de carga de trabajo (WLL) se puede calcular utilizando la resistencia a la rotura y el factor de seguridad:

WLL = Resistencia a la rotura/Factor de seguridad

Por ejemplo, si una cadena tiene una resistencia a la rotura probada de 10 toneladas y un factor de seguridad de 5, entonces su carga de trabajo máxima (WLL) es:

WLL=10÷5=2 toneladas

Además, diferentes aplicaciones requieren diferentes factores de seguridad.

Por ejemplo:

Si la cadena de acero se utiliza en la industria de elevación, el factor de seguridad generalmente es 4 o 5.

Pero si las cadenas se utilizan en aplicaciones que involucran seguridad humana, el factor de seguridad puede incluso llegar a 8, como en el caso de los aparejos de escenarios, etc.

Normas relacionadas con WLL

Normas ISO

ISO 1834: Esta norma especifica las clasificaciones y los límites de carga de trabajo (CMT) de las cadenas de acero soldadas, como los grados G80 y G100. Su rango de ensayo incluye tensión, fatiga, flexión, etc.

Normas ANSI

ASME B30.9: Este es el estándar americano para cadenas de elevación, lo que requiere que se tomen muestras de la cadena para realizar una prueba de rotura antes del envío.
Regulaciones de OSHA: Es obligatorio utilizar cadenas con Etiquetado de WLL, y la sobrecarga es ilegal.

Normas DIN

DIN 5685: Esta norma alemana para cadenas de alta resistencia define la composición química y el rango de dureza de las cadenas de grado 80 y grado 100.

Tenga en cuenta que la WLL tiene diferentes requisitos según los distintos estándares.

Por ejemplo, según la norma ISO, una cadena soldada G80 de 10 mm tiene una carga de trabajo de aproximadamente 8 toneladas y un factor de seguridad de 4. Sin embargo, como la norma DIN es más estricta, una cadena G80 de 10 mm del mismo material y proceso de fabricación tiene una carga de trabajo de aproximadamente 7 toneladas según la norma DIN.

Cómo elegir la cadena adecuada con la carga de trabajo adecuada

Al seleccionar una cadena, además del tamaño y el material, la carga límite de trabajo (CMT) es el factor más importante. Garantiza que la cadena no se deforme ni se rompa durante el uso.

El siguiente ejemplo explica cómo elegir la cadena más adecuada para WLL de una forma más intuitiva:

Solicitud: Utilizando equipo de elevación para levantar un objeto de 10 toneladas.
Factor de seguridad: Dado que se trata de una aplicación de alto riesgo, se selecciona un factor de seguridad de 5.
Carga: En el momento del levantamiento, la fuerza de impacto puede alcanzar 1,5 veces el peso, por lo que necesitamos una carga total de 10*1,5=15 toneladas, que es una carga segura.

Según el factor de seguridad y la carga requerida, podemos calcular la fuerza de rotura de la cadena requerida como:

15*5=75 toneladas

Entonces podemos elegir la cadena más adecuada de acuerdo con la tensión de rotura de la cadena, es decir, la cadena G100 de 18 mm, que tiene una fuerza de rotura de 80 toneladas, y puede satisfacer nuestras necesidades.

Consideraciones ambientales

Si la cadena se utiliza en un entorno marino, se debe seleccionar acero inoxidable 316 por su resistencia a la corrosión.

Sin embargo, el acero inoxidable tiene una resistencia menor que el acero de aleación, por lo que debemos realizar cálculos según las circunstancias específicas para reducir adecuadamente la carga de trabajo (WLL) con el fin de mejorar su resistencia a la rotura y aumentar la seguridad.

Resumen

La carga límite de trabajo (WLL) es el dato de seguridad más directo de la cadena de acero soldada. Debe seleccionarse en función del material, el entorno de uso, el proceso de producción y las condiciones reales de trabajo. Los puntos clave son:

Al elegir WLL, la carga debe calcularse de acuerdo con el peor escenario posible.
Dado que los distintos fabricantes de cadenas de acero tienen distintos procesos de producción, la carga útil máxima real puede variar. Por lo tanto, siga los datos del fabricante y no realice estimaciones sin fundamento.
Después de elegir las cadenas de acero con WLL correcta, es necesario revisarlas regularmente durante el uso y registrarlas en detalle para evitar el desgaste con el tiempo, lo que puede reducir la WLL y provocar accidentes de seguridad.

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