Rigging | Troy Raines | 16 sep. 2019
Un valor de Charpy es la medición de la toughness
de un material y se determina mediante la realización de una prueba de impacto de Charpy. La prueba de impacto Charpy utiliza un peso oscilante para golpear una muestra de material que ha sido mecanizado a tolerancias específicas y con muescas. En muchos casos, la muestra también se enfría a temperaturas muy bajas para simular climas y estaciones más fríos del año. La distancia a la que el peso oscila más allá de la muestra indica cuánta fuerza (medida en julios, ft-lbs.) se necesitó para romper la muestra. Esa fuerza es el valor de Charpy (llamado así por Georges Charpy, quien ideó esta metodología).
Muchos fabricantes ofrecen grilletes de alto valor Charpy y enlaces maestros para su uso en condiciones extremas. Esto siempre me pareció extraño y me trae a colación tres preguntas en la mente:
Encontrar respuestas a estas preguntas no fue una tarea fácil y resultó ser una empresa costosa, así que quiero compartir lo que encontré con usted para ahorrarle tiempo y dinero.
Todavía no he encontrado una respuesta lógica a esta. Por ejemplo, en la industria offshore, me dijeron que la mayoría de los aparejos se realizan con eslingas de cable de alambre y, normalmente, estas eslingas no tienen hardware conectado. Y, otra rareza es que los estándares de enlace maestro solo requieren una prueba de valor Charpy en la soldadura.
Luego, hay otros tipos de eslingas y hardware que no tienen requisitos de Charpy que se utilizan en las mismas condiciones, pero estos no están fallando. Entonces, esto plantea la pregunta, ¿por qué se necesita un requisito de Charpy en grilletes y enlaces maestros? ¿Se hace solo porque son más fáciles de fabricar con un Charpy alto? Estos productos suelen tener una dureza menor que los ganchos y los eslabones de acoplamiento mecánico y, como norma general, los valores de Charpy son menores cuanto mayor es la dureza. Si tiene información adicional, realmente le agradecería que la compartiera en la sección de comentarios al final de este blog.
Al principio pensé que tal vez. Existe la posibilidad de que los productos de aparejo no se deformen significativamente antes de fallar a temperaturas de funcionamiento más bajas. Pero, por lo que he encontrado hasta ahora, los aceros modernos comúnmente utilizados en equipos de aparejo permanecen dúctiles a temperaturas realmente bajas. Por lo tanto, creo que es necesario realizar pruebas adicionales de la ductilidad del producto de aparejo a -20 ° C para determinar si tener un requisito de Charpy mejora el rendimiento a estas temperaturas. ¿Alguno de ustedes ha hecho una prueba como esta antes? Si es así, por favor hágamelo saber en la sección de comentarios a continuación.
Otra teoría que justifica los altos requisitos de Charpy para los equipos de aparejo es que las grietas se extenderán más lentamente en materiales con un alto valor de Charpy. Pero, también aprendí que un producto con un valor bajo de Charpy no es más probable que falle a menos que ya tenga una grieta. Dicho esto, parece que un valor más alto de Charpy podría ser deseable en un entorno extremo, especialmente donde la inspección es más difícil y la falla más probable. Pero, todos sabemos que el hardware agrietado no debe usarse. Todos los estándares dicen que las grietas son un criterio de "eliminación del servicio", por lo que esto no tiene sentido.
Para probar o refutar la relevancia del valor charpy, entrevisté a cientos de expertos de la industria con más de mil años de experiencia acumulada. En todas estas entrevistas, solo escuché de dos historias relacionadas con fallas en los equipos que podrían involucrar los valores de Charpy.
La primera historia es que un grillete falló debido al impacto a temperaturas "normales" mientras se probaba otro hardware. Una investigación adicional reveló que un fabricante de alto valor charpy de buena reputación hizo el grillete y se estaba utilizando con una bola de demolición. Esto demuestra que incluso los productos de alto valor charpy pueden ser abusados hasta el fracaso.
La segunda historia fue una falla reportada de cadenas que se rompieron durante la construcción invernal de una mina de diamantes canadiense a -60 ° F. El problema aquí era que se trataba de cadenas de tracción envueltas alrededor de los neumáticos de un movimiento de tierras. Nadie que entrevisté era consciente de una falla relacionada con la tenacidad a baja temperatura en los componentes de elevación.
Entonces, ¿por qué no hubo fallas conocidas de equipos de aparejo sin requisitos de Charpy? ¿Fue porque la gente sabe mejor que usar productos desgastados o dañados? ¿Fue porque una prueba de Charpy solo evalúa el material sin considerar el diseño del producto? De todos modos, estas entrevistas no me dieron una razón justificable para agregar costos a un producto para aplicaciones generales de elevación.
Mi tercera pregunta fue la parte más cara de mi investigación. Para responder a esto, adquirí muestras de diferentes productos de aparejos de diferentes regiones y fabricantes y los sometí a una prueba de Charpy. En total, probé 44 productos de 8 países.
Solo probé tipos comunes de hardware de fabricantes conocidos de buena reputación. Las pruebas se realizaron en un laboratorio independiente de terceros según la norma EN 10045. Los pasadores de carga no se probaron, ya que generalmente son de una dureza más alta con una tenacidad más baja. Las muestras también son generalmente demasiado pequeñas para las muestras estándar.
Las pruebas revelaron un alto grado de variación, incluso dentro de un tipo de producto o fabricante. El valor más bajo fue de 7 julios y el más alto fue de 158 julios.
Si la falta de dureza, como lo demuestran los altos valores de Charpy, fuera un problema, este tipo de variación entre las grandes empresas internacionales de buena reputación causaría que las fallas relacionadas fueran ocurrencias comunes. Dado que este tipo de fallas no son comunes, agregar un requisito de dureza es una carga indebida y perjudicial para el mercado. Sobre la base de estos hallazgos, cualquier estándar general de producto de elevación no debe requerir un valor de Charpy. Hacerlo favorecería a una porción menor de los fabricantes de hardware de aparejo y aumentaría el costo sin justificación.
Mexico - EN
