Cabos de aço

LAAM OFFSHORE

Os cabos de aço para uso geral deverão ser inspecionados conforme ABNT NBR ISO 4309.

Parte 1
Introdução

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Módulo 1 - Aula 1 - Introdução

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Módulo 1 - Aula 2 - Tipos de alma

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Módulo 1 - Aula 3 - Resistência à tração

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Módulo 1 - Aula 4 - Tipos de acabamento

Módulo 1 - Aula 5 - Resistência dos cabos de açp

Módulo 1 - Aula 6 - Lubrificação

Módulo 1 - Aula 7 - Carga de trabalho e fator de segurança

Módulo 1- Aula 8 - Diâmetro do cabo de aço

Parte 2
Critérios de descarte

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Os cabos de aço devem ser descartados conforme a norma ISO 4309 quando apresentam desgaste excessivo, como ruptura de arames, deformações, corrosão, redução do diâmetro, danos na alma ou sinais de fadiga. A aplicação rigorosa desses critérios é crucial para garantir a segurança e a integridade das operações.

Resumo NBR ISO 4309

Cuidados especiais

a) Ancoragem no tambor
A seção do cabo de aço onde ocorre a ancoragem no tambor exige inspeção especial, pois é um ponto de fixação crucial. Problemas de desgaste ou deformação nesta área podem comprometer a estabilidade e a segurança do cabo. A inspeção deve verificar se o cabo está firmemente ancorado e se não há sinais de desgaste, como afrouxamento ou deformação no ponto de fixação.

b) Qualquer seção nas proximidades de uma terminação do cabo
As extremidades do cabo, particularmente onde ele entra na terminação, estão sujeitas a vibrações e outros efeitos dinâmicos que podem causar rompimentos de arames. A inspeção deve incluir verificação de frouxidão nos arames, sinais de desgaste e corrosão. Terminações removíveis, como soquetes cunha, devem ser inspecionadas para garantir a montagem correta e ausência de arames rompidos.

c) Qualquer seção que passe por uma ou mais roldanas
O desgaste nas seções que passam por roldanas é comum devido ao contato constante com os canais das roldanas. Este ponto de passagem precisa ser inspecionado para identificar desgastes, achatamentos e rompimentos de arames. A degradação dessas áreas afeta diretamente a segurança do cabo e sua funcionalidade.

d) Qualquer seção que passe por um indicador de carga segura que incorpore roldanas
As áreas do cabo que passam por dispositivos de monitoramento de carga são submetidas a pressão adicional e a atrito. A inspeção deve verificar se há sinais de desgaste ou deformações causadas pela interação com esses dispositivos, garantindo que o cabo mantenha sua integridade.

e) Qualquer seção que passe pelo moitão
A passagem pelo moitão representa um ponto de alto desgaste, onde o cabo é submetido a forças de tração e flexão. A inspeção deve garantir que não há achatamentos, arames saltados ou danos estruturais, que podem surgir devido ao uso intensivo nessa área.

f) No caso de operações repetitivas, qualquer parte do cabo que esteja sobre uma roldana em condição carregada
Em operações repetitivas, partes do cabo que permanecem sobre a roldana durante a movimentação de carga sofrem desgaste contínuo. A inspeção frequente dessas áreas é crucial para evitar rompimentos inesperados, dada a pressão constante aplicada ao cabo em cada ciclo.

g) Aquela parte do cabo que fica sobre uma roldana compensadora
Roldanas compensadoras mantêm o cabo em posição, mas podem gerar desgastes específicos. Esse trecho do cabo deve ser verificado quanto à presença de desgastes assimétricos ou deformações que possam comprometer sua performance.

h) Qualquer seção que passe por dispositivo de enrolamento
Ao passar por dispositivos de enrolamento, o cabo é exposto a torções e tensões adicionais. A inspeção dessas seções deve focar em identificar possíveis dobras ou torções que possam ter surgido e avaliar se o cabo está adequadamente acomodado nos canais de enrolamento.

i) Seções que enrolam no tambor, especialmente nas zonas de cruzamento em enrolamento multicamada
As zonas de cruzamento, onde uma camada de cabo se sobrepõe a outra no tambor, são especialmente vulneráveis a deformações e arames rompidos. A inspeção deve observar se há algum sinal de desgaste excessivo ou dano nestes pontos para evitar falhas.

j) Qualquer seção submetida à abrasão por condições externas (exemplo: alçapão de convés)
Exposição a elementos externos como abrasão ou corrosão, especialmente em ambientes marítimos, pode deteriorar rapidamente o cabo. Inspeções visuais frequentes nessas áreas são recomendadas para detectar sinais de desgaste ou corrosão antes que se tornem severos.

k) Qualquer parte do cabo exposta ao calor
O calor excessivo pode prejudicar a resistência dos arames de aço e causar perda de lubrificação, essencial para evitar corrosão e desgastes. Partes do cabo que foram expostas ao calor devem ser inspecionadas quanto a sinais de descoloração e perda de flexibilidade, e, se necessário, descartadas para garantir a segurança.

Essas descrições fornecem uma visão detalhada de cada seção crítica, fundamentada nas diretrizes da NBR ISO 4309 para manter a integridade e a segurança dos cabos de aço em equipamentos de movimentação de carga.

Critérios de descarte para arames rompidos visíveis

Arames rompidos que ocorrem aleatoriamente em seções do cabo que passam por uma ou mais roldanas de aço, ou pelo tambor quando em camada única, ou em áreas de cruzamento no enrolamento em múltiplas camadas no tambor representam um tipo de deterioração comum e crítico em cabos de aço. Esses rompimentos são muitas vezes causados pelo desgaste natural devido ao atrito e à flexão repetitiva que o cabo sofre ao passar por roldanas e tambores. É essencial realizar inspeções regulares dessas áreas para identificar a presença de arames rompidos que possam comprometer a segurança e a integridade do cabo. A norma NBR ISO 4309 recomenda que, para avaliar esses rompimentos aleatórios, consulte-se a Tabela 3 no caso de cabos de camada única ou fechados paralelamente, e a Tabela 4 para cabos que apresentam resistência à rotação. Esses valores estabelecem critérios para decidir se o cabo deve ser mantido em operação ou se é necessário seu descarte.

Arames rompidos agrupados em trechos que não são enrolados no tambor devem ser analisados com atenção, principalmente quando o agrupamento de rompimentos ocorre em uma ou duas pernas adjacentes. Esse tipo de deterioração pode indicar uma fraqueza localizada no cabo, que tende a se agravar com o uso contínuo. Nesses casos, mesmo que o número de arames rompidos seja inferior aos valores especificados para o comprimento de 6d nas Tabelas 3 e 4, pode ser necessário descartar o cabo para evitar o risco de falhas graves. A concentração de rompimentos em pontos específicos aumenta o risco de que o cabo se rompa sob carga, comprometendo a segurança das operações.

Arames rompidos no vale são outra situação de atenção, onde dois ou mais arames rompem em um trecho específico do cabo, conhecido como “vale”. O vale é o espaço entre as pernas do cabo, onde esses rompimentos podem indicar que o desgaste entre as pernas está causando danos aos arames internos. A norma considera que a ocorrência de dois ou mais rompimentos em um passo de cabo, equivalente a um comprimento aproximado de 6d, é suficiente para justificar a substituição do cabo, devido ao aumento do risco de uma falha repentina e completa do cabo.

Arames rompidos em terminações são uma condição em que dois ou mais arames rompem nas extremidades do cabo, especialmente nas terminais ou pontos de fixação. Essas áreas são particularmente vulneráveis devido à concentração de tensões e ao atrito intenso que ocorre nessas junções. A presença de múltiplos arames rompidos nas terminações indica que a integridade do cabo está comprometida e que ele pode não suportar cargas adequadas. A recomendação, portanto, é descartar o cabo para evitar riscos associados a uma possível ruptura completa, especialmente em operações que envolvem levantamento de cargas pesadas e movimentação contínua.

Diminuição uniforme ao longo do cabo

Os valores do critério de descarte para uma redução uniforme do diâmetro do cabo são aplicáveis a trechos que trabalham em roldanas de aço e/ou que estejam enrolados em uma única camada no tambor. Esses valores específicos estão destacados em negrito na Tabela 5 da norma. No entanto, esse critério não se aplica aos trechos localizados em áreas de cruzamento em enrolamentos de múltiplas camadas, nem a outros pontos do cabo que possam apresentar deformações semelhantes quando enrolados em várias camadas. Nessas regiões, a deformação do cabo é mais complexa e pode ser causada por múltiplos fatores, o que exige outros critérios de avaliação. Para calcular o decréscimo uniforme no diâmetro do cabo, expresso como uma porcentagem do diâmetro nominal, utiliza-se a seguinte fórmula:

onde: – dref= é o diâmetro de referência, que corresponde ao diâmetro medido em uma seção do cabo que não foi submetida à flexão e foi obtido logo após a instalação do cabo novo; – dm= é o diâmetro medido na seção que se deseja avaliar; – d é o diâmetro nominal do cabo, ou seja, o diâmetro especificado para o cabo conforme as características originais de fabricação.

Esse cálculo é essencial para monitorar a condição do cabo ao longo do tempo, uma vez que uma redução excessiva do diâmetro pode indicar desgastes significativos e comprometimento da integridade estrutural do cabo. Quando a redução atinge ou ultrapassa os valores estabelecidos na Tabela 5, a norma recomenda o descarte do cabo, pois isso indica que o cabo pode não suportar cargas de maneira segura e está sujeita a rompimentos sob condições de trabalho.

Decréscimo local

Se for observado um decréscimo local evidente no diâmetro do cabo, especialmente quando associado a uma falha na alma ou no núcleo, o cabo deve ser descartado imediatamente. Esse tipo de redução de diâmetro é crítico, pois geralmente indica uma deterioração interna grave, que pode comprometer a estrutura e a capacidade do cabo de suportar cargas com segurança. A norma destaca que situações em que uma perna do cabo apresenta afundamento ou deformação local são sinais claros de problemas internos, muitas vezes associados a danos no núcleo, o que torna o cabo inadequado para uso continuado. Esse tipo de falha pode ocorrer devido ao desgaste prolongado, condições severas de operação ou mesmo devido à corrosão interna que afeta o núcleo do cabo. Como essas deformações localizadas afetam diretamente a integridade estrutural, o descarte imediato é recomendado para evitar acidentes ou falhas catastróficas durante a operação.

Ruptura de pernas

Se uma perna do cabo sofrer uma ruptura completa, o cabo deve ser descartado imediatamente. Esse tipo de ruptura compromete seriamente a integridade e a capacidade de carga do cabo, indicando que ele não é mais seguro para uso. A ruptura total de uma perna é um sinal de que a estrutura interna do cabo foi gravemente danificada, o que aumenta o risco de falhas adicionais nas demais pernas ou arames. Essa condição exige a substituição imediata do cabo para garantir a segurança das operações e evitar acidentes causados por um rompimento súbito durante o uso.

Corrosão

Corrosão é um fenômeno que pode comprometer a integridade e a segurança dos cabos de aço, especialmente em ambientes com alta umidade ou poluição industrial. De acordo com a norma NBR ISO 4309, os critérios de descarte e os graus de severidade para a corrosão estão especificados na Tabela 6.

A avaliação da corrosão deve considerar a diferença entre a corrosão dos arames e a corrosão na superfície do cabo, que pode estar associada à oxidação de partículas estranhas. É importante que, antes de realizar a avaliação, as seções do cabo a serem inspecionadas sejam limpas ou escovadas. O uso de solventes para limpeza deve ser evitado, pois pode interferir na avaliação da condição do cabo.

A corrosão pode se manifestar de várias formas. A corrosão externa se caracteriza por sinais de oxidação na superfície do cabo, que pode ser limpo. Em níveis mais severos, a superfície do arame torna-se áspera ao toque, o que indica um grau de severidade que pode variar de 0% a 100%, dependendo da gravidade da corrosão. Por outro lado, a corrosão interna é mais difícil de detectar, mas pode resultar em resíduos de corrosão que saem dos vales entre as pernas do cabo, levando ao descarte imediato.

Outro tipo de corrosão mencionado na norma é a corrosão de fricção, que ocorre quando arames e pernas do cabo, sem lubrificação adequada, se atritam, levando à remoção de partículas finas de aço e à oxidação. Essa condição deve ser investigada com atenção, e se houver dúvida sobre sua gravidade, o cabo deve ser descartado.

A corrosão não apenas reduz a resistência do cabo, mas também acelera a fadiga, criando superfícies irregulares que podem levar à propagação de trincas por tensão. Em casos de corrosão severa, a elasticidade do cabo pode ser significativamente reduzida, tornando-o impróprio para uso.

Assim, a identificação e o monitoramento da corrosão são cruciais para garantir a segurança operacional dos cabos de aço utilizados em equipamentos de movimentação de carga.

Deformação e dano

Destorção visível do cabo de sua forma normal é classificada como deformação. Essa deformação pode ocorrer devido a vários fatores, incluindo sobrecarga, impacto excessivo ou desgaste ao longo do tempo. A deformação resulta em uma distribuição desigual de tensão no cabo, especificamente na área afetada, o que pode comprometer sua capacidade de suportar cargas de forma segura.

Quando um cabo apresenta qualquer tipo de deformação, isso pode indicar que ele está em condições perigosas. A área da deformação pode ser um ponto crítico onde a integridade estrutural do cabo é comprometida, aumentando o risco de falha sob carga. Por essa razão, qualquer cabo que mostre sinais de deformação visível deve ser considerado inseguro e, portanto, deve ser descartado imediatamente.

A decisão de descartar um cabo deformado é crucial para garantir a segurança das operações de movimentação de carga, evitando acidentes e garantindo que todos os equipamentos utilizados operem dentro de parâmetros seguros e eficazes.

Ondulação

O cabo deve ser descartado se, sob qualquer condição, existir uma das seguintes situações, conforme ilustrado na NBR ISO 4309.

Primeiramente, em um trecho reto do cabo que nunca passa por uma roldana ou não está enrolado no tambor, se a distância entre uma régua e a parte inferior da hélice for de 1/3 do diâmetro nominal (d) ou maior, isso indica que o cabo está comprometido e não deve mais ser utilizado. Essa medida sugere uma deformação significativa que pode afetar a segurança do cabo, tornando-o inadequado para suportar as cargas para as quais foi projetado.

Em segundo lugar, em um trecho reto do cabo que passa por uma roldana ou está enrolado no tambor, se a distância entre uma régua e a parte inferior da hélice for de 1/10 do diâmetro nominal (d) ou maior, isso também justifica o descarte do cabo. Essa condição pode indicar que a tensão aplicada ao cabo, em combinação com a flexão e o desgaste, resultou em uma degradação que pode comprometer a integridade estrutural do cabo.

Portanto, a presença de qualquer uma dessas condições deve ser avaliada de forma crítica, e a decisão de descartar o cabo deve ser imediata, a fim de garantir a segurança nas operações de movimentação de carga e evitar acidentes relacionados ao uso de cabos comprometidos.

Gaiola de passarinho

Cabos que apresentem o fenômeno conhecido como “gaiola de passarinho” devem ser descartados imediatamente. Essa condição é caracterizada por uma deformação em que os arames externos do cabo se separam ou se soltam, criando um espaço visível que se assemelha a uma gaiola. Esse tipo de dano compromete gravemente a integridade do cabo, resultando em uma redução significativa de sua capacidade de carga e aumentando o risco de falha durante a operação.

Se houver um comprimento restante do cabo que não esteja afetado pela deformação e que ainda esteja em condições de uso, a seção do cabo que apresenta a gaiola de passarinho deve ser removida. No entanto, a avaliação deve ser feita com cautela, garantindo que o trecho remanescente seja seguro para uso e que mantenha as características necessárias para suportar as cargas a que será submetido.

A identificação e a ação imediata em relação a cabos com gaiola de passarinho são cruciais para garantir a segurança operacional e prevenir acidentes que possam ocorrer devido ao uso de cabos comprometidos. Portanto, a norma exige que esses cabos sejam tratados com a máxima seriedade e que medidas apropriadas sejam tomadas para evitar riscos potenciais.

Alma ou perna saltada/deformada

Cabos que apresentem uma alma ou perna saltada ou deformada devem ser descartados imediatamente. Essa condição indica que houve uma alteração significativa na estrutura do cabo, resultando em um desequilíbrio que pode comprometer sua capacidade de suportar cargas. O fenômeno é caracterizado pelo deslocamento da alma, que pode se manifestar entre as pernas externas do cabo, ou pelo deslocamento de uma ou mais pernas externas ou da própria alma do cabo.

Embora essa condição seja uma forma especial de deformação semelhante à “gaiola de passarinho”, ela apresenta riscos adicionais devido à instabilidade que gera na distribuição de tensões no cabo. Se houver um comprimento restante do cabo que não esteja afetado pela deformação e que ainda esteja em condições de uso, é permitido que apenas o trecho afetado seja removido. No entanto, essa decisão deve ser tomada com extrema cautela, assegurando que o segmento remanescente seja seguro e adequado para o uso.

Arame saltado

Cabos que apresentam arames saltados, geralmente localizados em grupos no lado oposto ao que está em contato com o canal da roldana, devem ser descartados imediatamente. A presença de arames saltados indica um comprometimento da estrutura do cabo, resultando em uma perda de resistência e aumentando o risco de falhas durante a operação. Essa condição é particularmente crítica, pois pode levar a uma falha catastrófica do cabo sob carga.

É importante observar que a evidência de um único arame da alma que se projeta entre as pernas externas do cabo pode não ser, necessariamente, uma razão suficiente para o descarte do cabo. Desde que esse arame salte seja passível de remoção e não interfira com outros elementos do cabo durante a operação, o cabo pode continuar em uso. No entanto, essa avaliação deve ser feita com cautela, e a segurança deve ser a prioridade máxima.

A identificação e a resposta imediata a cabos com arames saltados são essenciais para garantir a segurança operacional. A norma enfatiza que medidas adequadas devem ser tomadas para evitar o uso de cabos comprometidos, assegurando que todas as operações de movimentação de carga sejam realizadas de forma segura e eficaz.

Aumento localizado do diâmetro do cabo

Se o diâmetro do cabo aumentar em 5% ou mais para um cabo com alma de aço, ou em 10% ou mais para um cabo com alma de fibra durante o serviço, a razão para esse aumento deve ser investigada. Nesse caso, deve ser considerado o descarte do cabo, pois um aumento significativo no diâmetro pode indicar problemas internos que comprometem a integridade do cabo.

É importante ressaltar que um aumento no diâmetro do cabo que afete um comprimento relativamente longo, como o que pode ocorrer devido ao inchaço de uma alma de fibra natural, pode ser resultado da absorção excessiva de umidade. Essa condição pode causar um desequilíbrio nas pernas externas do cabo, levando a um posicionamento incorreto. Tal alteração não apenas compromete a segurança do cabo, mas também pode afetar o desempenho do sistema de movimentação de carga.

A investigação das causas desse aumento de diâmetro é fundamental para garantir a segurança operacional e prevenir falhas. Assim, a norma recomenda atenção especial a essas condições, e medidas adequadas devem ser tomadas para evitar o uso de cabos que possam estar comprometidos.

Trechos achatados

Trechos achatados de cabo que passam por uma roldana tendem a deteriorar-se mais rapidamente e podem apresentar arames rompidos. Nessas situações, a extensão do achatamento deve ser avaliada, pois pode justificar o descarte do cabo. A deformação resultante do contato com a roldana não apenas compromete a estrutura do cabo, mas também pode afetar sua capacidade de suportar cargas de maneira segura.

Além disso, trechos achatados do cabo em operação normal podem sofrer um grau maior de corrosão em comparação com outras partes não afetadas. Esse risco é particularmente acentuado quando as pernas externas do cabo se abrem, permitindo a entrada de umidade, o que pode acelerar a deterioração. Se esses trechos forem mantidos em serviço, é essencial que sejam inspecionados com mais frequência. Caso contrário, o descarte do cabo deve ser considerado para evitar falhas durante a operação.

É importante ressaltar que trechos achatados do cabo que resultam do enrolamento em múltiplas camadas podem não necessariamente levar ao descarte, desde que o número de arames rompidos associados ao achatamento não exceda os valores especificados nas Tabelas citadas na NBR ISO 4309. Portanto, a monitorização cuidadosa e a aplicação dos critérios da norma são fundamentais para garantir a segurança e a eficácia dos cabos em operação.

Torção ou nó

Cabos que apresentem torção ou nós devem ser imediatamente descartados. A presença de torções ou nós compromete gravemente a integridade estrutural do cabo, resultando em uma distribuição desigual de tensões e aumentando o risco de falhas durante a operação. Essa condição pode levar a um desgaste acelerado e a danos adicionais que não são visíveis externamente.

A torção no cabo pode ocorrer devido ao manuseio inadequado ou à instalação incorreta, enquanto os nós podem se formar por embaraços durante o uso ou armazenamento. Ambos os problemas tornam o cabo inseguro para a movimentação de cargas e devem ser tratados com a máxima seriedade. Descartar imediatamente cabos com essas condições é essencial para garantir a segurança operacional e prevenir acidentes que possam resultar de falhas inesperadas.

Dobras no cabo

Partes do cabo que apresentam uma dobra severa ao passar por uma roldana provavelmente se deterioram rapidamente e podem exibir arames rompidos. Nessas situações, o cabo deve ser descartado imediatamente. A dobra severa compromete a integridade do cabo e pode resultar em falhas durante a operação.

Caso o grau de severidade da dobra não seja considerado severo e o cabo continue em uso, ele deve ser inspecionado com maior frequência para monitorar sua condição. Se as inspeções revelarem que a situação não está se deteriorando, o cabo pode ser mantido em serviço; caso contrário, deve-se considerar seu descarte para garantir a segurança.

É importante notar que as dobras são deformações angulares do cabo causadas por influências externas. A avaliação sobre se uma dobra é severa ou não é subjetiva e pode variar de acordo com a experiência do avaliador. Se houver um vinco visível na parte inferior da dobra, isso deve ser considerado grave, independentemente de o cabo passar ou não por uma roldana. Essa consideração é crucial para a segurança na operação de cabos de aço.

Danos por calor ou arco elétrico

De acordo com a norma NBR ISO 4309, os danos por calor ou arco elétrico devem ser tratados com atenção especial. Cabos que não são normalmente operados a altas temperaturas, mas que foram expostos a efeitos térmicos excepcionais, devem ser imediatamente descartados. Essa condição é reconhecível por alterações visíveis, como mudanças de cor nos arames de aço ou uma perda notável de graxa no cabo. Essas alterações indicam que o cabo foi submetido a temperaturas que podem comprometer sua integridade estrutural.

Além disso, se dois ou mais arames forem afetados localmente devido ao arco elétrico — frequentemente resultante de condutores de solda que estão aterrados de maneira inadequada — o cabo também deve ser descartado. Esse tipo de dano geralmente ocorre no ponto em que a corrente elétrica entra ou sai do cabo, o que pode levar a falhas severas durante a operação.

Assim, qualquer sinal de dano por calor ou arco elétrico é motivo suficiente para considerar o cabo inseguro para uso, reforçando a importância de inspeções regulares e criteriosas.