Presentación conferencia sobre elementos de sujeción pernos y tuercas
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“ELEMENTOS DE SUJECIÓN EN ESTRUCTURASELEMENTOS DE SUJECIÓN EN ESTRUCTURASMETÁLICAS EN CELOSÍA PARA
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA”
Investigación realizada por:
BERNARDO GABRIEL HENRIQUES ESCALABERNARDO GABRIEL HENRIQUES ESCALA
INTRODUCCION
La primera vez que se pensó en el uso de una estructura metálica paraLa primera vez que se pensó en el uso de una estructura metálica paratransmisión de electricidad entre las fuentes de producción y los usuariosfinales fue a principios del siglo XX, cuando algunas empresas suizasintentaron aprovechar los postes metálicos que sobraban de losfferrocarriles italianos.
Los mástiles de celosía de acero son estructuras que tienen que absorberno sólo las solicitaciones estáticas: cargas verticales debidas al peso propiono sólo las solicitaciones estáticas: cargas verticales debidas al peso propiode la estructura, conductores, aisladores, herrajes, cables de tierra, apoyosy cimentaciones; sino además tienen que soportar las solicitacionesdinámicas debidas al viento, y las de riesgos debidas a rotura de
d t i i t í i t i t d l t tconductores, movimientos sísmicos, asentamientos del terreno, etc.
01
En ingeniería estructural, una celosía es una estructura reticular de barrasrectas y perfiles de acero interconectados en nudos formando triángulosplanos (retículos planos) La particularidad de este tipo de estructuras esplanos (retículos planos). La particularidad de este tipo de estructuras esque la barras y perfiles trabajan a compresión y tracción presentandoflexiones pequeñas.
Las uniones pueden ser articuladas o rígidas. En las celosías de nudosarticulados, la flexión es despreciable, pero, siempre y cuando las cargasque debe soportar la celosía estén aplicadas en los nudos de unión de lasbarras. El tipo de perfil que predomina en las estructuras es el Angulobarras. El tipo de perfil que predomina en las estructuras es el AnguloEstructural tipo “L” de acero laminado en caliente, cuya seccióntransversal está conformada por alas iguales que se ubicanequidistantemente en la sección transversal con la finalidad de mantener
í i t í l di t ib ió d l farmonía y simetría en la distribución de los esfuerzos.
El acero como elemento constituyente de los perfiles y elementos desujeción debe ser cuidadosamente seleccionado en base a lasjsolicitaciones de carga y condiciones atmosféricas a las que estaránexpuestos. 02
Elementos de Fijación“ Pernos y Tuercas “
A lo largo de esta presentación, se irán mostrando las analogías y diferencias entrelos siguientes estándares:
ASTM ( American Society for Testing and Materials ) : ASTM A394 T1ASTM ( American Society for Testing and Materials ) : ASTM - A394 -T1SAE ( Society of Automotive Engineers ) : SAE J429 ( Grade 5, 7 )ISO ( International Standard Organization for Standardization ) : 898-1 ( Class 6.8 )
1 Material1.Material
Su constitución se basa en una Aleación de Hierro al Carbono: “ ACERO “Existen varias denominaciones respecto a las diversas aleaciones, tales como:
Acero de Contenido Bajo de Carbono ( Menos del 0.25% )
Acero de Contenido Medio de Carbono ( Entre el 0.25% y el 0.60% )
A d C id Al d C b ( D 0 60% h l 1 40 % )Acero de Contenido Alto de Carbono ( De 0.60% hasta el 1.40 % )
03
Austenita: es una forma de ordenamiento distinta deÉ2000
° Fahrenheit
Diagrama de Equilibrio Hierro-Carbono
los átomos de hierro y carbono. Ésta es la formaestable del hierro puro a temperaturas que oscilanentre los 900 a 1400 ºC. Es una solución sólida decarburo de hierro: dúctil, tenaz, blanda, pocomagnética y resistente al desgaste.Austenita
1800
1900
2000
Ferrita: Es hierro casi puro con impurezas de silicio yfósforo (Si-P). Es el componente básico del acero.
Cementita: Es Carburo de Hierro Fe3C y como tal esel componente más duro de los aceros con dureza
AustenitaY
Cementita1500
1600
1700
el componente más duro de los aceros con durezasuperior a 60HRC (Dureza Rockwell Escala C) conmoléculas muy cristalizadas y en consecuencia frágil.
Perlita: Microestructura formada por capas o láminasalternas de las dos fases ( Ferrita y Cementita )
FRONTERA CRITICA
FRONTERA CRITICA
CementitaY
Ferrita1200
1300
1400
H I E RR durante el enfriamiento lento de un acero a
temperatura eutectoide (Es la temperatura más bajaen la cual la austenita se transformaen ferrita y cementita)
El enfriamiento rápido del acero austenizado ( temple )
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %
Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón
YPerlita
YPerlita
1000
1100
RO
Aceros
04
El enfriamiento rápido del acero austenizado ( temple )hasta una temperatura próxima a la del ambiente daorigen a una micro estructura denominadamartensítica.
j
Porcentaje de Contenido de Carbón
0.85
Aceros de Contenido Bajo de Carbono
° Fahrenheit
A t it1800
1900
2000Los Aceros de Contenido Bajo de Carbono(Menos del 0.25%) no responden al tratamientotérmico para dar martensita ni se pueden endurecerpor acritud.
Austenita
AustenitaY
Cementita1500
1600
1700 El enfriamiento rápido (temple) del acero austenizadohasta una temperatura próxima a la del ambiente daorigen a una micro estructura denominadamartensítica.
FRONTERA CRITICA
FRONTERA CRITICA
Cementita
1300
1400
1500
H I E R
Por extensión se denominan martensitas todas lasfases que se producen a raíz de una transformaciónsin difusión de materiales metálicos.
La acritud significa deformación mecánica de un
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %
CementitaY
Perlita
FerritaY
Perlita
1000
1100
1200RRO
Aceros
material a temperaturas relativamente bajas.
La micro estructura consiste en Ferrita ( Hierro enEstado Alfa ) y Perlita. Por tanto, son relativamenteblandos y poco resistentes pero con extraordinariaductilidad y tenacidad
05
Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón
Porcentaje de Contenido de Carbón
0.85
ductilidad y tenacidad.
Aceros de Contenido Medio de Carbono
° Fahrenheit
A t it1800
1900
2000Los Aceros de Contenido Medio de Carbono( Entre el 0.25% y el 0.60% )
Estos aceros pueden ser tratados térmicamentemediante austenización temple y revenido paraAustenita
AustenitaY
Cementita1500
1600
1700
mediante austenización, temple y revenido paramejorar las propiedades mecánicas.
La micro estructura generalmente es martensitarevenida.
FRONTERA CRITICA
FRONTERA CRITICA
Cementita
1300
1400
1500
H I E R
Revenido: Con este tratamiento eliminamos lafragilidad y las tensiones creadas en la pieza.
Siempre hay que realizarlo después del temple yconsiste en calentar las piezas a una temperatura
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %
CementitaY
Perlita
FerritaY
Perlita
1000
1100
1200RRO
Aceros
inferior a la del temple, consiguiendo que lamartensita se transforme en una estructura másestable, terminando con un enfriamiento rápido,dependiendo del tipo de material.
Para secciones de pieza relativamente delgadas las
06
Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón
Porcentaje de Contenido de Carbón
0.85
Para secciones de pieza relativamente delgadas, lasadiciones de Cromo ( Cr ), Níquel ( Ni ) y Molibdeno( Mo ) facilitan el tratamiento térmico.
Aceros de Contenido Alto de Carbono
° Fahrenheit
A t it1800
1900
2000Los Aceros de Contenido Alto de Carbono( De 0.60% hasta el 1.40 % )
Estos aceros son más duros y resistentes ( menosdúctiles ) que los otros aceros al carbono CasiAustenita
AustenitaY
Cementita1500
1600
1700
dúctiles ) que los otros aceros al carbono. Casisiempre se utilizan con tratamientos de templado yrevenido que lo hacen muy resistentes al desgaste ycapaces de adquirir la forma de herramienta de corte.
Generalmente contienen Cromo ( Cr ), Vanadio ( V ),
FRONTERA CRITICA
FRONTERA CRITICA
Cementita
1300
1400
1500
H I E R
( ), ( ),Wolframio ( W ) y Molibdeno ( Mo ) , los cuales dancarburos muy duros entre otros como: Cr23C6,V4C3 y WC.
La micro estructura generalmente es martensita
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 %
CementitaY
Perlita
FerritaY
Perlita
1000
1100
1200RRO
Aceros
revenida.
NOTA: Cuando predomina el componente Carbono yno existen otros elementos, salvo las impurezascontenidas en el proceso metalúrgico el Acero toma
Bajo Contenido de Carbón Alto Contenido de Carbón
Porcentaje de Contenido de Carbón
0.85
contenidas en el proceso metalúrgico, el Acero tomael nombre de Acero al Carbono, mientras que cuandoexisten otros elementos en la composiciónmetalúrgica se definen como Aleaciones de Acero. 07
Aceros al Carbono
Los Aceros al Carbono sólo contienen concentraciones residuales de impurezas mientras que los Aceros AleadosLos Aceros al Carbono sólo contienen concentraciones residuales de impurezas mientras que los Aceros Aleadoscontienen elementos que se añaden intencionadamente en concentraciones específicas.
Se da el nombre de “aceros aleados” a los aceros que además de los cinco elementos: carbono, silicio,manganeso, fósforo y azufre; contienen también cantidades relativamente importantes de otros elementos talescomo el cromo, níquel, molibdeno, etc., que sirven para mejorar alguna de sus características fundamentales.
También pueden considerarse aceros aleados los que contienen alguno de los cuatro elementos diferentes delcarbono que antes hemos citado, pero en mayor cantidad que los porcentajes que normalmente suelen contenerlos “aceros al carbono”, y cuyos límites superiores suelen ser generalmente los siguientes: Si=0.50%; Mn=0.90%;P=0.100% y S=0.100%.
Los elementos de aleación que con mayor frecuencia suelen utilizarse para la fabricación de aceros aleados son:níquel, manganeso, cromo, vanadio, wolframio, molibdeno, cobalto, silicio, cobre, titanio, circonio, plomo, selenio,aluminio, boro.
La influencia que ejercen esos elementos es muy variada, y, empleados en proporciones convenientes, seq j y , y, p p p ,pueden obtener aceros con ciertas características que, en cambio, no se pueden alcanzar con los acerosordinarios al carbono.
A continuación se describe la influencia de los elementos más comunes que constan en la fabricación de pernos ytuercas:
08
Aceros al Carbono en Pernos
ASTM‐A394‐T1 0 28/0 55 0 60 mín 0 048 máx 0 058 máx ‐
COMPOSICION ( % )ESTANDAR
CARBONO MANGANESO FOSFORO AZUFRE BORO
ASTM‐A394‐T1 0.28/0.55 0.60 mín 0.048 máx 0.058 máx ‐SAE J429‐Grado 5 0.28/0.55 ‐ 0.048 máx 0.058 máx ‐SAE J429‐Grado 7 0.28/0.55 ‐ 0.040 máx 0.045 máx ‐ISO 898‐1 Clase 6.8 0.55 ‐ 0.050 máx 0.060 máx 0.003
Carbono - C :
El Carbón - Carbono es el elemento de aleación mas efectivo, eficiente y de bajo costo.En aceros enfriados lentamente, el carbón forma carburo de hierro y cementita, la cual con la ferrita forma a suyvez la perlita. Cuando el acero se enfría mas rápidamente, el acero al carbón muestra endurecimiento superficial.El carbón es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero.
Los estándares ASTM y SAE especifican los valores mínimos y máximos de contenido de Carbono, a diferenciadel estándar ISO que menciona únicamente el valor máximo de contenido de Carbono.
09
Comportamiento del Carbono en el Acero
El contenido del carbono en el acero es relativamente bajo. La mayoría de los aceros tienen menos de 9 átomos deEl contenido del carbono en el acero es relativamente bajo. La mayoría de los aceros tienen menos de 9 átomos decarbono por cada 100 de hierro en el acero. Como el carbono es más ligero que el hierro, el porcentaje de masa decarbono en el acero es casi siempre menos del 2%. La forma convencional de expresar el contenido de loselementos en las aleaciones es por el porcentaje con el que cada uno aporta en la masa total.
El carbono tiene un gran influencia en el comportamiento mecánico de los aceros. La resistencia de un acero
El mayor contenido de carbono reduce la ductilidad del acero, comopuede apreciarse en el gráfico 2 La ductilidad es una medida de la
simple con 0.5% de carbono es más de dos veces superior a la de otro con 0.1%. Además, como puedeapreciarse en el gráfico 1, si el contenido de carbono llega al 1%, la resistencia casi se triplica con respecto al nivelde referencia del 0.1%.
puede apreciarse en el gráfico 2. La ductilidad es una medida de lacapacidad de un material para deformarse en forma permanente, sinllegar a la ruptura.
Gráfico 1 Gráfico 2 10
COMPOSICION ( % )ESTANDAR
Aceros al Carbono en Pernos
ASTM‐A394‐T1 0.28/0.55 0.60 mín 0.048 máx 0.058 máx ‐SAE J429‐Grado 5 0.28/0.55 ‐ 0.048 máx 0.058 máx ‐
CARBONO MANGANESO FOSFORO AZUFRE BORO
SAE J429‐Grado 7 0.28/0.55 ‐ 0.040 máx 0.045 máx ‐ISO 898‐1 Clase 6.8 0.55 ‐ 0.050 máx 0.060 máx 0.003
Manganeso - Mn :
El Manganeso es uno de los elementos fundamentales e indispensables en el acero, está presente en casi todaslas aleaciones de éste. El Manganeso es un formador de Austenita, y al combinarse con el azufre previene laformación de Sulfuro de Hierro en los bordes del grano, siendo altamente perjudicial durante el proceso delaminación, y en su lugar se da la formación de sulfuro de manganeso.
El Manganeso se usa para desoxidar y aumentar la capacidad de endurecimiento.
Nota:
Los estándares SAE e ISO indicados en el cuadro no especifican el contenido de Manganeso, a diferencia del
11
estándar ASTM-A394 -T1 que indica un valor de 0.60%
Esta notable y marcada diferencia hace que nos detengamos un poco en el análisis y profundicemos ensu alcance técnico como se verá más adelante.
Componentes en el Acero al Carbono para la Fabricación de Pernos
Fósforo P :Fósforo - P :
El fósforo es considerado como un elemento perjudicial en los aceros, casi una impureza, al igual que el Azufre,ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos tipos de aceros se agregadeliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la “maquinabilidad”.
Azufre - S :
El Azufre se considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero, una impureza, sin embargo, enocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la “maquinabilidad”. Los aceros altos en azufre sondifí il d ld d l l l id d d d i l i t i fi ldifíciles de soldar y de lograrlo, la porosidad que producen es de graves consecuencias en la resistencia final.
Boro - B :
El Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado. UnaEl Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado. Unapequeña cantidad de Boro, (0.001%) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, ya que también secombina con el carbono para formar los carburos que dan al acero características de revestimiento duro.
Nota: De los estándares materia de análisis en este documento, únicamente el estándar ISO-898-1 especificaun contenido de Boro del 0.003 %
12
Influencia del Manganeso en el Acero al Carbono
A principios del siglo XIX se comenzó a probar el Manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó queA principios del siglo XIX se comenzó a probar el Manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó queendurecía al acero, sin hacerlo más frágil.
Cambios en la Temperatura de Transición más de 55°C (100°F) puede ser producidos por los cambios en la
composición química o micro estructura del acero. Los mayores cambios en la Temperatura de Transición de
Energía Absorbida ( Joules )
Energía (La temperatura a la cual el tipo de fractura de un metal cambia de Dúctil a Frágil ) obedecen a cambios
en la cantidad de carbono y manganeso.
En la siguiente gráfica puede observarse que para
una temperatura de 50° Celsius, la Energía
Absorbida en un contenido del 0.5% de
M i d t 4 lManganeso es aproximadamente 4 veces a la
equivalente a un contenido del 0% de Manganeso.
13
Influencia del Manganeso en el Acero al Carbono
La Temperatura de Transición de Energía es reducida sobre 5,5 ºC (10°F) para cada aumento del 0.1 % deLa Temperatura de Transición de Energía es reducida sobre 5,5 C (10 F) para cada aumento del 0.1 % decontenido de Manganeso. Para el caso del acero que emplea el Estándar ASTM – A394 – T1 , el contenidode Manganeso es del 0.6 % , lo que significa que la reducción en la Temperatura de Transición es de 33°Celsius.En otras palabras, el Manganeso dota al material de una mayor zona elástica ante cambios bruscos detemperatura ( día soleado - noche fría ) Los otros estándares SAE e ISO no proveen de tal condición.
T1 : Temperatura de Transición en la que elmaterial es 100 % dúctil
% Fractura
Diferentes criterios son utilizados para determinar la Temperatura de Transición dependiendo del tipo deaplicación.
T2 : Temperatura de Transición en la que elmaterial es 50% quebradizo y 50% dúctil
T3 : Temperatura de Transición en la que laí b bid d l 50 %rb
ida
( Jou
les
)
Zona Plástica
energía absorbida corresponde al 50 %,es decir entre la zona de ruptura yelástica
T4: Temperatura de Transición definida parauna energía absorbida de 20 Joules
Ener
gía
Abso
r
Zona de Fractura
Zona Elástica
una energía absorbida de 20 Joules.
T5 : Temperatura de Transición en la que elmaterial es 100 % quebradizo.Temperatura 14
Proceso de Temple y Revenido ( Quenched and Tempered )del Acero al Carbono para la Fabricación de Pernos
Autenización
Templado
1500
600
800
Templado
Austenización° C° F
Revenido
500
1000
200
400
600Revenido
Tiempo
200
Tiempo
El empleo de los aceros al carbono templados y revenidos con porcentajes de carbono variables de 0.25 a0.55%, para la fabricación de pernos con resistencias comprendidas entre 55 y 90 Kg/mm2 tiene varias ventajas.Una muy importante es que el limite de elasticidad es más elevado y otra que la combinación de características(resistencia y alargamiento) también se mejora.
15
NOTA: Los estándares ASTM-A394-T1, SAE J429 , especifican esta condición; no así el estándar ISO 898-1 enel que simplemente se indica Carbon Steel , es decir Acero al Carbón sin aditivos, lo que implica que loscomponentes de Fósforo, Azufre y Boro son interpretados como impurezas. ( Pág. 5 del Estándar ISO 898-1 )
Dureza Superficialdel Acero al Carbono
Es la resistencia de un material a ser marcado por otro. Se prefiere el uso de materiales duros cuando éstosdeben resistir el roce con otros elementos. El ensayo es realizado con indentadores en forma de esferas,pirámides o conos. Estos elementos se cargan contra el material y se procede a medir el tamaño de la huella quedejan. Una de las ventajas del ensayo de dureza es que los valores entregados pueden usarse para hacer unaestimación de la resistencia a la tracción La dureza superficial puede aumentarse añadiendo al material unaestimación de la resistencia a la tracción. La dureza superficial puede aumentarse añadiendo al material unacapa de Carbono en un tratamiento térmico denominado Cementación.
La clasificación y los métodos varían con cada material, dando origen a los números de dureza:
• HBN (Hardness Brinell Number)
16
Dureza Superficialdel Acero al Carbono
• HRA, HRB, HRC, ... (Hardness Rockwell series A, B, C, ...)
• HVN (Hardness Vickers Number)
17
Propiedades Mecánicas de los PernosDUREZA SUPERFICIAL:
MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMOROCKWELL ‐ ESCALA C BRINELL
RESISTENCIA ALA TRACCION
LIBRAS/PLG2 ( PSI )
DUREZAESTANDAR
ASTM‐A394‐T1 25 34 253 319 123970 156310SAE J429‐Grado 5 25 34 253 319 123970 156310SAE J429‐Grado 7 28 34 286 319 132790 156310ISO 898‐1 Clase 6.8 ** 22‐23 181 238 88450 116130‐119070
** Corresponde a 89.5 en la Escala "B" Rockwell
HRC 25 = HV 266 , HRC 28 = HV 286 , HRC 34 = HV 336
Los valores que se muestran en el cuadro se refieren a un perno 5/8”
De los valores indicados se puede constatar que el estándar ISO-898-1 Clase 6.8 está muy por debajo de lo
que establecen los estándares ASTM-A394-T1 y SAE J429 ( Grados 5 y 7 ) , lo que induce a que para este tipo
de esfuerzos en torres de transmisión el proyectista se vea en la necesidad de emplear mayor cantidad de
pernos
18
pernos.
Los estándares ASTM-A394-T1 y SAE J429 ( Grados 5 y 7 ) son análogos.
Comportamiento Físico Perno-TuercaExiste un equilibrio que podemos calcular de la siguiente forma: tomemos una rosca y desarrollemos lateralmentela hélice tili ando como diámetro Dm el promedio del diámetro e terior el diámetro interior Si se considera
Distribución de la Tensión en los Hilos de Rosca del Perno
la hélice, utilizando como diámetro Dm, el promedio del diámetro exterior y el diámetro interior. Si se consideraque la unión perno - tuerca está ejerciendo una fuerza, parte de esta fuerza F tiende a hacer resbalar la tuerca(F sen α) y como se desea que no resbale, el roce debe ser mayor.
Torque ( Lb-in ) = 0.2 x Diámetro Perno x Tensión en el Perno
19
Propiedades Mecánicas de las TuercasCorrespondientes a los Pernos
ESTANDAR ESTANDARPERNOS TUERCAS
DUREZARESISTENCIA ALA TRACCION
ROCKWELL ‐ ESCALA C BRINELL LIBRAS/PLG2 ( PSI )
DUREZA SUPERFICIAL:
MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO
ASTM‐A394‐T1 ASTM‐A563‐DH 24 38 260 353 121030 172970SAE J429‐Grado 5 SAE J995‐Grado 5 ‐ 32 ‐ 301 ‐ 147490SAE J429‐Grado 7 SAE J995‐Grado 7 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ISO 898 1 Clase 6 8 ISO 898 2 Clase 6 32 301 140140
HRC 24 = HV 260 , HRC 32 = HV 318 , HRC 38 = HV 372NOTA: La Tuerca para ISO 898-2 – Clase 6 corresponde por normativa al ASTM – A194 Grado 2H
L l t l d fi t d 5/8”
ISO 898‐1 Clase 6.8 ISO 898‐2 Clase 6 ‐ 32 ‐ 301 ‐ 140140
Los valores que se muestran en el cuadro se refieren a una tuerca de 5/8”
De los valores indicados se puede constatar que el estándar ISO-898-2 Clase 6 está muy por debajo de lo que
establece el estándar ASTM-A394-T1 y respecto al estándar SAE J429 ( Grados 5 ) hay bastante proximidad.
20El Estándar de Tuercas SAE-J995 no menciona para nada el Grado 7.
Propiedades Mecánicas de los Pernos
PRUEBA DE CARGA RESISTENCIA A LA TENSION RESISTENCIA AL CORTE :
MINIMA MINIMA RESISTENCIA MINIMA RESISTENCIA
PROPIEDADESESTANDARPERNOS
PRUEBA DE CARGA - RESISTENCIA A LA TENSION – RESISTENCIA AL CORTE :
El cuadro indica valores referidos a un perno de 5/8 “
MINIMA MINIMA RESISTENCIA MINIMA RESISTENCIAPRUEBA DE RESISTENCIA AL CORTE AL CORTECARGA A LA TENSION A TRAVES DE A TRAVES DEL
LOS HILOS CUERPO ENTEROPSI PSI PSI PSI
MARCA ESTAMPADA
120 000 66 592 101 105
85,000 120,000 ‐‐‐‐‐‐ ‐‐‐‐‐‐
120,000‐‐‐‐‐‐ 66,592 101.105
105,000 133,000 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
69,100 94,000 ‐‐‐‐‐‐ ‐‐‐‐‐‐
21
CONCLUSIONES
El estándar ASTM A394 T1 no es sustituíble ni reemplazable por otro estándarEl estándar ASTM-A394-T1 no es sustituíble ni reemplazable por otro estándardebido a que sus propiedades intrínsecas están específicamente dirigidas al ámbitode Estructuras de Torres de Transmisión Eléctrica.
El estándar SAE-J429 ( Grados 5 y 7 ) si bien ostentan capacidades de tensiónEl estándar SAE-J429 ( Grados 5 y 7 ) si bien ostentan capacidades de tensiónsimilares y superiores ( Grado 7 ), tienen la particularidad que están dirigidas alámbito de la rama automotriz, en la que los pernos y tuercas están más sujetas acargas cíclicas y no como acontece con las torres de transmisión donde existensolicitaciones ( esfuerzos al corte y tracción ) Además que en su fabricación desolicitaciones ( esfuerzos al corte y tracción ). Además, que en su fabricación deorigen son por lo general pernos negros ( Baño en Aceite Quemado ) y al versesometido a un proceso de zincado en caliente absorberían hidrógeno quenecesariamente tendría que ser liberado mediante proceso de horneado, situaciónque conduce al perno-tuerca a un proceso térmico no esperado y difícil de controlarque conduce al perno tuerca a un proceso térmico no esperado y difícil de controlaren cuanto a mantener sus propiedades originales.
El estándar ISO 898-1 ( Pernos ) y estándar ISO 898-2 ( Tuercas ) se acercanmás a las condiciones que exigen las estructuras metálicas sin embargo no están
22
más a las condiciones que exigen las estructuras metálicas, sin embargo no estánclaramente definidas para su uso en torres de transmisión.
RECOMENDACIONES
Transelectric S A debe mantener lo que originalmente se exige en laTranselectric S.A. debe mantener lo que originalmente se exige en ladocumentación precontractual y en los contratos vigentes ( Ley para las partes ) ybajo ningún concepto ceder a los cambios de especificación, vengan de dondevinieren.
Transelectric S.A. deberá exigir el reemplazo inmediato de los elementos desujeción de las torres que hayan incurrido en sustituciones o reemplazos por partede los contratistas. ( La Responsabilidad Civil no ha caducado ) y más vale prevenirque lamentar consecuencias que afecten los intereses de Transelectric S A y delque lamentar consecuencias que afecten los intereses de Transelectric S.A. y delPaís y sobre todo con la Seguridad del Sistema Nacional de Transmisión.
Se recomienda evitar el ensayo de nuevos Diseños de Torres en cuanto a loselementos estructurales que la componen Hay suficiente experiencia del ex - Inecelelementos estructurales que la componen. Hay suficiente experiencia del ex Inecely del propio Transelectric para exponerse a nuevos Diseños que ofrezca el mercadopor innovadores que parezcan..
Exigir Pruebas que respondan al estándar ASTM-A394 y bajo ningún concepto
23
Exigir Pruebas que respondan al estándar ASTM A394 y bajo ningún conceptoaceptar ensayos de laboratorio que no cumplan con el tamaño de la muestra y losprotocolos respectivos.
ANEXOS
24
ANEXO N° 1
PROTOCOLO Y TAMAÑO DE LA MUESTRA PARA PRUEBAS ESTANDAR ASTM-A394-07
1.Cumplir con lo estipulado en el numerales 10 y 11 ( Test Methods ) delreferido estándar que reposa en el archivo de Transelectric S.A..
2.El tamaño de la muestra debe basarse en lo estipulado en el numeral 9 y enlas Tablas 6 y 7 del referido estándar.
25
ANEXO N° 2
ASTM-A394 - 07
26
ANEXO N° 3
ASTM-A394 - 07
27
ANEXO N° 4
Steel Nuts – Coarse Thread
ASTM-A563 - 00
28
ANEXO N° 5
Mechanical and physical properties - Nuts
With UNC, 8 UN, 6 UN and Coarse Pitch Threads
ASTM-A563 - 00
29
ANEXO N° 6
SAE – J429BOLTS, SCREWS, STUDS, SEMS AND U-BOLTS
30
ANEXO N° 7
SAE – J429
MECHANICAL REQUIREMENTS AND IDENTIFICATION MARKING FOR BOLTS, SCREWS, STUDS, SEMS AND U-BOLTS
31
ANEXO N° 8
St l N t C Th dSteel Nuts – Coarse Thread
NUT Grade C Mn P SNo. Máx Mín Máx Máx
2 0.47 ‐ 0.12 0.15
SAE – J995
5 0.55 0.30 0.05 0.158 0.55 0.30 0.04 0.05
32
ANEXO N° 9
PROOF LOAD AND HARDNESS REQUIREMENTS FOR NUTS
NUT Nut SizeGrade Dia, in UNC UNF, 12 UN
8 UN and FinerHardness ‐ Max
RockwellThread SeriesProof Load Stress, psi
8 UN and Finer
2 1/4 thru 1‐1/2 90,000 90,000
1/4 thru 1 120 000 109 000
C32
C321/4 thru 1 120,000 109,000Over 1 thru 1‐1/ 2 105,000 94,000
1/4 thru 5/8Over 5/8 thru 1 150,000
5
8 150,000
C32C32
C24‐C32C26‐C34
SAE – J995
Over 1 thru 1‐1/2 C26‐C36
33
ANEXO N° 10
34
ANEXO N° 11
35
ANEXO N° 12
Steel Nuts – Coarse Thread
36
ISO 898ISO 898--2: 19992: 1999
ANEXO N° 13ANEXO N° 13
37
ANEXO N° 14ANEXO N 14
38
ANEXO N° 15ANEXO N 15
39Ref: Página 15 - ACE 10-97
Bibliografía
1 ACCE 10 97 DESIGN OF LATTICED STEEL TRANSMISSION STRUCTURES1. ACCE -10-97 - DESIGN OF LATTICED STEEL TRANSMISSION STRUCTURES
2. FASTENER DESIGN MANUAL – NASA REFERENCE PUBLICATION - 1228
3. RUS - RURAL UTILITIES SERVICES - BULLETIN 1724E-300
4. LIBRERÍA TECNICA DE LA COMPAÑÍA TORNECA – COSTA RICA
5. QUIMICA GENERAL MODERNA – BABOR/IBARZ
6. ESTANDARES SAE J429 , SAE J995
7. ESTANDARES ISO 898-1 , 898-2
8. ESTANDARES ASTM – A394 – 07 , ASTM – A563 , ASTM-A123/A - 123M-02
9 C135 1 1999 IEEE STANDARD FOR ZINC COATED STEEL BOLTS AND NUTS FOR OVERHEAD LINE9. C135.1-1999 - IEEE STANDARD FOR ZINC-COATED STEEL BOLTS AND NUTS FOR OVERHEAD LINECONSTRUCTION.
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MUCHAS GRACIAS
Atentamente,
BERNARDO GABRIEL HENRIQUES ESCALA Quito, 28 Febrero 2008