Tipos de cabos de aço: construções, diferenças e aplicações

Os cabos de aço estão presentes em diversas atividades industriais, como movimentação de cargas, construção civil, mineração, operações portuárias e aplicações navais. Embora possam apresentar aparência semelhante, existem diferentes tipos de cabos de aço, desenvolvidos com características construtivas específicas para atender às exigências de cada operação.

A composição das pernas, o número e o diâmetro dos arames, o tipo de alma, a torção e a compactação influenciam propriedades como flexibilidade, resistência ao desgaste, comportamento à fadiga, estabilidade estrutural e resistência ao esmagamento.

Por isso, escolher um cabo de aço exige mais do que verificar seu diâmetro ou sua carga de ruptura. É necessário compreender as diferenças entre as construções e avaliar sua compatibilidade com o equipamento e as condições de trabalho.

Neste artigo, conheça as principais construções de cabos de aço, suas características e os fatores que devem ser considerados na especificação.

O que determina o tipo de cabo de aço?

Um cabo de aço é formado por arames organizados em pernas, geralmente dispostas helicoidalmente ao redor de uma alma. A combinação desses elementos define sua construção e influencia seu comportamento durante a operação.

Os principais aspectos que diferenciam os cabos são:

• Construção das pernas: define a quantidade, os diâmetros e a disposição dos arames.

• Tipo de alma: pode ser de fibra, de aço ou apresentar configuração revestida com material polimérico.

• Torção: determina a disposição helicoidal dos arames e das pernas, podendo ser regular ou Lang, à direita ou à esquerda.

• Compactação: modifica a geometria dos arames, das pernas ou do cabo fechado, conforme o processo empregado.

• Características dos arames: incluem resistência, acabamento superficial e requisitos de lubrificação.

Esses fatores devem ser avaliados em conjunto. Não existe uma construção universalmente superior, pois cada aplicação apresenta solicitações mecânicas e condições operacionais próprias.

Principais construções de cabos de aço

As composições Seale, Filler, Warrington e Warrington-Seale são utilizadas na formação das pernas dos cabos de aço. Elas se diferenciam principalmente pela disposição dos arames e pelas características geométricas resultantes.

Cabo de aço Seale (S)

A composição Seale apresenta o mesmo número de arames nas camadas interna e externa, com arames externos de maior diâmetro.

Essa configuração tende a favorecer a resistência ao desgaste superficial, uma vez que os arames externos estão mais diretamente expostos ao contato com roldanas, tambores e outros elementos do sistema.

Em contrapartida, os arames externos de maior diâmetro podem ser menos favoráveis em regimes severos de flexão repetitiva, quando comparados a determinadas construções com maior quantidade de arames menores.

A composição Seale pode ser considerada quando a abrasão externa é um dos fatores relevantes para a seleção, desde que os demais requisitos da aplicação sejam atendidos.

Cabo de aço Filler (F)

Na composição Filler, pequenos arames preenchem os espaços entre os arames principais da perna.

Essa disposição modifica a geometria interna e as condições de contato entre os componentes. A adequação do cabo depende da construção completa, das solicitações mecânicas e das condições de operação.

Por isso, a designação Filler deve ser considerada como parte da especificação construtiva, e não como garantia isolada de determinado desempenho.

Cabo de aço Warrington (W)

Na composição Warrington, a camada externa da perna combina arames de dois diâmetros diferentes.

Essa organização permite configurar a geometria da perna de maneira específica, influenciando o contato entre os arames e o comportamento estrutural do conjunto.

Como ocorre com as demais composições, o desempenho depende também do tipo de alma, da torção, da compactação e das características do equipamento.

Cabo de aço Warrington-Seale (WS)

A composição Warrington-Seale combina características das disposições Warrington e Seale.

É utilizada em diferentes construções industriais e pode fazer parte de cabos projetados para equilibrar propriedades como flexibilidade, resistência ao desgaste e estabilidade estrutural.

A avaliação, entretanto, deve considerar a construção completa. A presença da designação WS, isoladamente, não determina a resistência à fadiga, a vida útil ou a adequação do cabo a uma aplicação específica.

Cabos de aço 6×19 e 6×36: quais são as diferenças?

As designações 6×19 e 6×36 identificam famílias construtivas frequentemente encontradas em cabos de aço convencionais.

De forma simplificada, a primeira indicação corresponde ao número de pernas, enquanto a segunda está associada à família de construção e à composição dos arames por perna. A designação completa depende da configuração especificada e deve ser interpretada conforme a norma aplicável e a documentação do fabricante.

Em construções comparáveis, o aumento da quantidade de arames, acompanhado da redução de seus diâmetros, tende a favorecer a flexibilidade. Entretanto, esse comportamento também depende da composição das pernas, da alma, da compactação, da pré-formação e de outras características construtivas.

Assim, não é correto afirmar que um cabo 6×36 seja sempre superior a um 6×19. A escolha deve considerar as exigências da operação, a geometria do equipamento e os mecanismos de desgaste ou dano esperados.

Tipos de alma dos cabos de aço

A alma é o elemento central da estrutura do cabo. Ela contribui para o suporte das pernas e para a manutenção da geometria do conjunto durante o uso.

Alma de fibra (AF)

A alma de fibra pode utilizar fibras naturais ou sintéticas, conforme a especificação do produto.

Entre suas funções estão o suporte das pernas e a contribuição para a retenção do lubrificante no interior do cabo.

A seleção deve considerar as condições de temperatura, o ambiente de operação e as limitações específicas do material utilizado.

Alma de aço (AA)

A alma de aço acrescenta um elemento metálico estrutural ao conjunto. Em construções comparáveis, pode contribuir para maior área metálica, rigidez radial e resistência ao esmagamento.

Essas características podem ser relevantes em aplicações nas quais o cabo está sujeito a pressões elevadas, como determinados sistemas de enrolamento em tambores.

Entre as configurações encontradas estão a alma de aço formada por um cabo independente, identificada como AACI ou IWRC conforme a nomenclatura adotada, e a alma formada por uma perna de aço, identificada como WSC.

A designação efetiva deve ser confirmada na especificação técnica do produto.

Alma revestida com material polimérico (PWRC)

A alma revestida, identificada pela sigla PWRC (Plastic Wire Rope Core), incorpora material polimérico em sua configuração.

Conforme o projeto, esse recurso pode reduzir o contato abrasivo interno entre componentes e contribuir para limitar a entrada de contaminantes ou a perda de lubrificante.

A aplicação deve ser avaliada de acordo com as condições de serviço, os mecanismos de desgaste e as recomendações do fabricante. O revestimento não elimina a necessidade de inspeção e manutenção.

Torção regular e torção Lang

A torção é outro aspecto importante na especificação dos cabos de aço. Ela descreve a disposição helicoidal dos arames nas pernas e das pernas no cabo.

As principais configurações incluem torção regular e torção Lang, cada uma com características específicas.

Torção regular

Na torção regular, os arames que formam as pernas e as pernas que formam o cabo apresentam sentidos helicoidais opostos.

Essa configuração tende a favorecer a estabilidade durante o manuseio e a instalação, além de reduzir a tendência relativa à destorção em comparação com uma construção equivalente em torção Lang.

É amplamente utilizada em aplicações gerais. No entanto, a torção regular não elimina a geração de torque nem impede a rotação do cabo sob carga.

Torção Lang

Na torção Lang, os arames das pernas e as pernas do cabo apresentam o mesmo sentido helicoidal.

Essa disposição deixa os arames externos mais inclinados em relação ao eixo do cabo e aumenta a extensão de contato exposta na superfície. Em construções comparáveis, pode favorecer a resistência à abrasão e o desempenho em determinadas condições de flexão.

Em contrapartida, tende a exigir maior controle no transporte, no desenrolamento, na instalação e durante a operação, especialmente quanto à rotação e à destorção.

A escolha entre torção regular e Lang deve considerar a aplicação, as condições de enrolamento, a geometria do equipamento e as recomendações do fabricante.

Cabos resistentes à rotação

Em operações de içamento, a tendência de giro do cabo pode se tornar relevante quando há grande comprimento livre e a carga não está impedida de girar.

Os cabos resistentes à rotação são construídos com duas ou mais camadas ou conjuntos de pernas dispostos em sentidos opostos. Dessa forma, os momentos torcionais produzidos pelas diferentes camadas se contrapõem, reduzindo o torque resultante e a tendência de giro.

Essas construções podem ser importantes no içamento de cargas não guiadas, especialmente quando a rotação pode comprometer a estabilidade da carga ou provocar o entrelaçamento de cabos.

É importante destacar que resistência à rotação não significa ausência absoluta de giro. O comportamento depende da construção específica, da carga, do comprimento livre, das extremidades e das condições operacionais.

Esses cabos também apresentam requisitos próprios de manuseio, transporte, armazenamento e instalação. A especificação deve seguir as orientações do fabricante e as exigências do equipamento.

Cabos de aço compactados

A compactação é um processo construtivo que modifica a geometria dos arames, das pernas ou do cabo fechado, conforme o método utilizado.

Dependendo do processo e do grau de conformação, a compactação pode aumentar a área metálica para determinado diâmetro nominal, regularizar a superfície externa, ampliar as áreas de contato, reduzir vazios e favorecer a resistência ao desgaste e à compressão lateral.

Essas características podem ser relevantes em aplicações com abrasão ou pressão entre camadas de enrolamento.

Entretanto, a compactação também pode modificar a flexibilidade, o alongamento e o comportamento à fadiga. Por isso, não se deve presumir que todo cabo compactado terá maior vida útil ou será adequado a qualquer equipamento.

Na especificação, é importante distinguir entre pernas compactadas, cabo compactado após o fechamento e produtos que combinam os dois processos.

Como escolher o tipo de cabo de aço para cada aplicação?

A seleção deve começar pela identificação das solicitações predominantes e das características do sistema em que o cabo será instalado.

Alguns fatores merecem atenção especial:

• Flexão frequente: avaliar a resistência à fadiga, a flexibilidade e a relação entre os diâmetros do cabo e das roldanas.

• Abrasão externa: considerar construções com arames externos de maior diâmetro, como determinadas composições Seale, ou cabos compactados, conforme as condições de desgaste.

• Abrasão interna: avaliar a lubrificação e a possibilidade de utilizar alma revestida, quando tecnicamente indicada.

• Esmagamento: verificar o tipo de alma, a construção e a compatibilidade com os tambores, especialmente em enrolamentos multicamada.

• Tendência de rotação: analisar a necessidade de um cabo resistente à rotação, considerando a carga, o comprimento livre e as condições de içamento.

• Corrosão: especificar o acabamento dos arames, a proteção e a lubrificação compatíveis com o ambiente.

Além dessas características, a seleção precisa considerar terminais, acessórios, instalação, manutenção e requisitos do fabricante do equipamento.

O diâmetro nominal ou a carga de ruptura mínima, avaliados isoladamente, não são suficientes para garantir que dois cabos sejam equivalentes em serviço.

A importância da especificação técnica

Antes de comprar ou substituir um cabo de aço, é necessário confirmar as informações que identificam o produto e suas condições de utilização.

A especificação deve contemplar, conforme a aplicação, o diâmetro nominal, a classe e a construção completa, a composição das pernas, o tipo de alma, a torção, a categoria de resistência, o acabamento, a lubrificação, a carga de ruptura mínima e os requisitos normativos aplicáveis.

Também devem ser verificadas as características das roldanas e dos tambores, o sistema de enrolamento, os terminais, os acessórios e as condições de operação.

Um cabo com o mesmo diâmetro do produto anteriormente instalado não é necessariamente equivalente. Alterações de construção devem ser avaliadas considerando a documentação do cabo, as instruções do fabricante do equipamento e os requisitos técnicos aplicáveis.

Conclusão

Os diferentes tipos de cabos de aço atendem a necessidades distintas. As composições Seale, Filler, Warrington e Warrington-Seale, os diferentes tipos de alma, as configurações de torção e os processos de compactação oferecem combinações específicas de características.

A escolha adequada depende da compatibilidade entre a construção do cabo, o equipamento, as cargas, o ambiente e o regime de operação. Por isso, a especificação deve considerar o conjunto de requisitos, e não apenas uma característica isolada.

A SIVA trabalha com conhecimento técnico em cabos de aço para apoiar aplicações que exigem especificação e seleção criteriosas.

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