461 NTC

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 461 2000-09-27

ALAMBRES DE ACERO RECUBIERTOS CON CINC, PARA LA FABRICACIÓN DE CABLES DE ALUMINIO REFORZADOS CON ACERO (ACSR)

E:

ZINC COATED (GALVANIZED) STEEL CORE WIRE FOR ALUMINUM CONDUCTORS, CONDUCTORS, STEEL REINFORCED REINFORCED (ACSR)

CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA:

esta norma es equivalente (EQV) a la ASTM B 498/B 498 M.

DESCRIPTORES: DESCRIPTORES:

alambre de acero; alambre; producto metalúrgico; conductor eléctrico.

I.C.S.: 77.140.65 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435 Prohibida su reproducción

Cuarta actualización

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 461 (Cuarta actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2000-09-27. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma que pertenece al Comité Técnico 383901 Potencia a través de su participación en Consulta Pública. CABLES ELÉCTRICOS DE SANTANDER CENTELSA CODENSA EMCOCABLES EMPRESA DE ENERGÍA DE CUNDINAMARCA EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN FACELEC

INGECABLES ANDINOS INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA S.A. PROCABLES SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 461 (Cuarta actualización)

ALAMBRES DE ACERO RECUBIERTOS CON CINC, PARA LA FABRICACIÓN DE CABLES DE ALUMINIO REFORZADOS CON ACERO (ACSR)

1.

OBJETO

Esta norma establece los requisitos para los alambres de núcleo de acero redondo 1.1 recubiertos con cinc con tres tipos de revestimientos, usados como refuerzo mecánico en la producción de cables de aluminio reforzados con acero (ACSR). Esta norma hace referencia a alambres de diámetros comprendidos entre 0,050 0 pulgadas 1.2 a 0,190 0 pulgadas o 1,60 mm a 4,80 mm, inclusive. Los valores establecidos en unidades lb/pulgada o en el Sistema Internacional, se deben 1.3 considerar separadamente como normalizados. Los valores en cada sistema no son exactamente equivalentes, por lo tanto cada sistema debe ser usado independientemente del otro. La combinación de los dos sistemas puede resultar en no conformidad con la especificación.

2.

NORMAS DE REFERENCIA

Cuando se haga referencia a ellos; los siguientes documentos en su edición en el 2.1 momento de la compra del material, hacen parte de esta norma.

2.1.1 Normas que deben consultarse Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad del mismo. En el momento de la publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas. NTC 469: 2000, Electrotecnia. Materiales conductores eléctricos. Determinación de la resistividad. (ASTM B 193) NTC 1054: 1996, Metales no ferrosos. Cinc. (ASTM B 6) NTC 3237: 1991, Siderurgia. Método para determinar el peso del recubrimiento de cinc (galvanizado) en artículos de hierro y acero (ASTM A 90)

1



NTC 3353: 1992, Siderurgia. Definiciones y métodos para los ensayos mecánicos de productos de acero. (ASTM A 751)

3.

TERMINOLOGÍA

3.1

DEFINICIÓN

3.1.1 Lote: a menos que se especifique lo contrario en el contrato u orden de compra, un lote debe constar de todos los rollos de alambre del mismo diámetro y tramos unitarios sometidos a inspección al mismo tiempo. 4.

CLASIFICACIÓN

El alambre se suministra con tres clases de revestimiento: Clase A, Clase B o Clase C, 4.1 como se especifique, de acuerdo con los requisitos del numeral 10 y la Tabla 1 o Tabla 2.

5.

INFORMACIÓN PARA ÓRDENES DE COMPRA

Las órdenes de compra del material a que se refiere esta norma deben incluir la siguiente 5.1 información:

5.1.1 Cantidad de cada calibre. 5.1.2 Diámetro del alambre en pulgadas o mm (véase el numeral 14). 5.1.3 Clase de revestimiento (véase el numeral 4.1). 5.1.4 Certificación, si se requiere (véase el numeral 19). 5.1.5 Reporte de ensayos, si se requiere (véase el numeral 19). 5.1.6 Tamaño del empaque (véase el numeral 20). 6.

MATERIALES Y FABRICACIÓN

El metal base debe ser de acero obtenido por uno de los procesos siguientes: horno de 6.1 solera abierta (ácido o básico), horno eléctrico o básico al oxígeno. El alambre se debe trefilar en frío y posteriormente recubrir con cinc, con el fin de producir 6.2 las propiedades deseadas. El lingote de cinc utilizado para el recubrimiento debe ser de alto grado de pureza o 6.3 superior, conforme a lo que se especifica en la NTC 1054 (ASTM B6).

7.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

7.1

El acero debe cumplir con los requisitos indicados en la Tabla 3.

2



Los análisis de composición química se deben realizar de acuerdo con los métodos 7.2 establecidos en la NTC 3353 (ASTM A 751).

8.

ENSAYO DE TENSIÓN

El alambre de núcleo de acero con recubrimiento de cinc debe cumplir con los requisitos 8.1 de tensión y elongación establecidos en la Tabla 4 y Tabla 5. Los ensayos de tensión se deben llevar a cabo de acuerdo con la NTC 3353 (ASTM A 370), 8.2 utilizando los valores iniciales para determinar el esfuerzo al 1 % de extensión, que se presentan en la Tabla 6 y Tabla 7 de la presente norma. Probetas de ensayo. Deben estar libres de dobladuras o curvaturas de cualquier clase, 8.3 resultantes de las operaciones normales de bobinado. Cualquier enderezamiento manual necesario para permitir la inserción de la probeta en las mordazas de la máquina de ensayo debe hacerse por un preformado entre bloques de madera o por cualquier otro método igualmente satisfactorio.

9.

ENSAYO DE ENROLLAMIENTO

El material, representado por las probetas de ensayo, no debe presentar fractura cuando el alambre galvanizado se enrolle con una velocidad máxima de 15 vueltas por minuto, formando una hélice cerrada de mínimo ocho vueltas alrededor de un mandril cilíndrico con un diámetro igual a dos veces el diámetro especificado del alambre que se ensaya, ± 5 %

10.

ENSAYO DE RECUBRIMIENTO

10.1 El material, representado por los especímenes de ensayo, debe cumplir con los requisitos de la Tabla 1 o Tabla 2 para el diámetro y clase de recubrimiento especificado. 10.2 El ensayo de recubrimiento se debe llevar a cabo de acuerdo con la NTC 3237 (ASTM A90/A90 M). Tabla 1. Densidad mínima del área de recubrimiento Densidad del área del recubrimiento de cinc, mín, oz/pie 2 de superficie de alambre sin recubrir Recubrimiento Pulgadas Clase A Clase B Clase C 0,050 0 a 0,059 9, inclusive 0,60 1,20 1,80 0,060 0 a 0,074 9, inclusive 0,65 1,30 1,95 0,075 0 a 0,089 9, inclusive 0,70 1,40 2,10 0,090 0 a 0,105 9, inclusive 0,75 1,50 2,25 0,104 0 a 0,119 9, inclusive 0,80 1,60 2,40 0,120 0 a 0,139 9, inclusive 0,85 1,70 2,55 0,140 0 a 0,179 9, inclusive 0,90 1,80 2,70 0,180 0 a 0,190 0, inclusive 1,00 2,00 3,00

3



Tabla 2. Densidad mínima del área de recubrimiento Densidad del área del recubrimiento de cinc, mín, g/m 2 de superficie de alambre sin recubrir Recubrimiento milímetros Clase A Clase B Clase C 1,60 a 1,90, inclusive 210 420 630 1,90 a 2,30, inclusive 220 440 660 2,30 a 2,70, inclusive 230 460 690 2,70 a 3,10, inclusive 240 480 720 3,10 a 3,50, inclusive 260 520 780 3,50 a 3,90, inclusive 270 540 810 3,90 a 4,50, inclusive 275 550 825 4,50 a 4,80, inclusive 300 600 900 Tabla 3. Requisitos químicos Elemento

Composición, % 0,50 a 0,85 0,50 a 1,10 0,035 0,045 0,10 a 0,35

Carbono Manganeso Fósforo, máx. Azufre, máx. Silicio

11.

ENSAYO DE ADHERENCIA DEL RECUBRIMIENTO

11.1 El alambre recubierto de cinc debe soportar el enrollamiento en una hélice cerrada, a una velocidad máxima de 15 vueltas/min alrededor de un mandril cilíndrico con el diámetro prescrito en la Tabla 8 y Tabla 9, sin presentar agrietamiento ni descascaramiento del recubrimiento de cinc, al grado tal que cualquier parte de cinc pueda ser retirada frotando con los dedos. Nota 1. Durante el ensayo de adhesión no se debe considerar causa de rechazo la pérdida o desprendimiento superficial de pequeñas partículas de cinc formadas por el pulido mecánico de la superficie del alambre recubierto de cinc.

12.

UNIONES

12.1

No se permiten uniones en el alambre terminado.

12.2 Se pueden hacer uniones en cualquier etapa del proceso antes del trefilado en frío final, mediante el proceso de soldadura a tope o arco. 12.3 El equipo y el procedimiento de soldadura deben ser tales que se pueda demostrar que la resistencia a la tensión de un espécimen de alambre terminado que contiene la sección soldada no debe ser menor del 96 % del esfuerzo mínimo especificado al 1 % de extensión. 12.4 No se debe exigir que una sección soldada cumpla los ensayos de esfuerzo al 1 % de extensión, de elongación y enrollamiento.

4

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 13.


DENSIDAD Y RESISTIVIDAD

13.1 Para los propósitos del cálculo de la densidad lineal, secciones transversales, etc., la densidad del alambre de acero galvanizado a 20 °C se debe tomar como 0,281 lb/pulgadas 3 (7 780 kg/m 3). 13.2 No está garantizada una resistividad máxima del alambre de acero galvanizado, pero para propósitos de cálculos se puede usar un valor típico de 0,191 57 Ω mm2/m. Para conversión a otras unidades de conductividad o resistividad, consúltese la NTC 469 (ASTM B 193). 14.

DIMENSIONES Y VARIACIONES PERMISIBLES

14.1 El diámetro nominal del alambre recubierto de cinc se debe expresar en fracciones decimales de una pulgada, con cuatro lugares decimales o en milímetros en fracciones decimales con dos lugares decimales. 14.2 Para mediciones de diámetro y tolerancia de diámetro, los diámetros se deben redondear con una aproximación de 0,000 5 pulgadas o 0,01 mm. 14.3 El promedio de las lecturas del diámetro mayor y menor, con una aproximación de 0,001 pulgada o 0,01 mm, tomadas en la misma sección transversal, no se deben diferenciar del diámetro especificado en una cantidad superior a las tolerancias presentadas en la Tabla 10 y 11. Tabla 4. Requisitos de tensión Diámetro nominal

Pulgadas 0,0500 a 0,0899, inclusive 0,0900 a 0,1199, inclusive 0,1200 a 0,1399, inclusive 0,1400 a 0,1900, inclusive 0,0500 a 0,0899,inclusive 0,0900 a 0,1199, inclusive 0,1200 a 0,1399, inclusive 0,1400 a 0,1900, inclusive 0,0500 a 0,0899,inclusive 0,0900 a 0,1199, inclusive 0,1200 a 0,1399, inclusive 0,1400 a 0,1900, inclusive

Esfuerzo al 1% de extensión, mín.

Límite mínimo de resistencia a la tensión

ksi Recubrimiento Clase A 190 185 180 170 Recubrimiento Clase B 180 175 170 160 Recubrimiento Clase C 170 165 160 155

5

Alargamiento a la rotura en 10 pulgadas ó 250 mm, mín, %

ksi 210 205 205 200

30 35 40 40

200 195 1 95 185

3,0 3,0 3,0 4,0

190 185 185 180

3,0 3,0 3,0 4,0



Tabla 5. Requisitos de tensión Diámetro nominal

Esfuerzo al 1% de extensión, mín.

Límite mínimo de resistencia a la tensión MPa MPa Recubrimiento Clase A 1 310 1 450 1 280 1 410 1 240 1 410 1 170 1 380 Recubrimiento Clase B 1 240 1 380 1 210 1 340 1 170 1 340 1 100 1 280 Recubrimiento Clase C 1 170 1 310 1 140 1 280 1 100 1 280 1 070 1 240

Milímetros 1,60 a 2,30, inclusive 2,30 a 3,05, inclusive 3,05 a 3,60, inclusive 3,60 a 4,80, inclusive 1,60 a 2,30, inclusive 2,30 a 3,05, inclusive 3,05 a 3,60, inclusive 3,60 a 4,80, inclusive 1,60 a 2,30, inclusive 2,30 a 3,05, inclusive 3,05 a 3,60, inclusive 3,60 a 4,80, inclusive

Alargamiento a la rotura en 10 pulgadas ó 250 mm, mín, % 30 35 40 40 3,0 3,0 3,0 4,0 3,0 3,0 3,0 4,0

Tabla 6. Valores iniciales para la determinación del esfuerzo al 1 % de extensión Diámetro nominal, pulgadas

Esfuerzo inicial

Pulgadas 0,050 0 a 0,089 9, inclusive 0,090 0 a 0,119 9, inclusive 0,120 0 a 0,190 0, inclusive

ksi 14 28 42

Valor inicial del extensómetro, pulgadas/pulgada 0,005 (extensión 0,05 %) 0,001 0 (extensión 0,10 %) 0,001 5 (extensión 0,15 %)

Tabla 7. Valores iniciales para la determinación del esfuerzo al 1 % de extensión Diámetro nominal, mm

Esfuerzo inicial

Milímetros 1,60 a 2,30, inclusive 2,30 a 3,05, inclusive 3,05 a 4,80, inclusive

MPa 100 190 290

Valor inicial del extensómetro, mm/mm 0,005 (extensión 0,05 %) 0,001 0 (extensión 0,10 %) 0,001 5 (extensión 0,15 %)

Tabla 8. Tamaño del mandril para el ensayo de adherencia Diámetro nominal del alambre

Relación entre el diámetro del mandril y el diámetro del alambre

Pulgadas 0,050 0 a 0,089 9,inclusive 0,090 0 a 0,139 9, inclusive 0,140 0 a 0,190 0, inclusive

3 4 5

6



Tabla 9. Tamaño del mandril para el ensayo de adherencia Diámetro nominal del alambre

Relación entre el diámetro del mandril y el diámetro del alambre

mm 1,60 a 2,30, inclusive 2,30 a 3,05, inclusive 3,05 a 4,80, inclusive

3 4 5

Tabla 10. Variaciones permisibles en el diámetro de alambre de acero recubierto de cinc Nota 1. Se reconoce que la superficie de los recubrimientos de cinc, particularmente aquellos elaborados mediante baño en caliente, no son perfectamente lisos ni están desprovistos de irregularidades. Si las tolerancias presentadas en la Tabla se aplican rígidamente a las irregularidades que son inherentes al producto, se podrían presentar rechazos injustificados del alambre que en realidad sería satisfactorio. Por lo tanto, se pretende que estas tolerancias se usen en al evaluar las áreas uniformes del acero galvanizado. Diámetro nominal Pulgadas

Variación permisible Pulgadas más 0,0015 0,002 0,003 0,004

0,050 0 a 0,074 9, inclusive 0,075 0 a 0,119 9, inclusive 0,120 0 a 0,139 9, inclusive 0,140 0 a 0,190 0, inclusive

menos 0,001 0,002 0,002 0,003

Tabla 11. Variaciones permisibles en el diámetro de alambre de acero recubierto de cinc Nota 1. Se reconoce que la superficie de los recubrimientos de cinc, particularmente aquellos elaborados mediante baño en caliente, no son perfectamente lisos ni están desprovistos de irregularidades. Si las tolerancias presentadas en la Tabla se aplican rígidamente a las irregularidades que son inherentes al producto, se podrían presentar rechazos injustificados del alambre que en realidad sería satisfactorio. Por lo tanto, se pretende que estas tolerancias se usen en al evaluar las áreas uniformes del acero galvanizado. Diámetro nominal mm

Variación permisible mm más menos 0,04 0,03 0,05 0,05 0,08 0,05 0,10 0,08

1,60 a 2,30, inclusive 2,30 a 3,05, inclusive 3,05 a 3,60, inclusive 3,60 a 4,80, inclusive

15.

MANO DE OBRA, TERMINADO Y APARIENCIA

15.1 El recubrimiento de cinc debe ser razonablemente liso, continuo, de espesor uniforme razonable y sin imperfecciones no acordes con la buena práctica comercial. 16.

NÚMERO DE ENSAYOS Y REENSAYOS

16.1 Se debe tomar una probeta de ensayo por cada 5 000 lb o 2 500 kg o fracción, en el lote de inspección. 7



16.2 Cada probeta se debe ensayar para verificar su conformidad con los numerales 8, 9, 11 y 14. Mínimo la mitad de las probetas se debe ensayar para verificar su conformidad con el numeral 10. 16.3 Si alguna de las probetas falla alguno de los ensayos especificados, el rollo o rollos no conformes se pueden retirar y se someten a reensayo el resto del lote. Para los reensayos, se debe hacer un muestreo de dos rollos adicionales por cada 5 000 lb o 2 500 kg en el lote y se deben ensayar en relación con la propiedad que falló la muestra original. 16.4 Si alguna de las probetas de reensayo no cumple las propiedades especificadas, se debe rechazar el lote representado por las probetas. 16.5 En lugar de rechazar todo el lote, como se establece en el numeral 16.4, el fabricante puede ensayar en las probetas de cada rollo del lote la propiedad que falló y rechazar solamente los rollos no conformes. 17.

INSPECCIÓN

17.1 A menos que se establezca lo contrario en el contrato u orden de compra, el fabricante es responsable por el desarrollo de toda la inspección y los requisitos de ensayo especificados. 17.2 Todas las inspecciones y ensayos se deben realizar en el sitio de fabricación, a menos que se acuerde algo diferente entre el fabricante y el comprador en el momento de la compra. 17.3 El fabricante debe permitir al inspector que representa al comprador todas las facilidades razonables para verificar que el material se suministra de conformidad con la presente norma. 18.

RECHAZO Y REVISIÓN

18.1 El material que no cumpla con los requisitos de la presente norma se debe rechazar. Dicho rechazo se debe comunicar al fabricante o proveedor rápidamente y por escrito. En caso de inconformidad con los resultados del ensayo, el fabricante o proveedor pueden solicitar una revisión. 19.

CERTIFICACIÓN

19.1 Cuando se especifique en la orden de compra o contrato, el fabricante o proveedor deben suministrar al comprador una certificación en la que se indique que el material fue fabricado, se le realizó muestreo, se ensayó e inspeccionó de acuerdo con la presente norma y que cumple los requisitos. Cuando se especifique en la orden de compra y contrato, se debe suministrar un reporte con los resultados de los ensayos. 20.

EMPAQUE Y ROTULADO DEL EMPAQUE

20.1 La longitud de las unidades debe ser como se especifica en el contrato u orden de compra. Las tolerancias en la longitud deben ser de ± 2 %, a menos que el comprador especifique algo diferente. 20.2 Las dimensiones del empaque, la clase de empaque (rollos, carretes o rollos sin carrete) y la cantidad de alambre de cada paquete se debe acordar entre el fabricante y el comprador. 8



20.3 A cada paquete se le debe colocar en forma segura una etiqueta durable en la que se indique el diámetro nominal del alambre, la clase de recubrimiento, la longitud, el peso aproximado, el número de la orden de compra y el nombre del fabricante. 20.4

Se debe indicar el extremo inicial del alambre.

20.5 En el caso de que haya más de una pieza en el paquete, se debe indicar en una etiqueta la longitud y posición de cada pieza. DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Specification for Zinc-Coated (Galvanized) Steel Core Wire for Aluminum Conductors, Steel Reinforced (ACSR). Philadelphia: ASTM, 1998. 4 p. (ASTM B 498/B 498M).

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