Inspeção Eletromagnética em Cabos de Aço de Pontes Rolantes de Aciaria

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INSPEÇÃO ELETROMAGNÉTICA EM CABOS DE AÇO – UMA 
SOLUÇÃO PARA REDUÇÃO DE CUSTOS E AUMENTO DE 
CONFIABILIDADE 
Rafael Campos Rocha¹, Igor Kozyrev ², Fabio Cerqueira ³ 
 
RESUMO 
As ações de engenharia de manutenção preditiva são adotadas para 
proporcionar maior tempo disponível das máquinas em uso a um custo mais 
acessível. 
Este trabalho descreve como a inspeção eletromagnética de cabos de aço é 
uma ferramenta para a redução de custos e aumento da confiabilidade dos 
equipamentos, uma vez que através de inspeções periódicas pode-se 
acompanhar a vida útil dos cabos de aço instalados em plantas industriais, 
prevendo o momento certo da substituição, auxiliando no planejamento da 
manutenção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
____________________________________________ 
1 Engenheiro Mecânico - Intron Brasil 
2 Diretor Técnico – Intron Brasil 
3 Diretor de Desenvolvimento – Intron Brasil 
1. INTRODUÇÃO 
A pesquisa " A situação da Manutenção no Brasil" realizada em 2001 pela 
associação brasileira de manutenção (Abraman), estima que o custo de 
manutenção chega a 4,2% do Produto Interno Bruto brasileiro (6), sendo que 
esse percentual se aplicado ao PIB de 2012 equivaleria a R$ 184 Bilhões. 
Entretanto este estudo não tabulou os prejuízos das industrias provenientes da 
perda de lucro provenientes da parada não planejada da produção, multas 
contratuais, gastos com horas extras. 
As inspeções periódicas regulares, por ensaio não destrutivos, permitem que as 
reais condições do cabo de aço possam ser monitoradas enquanto o cabo 
estiver em operação. 
O monitoramento da real condição do cabo de aço quanto ao seu grau de 
degradação permite assegurar a disponibilidade de um equipamento, evitando 
imprevistos como manutenção corretiva não planejada. 
 
2. INSPEÇÃO 
A inspeção eletromagnética em cabos de aço consiste na passagem do cabo 
através do aparelho com imãs permanentes capaz de magnetizá-lo com um 
campo forte o suficiente para a saturação do cabo. As descontinuidades no cabo 
são percebidas pelos sensores hall através das distorções nas linhas do fluxo 
magnético. Essas variações nas linhas do fluxo magnético determinam os 
defeitos localizados, (LF- Localized fault) que são fios rompidos dentro outros 
danos. A detecção do percentual de perda de seção metálica (%LMA – Loss of 
metallic cross sectional area) se dá pela indução de um fluxo magnético 
longitudinal a uma seção do cabo. Os sensores “Hall” captam e armazenam as 
variações de sinal digitalmente que são descarregados em processadores de 
dados e traduzidos na forma de gráficos. 
 
Figura 1 - Principio Físico da Inspeção 
Outra alternativa a inspeção eletromagnética é a inspeção visual, contudo esse 
tipo de prática é limitada a uma amostragem reduzida, depende diretamente da 
acuidade do inspetor, dependendo ainda das condições do cabo que pode estar 
coberto por graxa e dificuldades de acesso, uma vez que existem cabos em que 
não é possível realizar o acesso humano. 
A Norma ISO 4309:2010 Cranes Wire ropes 2010 - Cranes — Wire ropes — Code of 
practice for care and maintenance, inspection and discard, prevê os critérios de 
descarte para o cabo de aço, tais como fios rompidos admissíveis em um e 
cinco passos do cabo, redução máxima do diâmetro, corrosão. 
Segundo a referida o norma os mecanismos de danos atuantes (fios rompidos, 
redução de diâmetros e corrosão) devem ser avaliados isoladamente e seus 
efeitos combinados serão utilizados para determinar o grau de deterioração do 
cabo de aço, de acordo como anexo F, tabela F.1. 
Contudo é importante resaltar que é impossível com a inspeção visual, mensurar 
todos os critérios previstos em norma ao longo de todo o cabo de aço, ao 
contrario da inspeção eletromagnética que permite mensurar os valores %LMA 
que esta diretamente ligado a perda de diâmetro ao longo de todo o cabo de 
aço, e detecção de fios rompidos e outros defeitos reprováveis, ilustrado na 
Figura 2. 
 
Figura 2 - Gráfico da Inspeção Eletromagnética 
As inspeções periódicas permitem o acompanhamento da evolução do dano no 
cabo de aço ao longo do tempo, de modo ser possível monitorar a real condição 
do cabo, conforme ilustrado na Figura 3. 
 
Figura 3 - Evolução de Danos ao longo das Inspeções 
 
3. RESULTADOS 
Como resultado de inspeções periódicas tem se um acompanhamento da vida 
útil, de modo que é possível com essas informações garantir a disponibilidade 
do equipamento, evitando paradas não planejadas na produção para ações 
corretivas em ativos das plantas industriais. 
Ao longo de 96 dias foi realizado pela equipe da Intron Brasil, quatro inspeções 
em um cabo 8X36 WS AACI RCN N° 11, cujo o critério de aceitação do cabo é: 
• Para redução de diâmetro (Tabela 5 da ISO 4309:2010): 
• % máxima de perda do diâmetro do cabo: 7,5% (A perda de 7,5% do 
diâmetro do cabo é igual a 14,44% da perda de seção da área 
metálica). 
• Para números máximos de fios rompidos (Tabelas 3 e 4 da ISO 
4309:2010): 
• Fios rompidos em 01 passo (6 x d): 10 
• Fios rompidos em 05 passos (30 x d): 21 
Na primeira inspeção foi realizada a inspeção visual na qual foi detectado 
processo de abrasão conforme ilustrado na Figura 4. 
Foi detectado no Dromo impressão negativa, que é uma “marca” nos Dromos e 
Polias(5), esses sulcos em alto relevo demonstram que existe algo errado no 
sistema mecânico que implica em um mecanismo de dano sobre o cabo de aço, 
conforme ilustrado na Figura 5. 
Na primeira inspeção o cabo não apresentou fios rompidos, sendo que foi 
detectado uma perda de seção metálica máxima de 4,04 % que representa 
27,21% do grau de degradação do cabo, segundo critério de redução de 
diâmetro(2). 
 
 
Figura 4 - Detalhe do Cabo de Aço com Abrasão 
 
Figura 5 - Detalhe a Impressão Negativa em Dromo 
A segundo inspeção foi realizada 21 dias após a primeira, sendo que o cabo de 
aço não apresentou fios rompidos, onde foi detectado uma perda de seção 
metálica máxima de 7,5 % que representa 51,0% do grau de degradação do 
cabo(3). 
A terceira inspeção foi realizada 49 dias após a segunda,sendo que o cabo de 
aço apresentou quatro descontinuidades localizadas com características de fio 
rompido, onde foi detectada uma perda de seção metálica máxima de 7,88 % 
que representa 53,6% do grau de degradação do cabo. 
A maior densidade de fios rompidos foi identificada na distancia 6xD( 1 Passo) 
com um fio rompido e uma perda de seção metálica de 7,14%, a combinação 
dos dois mecanismos de dano equivalem a 58,48% do critério de aceitação 
segundo o critério combinado da ISO 4309:2010(4). 
A quarta inspeção foi realizada 26 dias após a terceira, apresentou nove 
descontinuidades localizadas com características de fio rompido, sendo que foi 
detectada uma perda de seção metálica máxima de 7,88 % que representa 
53,6% do grau de degradação do cabo. 
A maior densidade de fios rompidos foi identificada na distancia 30xD (5 
Passos) com quatro fios rompidos e uma perda de seção metálica de 7,35%, 
a combinação dos dois mecanismos de dano equivalem a 69% do critério de 
aceitação segundo o critério combinado da ISO 4309:2010 (5). 
Tabulando se os valores de grau de degradação máximo do cabo de aço ao 
longo do tempo (Figura 6), observa se a não linearidade da evolução dos 
mecanismos de danos. As falhas se acumularam progressivamente no cabo de 
aço causando uma ruptura abrupta, consequentemente o trajeto de predição 
deve aproximar-se ao nível permissível com muito cuidado. 
 
Figura 6 - Gráfico Grau de Degradação x Tempo 
De acordo com os resultados das inspeções foi possível monitorar a evolução dos 
mecanismos de danos nos cabo de aço, de modo que essas informações foram de 
vital importância no controle e planejamento da troca do cabo de aço em questão. 
Hoje as planta indústrias tentam localizar o ponto ótimo entre custo, disponibilidade 
e confiabilidade das instalações,de modo que uma ruptura em um cabo de aço 
implicaria em uma parada não planejada do equipamento, que acarretaria numa 
serie de custos em cascata, já que haveria nesse caso a perda da produção, horas 
extras trabalhadas na substituição do cabo de aço, diminuição da disponibilidade, 
replanejamento das ações de manutenção, remanejamento de equipes, dentre 
outros danos que podem vir a surgir ao equipamento devido a ruptura do cabo de 
aço. 
 
4. CONCLUSÃO 
No atual cenário econômico mundial, a competitividade entre as industrias esta cada 
vez mais acirrada, de modo que todo e qualquer redução de custos implica em uma 
vantagem competitiva considerável. Dentro deste cenário a disponibilidade de 
equipamentos é um diferencial, assim sendo equipamentos que operam com a 
utilização de cabos de aço devem ser inspecionados regularmente afim de garantir 
que não haja paradas não planejadas devido a rupturas em cabos de aço. 
27,21
51
58,48
69
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100
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Dias
Grau de Degradação Máximo Ao longo das 
Inspeções
O monitoramento do real grau de degradação de 100% do cabo de aço só é possível 
com inspeções eletromagnéticas e periódicas haja visto que outra alternativa seria a 
inspeção visual, que tem amostragem reduzida e baixa confiabilidade. 
Como a evolução dos danos em cabos de aços não acontecem de maneira linear, é 
importante existir dentro do planejamento da manutenção preditiva a periodicidade 
de inspeção, afim de garantir que os cabos de aço estejam dentro dos critérios de 
aceitação previstos em norma, de modo a reduzir drasticamente o probabilidade de 
uma falha, e consequentemente evitar uma os custos provenientes de uma ação 
corretiva não planejada, tais como parada da produção, gastos com peças 
sobressalentes, horas extras, lotes perdidos ou refugados. 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 
1) PR-EN-002-09 - Inspeção eletromagnética em cabos de aço ferromagnéticos 
- Rev 02; 
2) Relatório Intron Brasil N° 11093-007- Rev 00; 
3) Relatório Intron Brasil N° 11093-009- Rev 00; 
4) Relatório Intron Brasil N° 11093-011- Rev 00; 
5) Relatório Intron Brasil N° 11093-012- Rev 00; 
6) M. A. Fernandes., "Como Aumentar a Disponibilidade das Máquinas e 
Reduzir Custos de Manutenção", Revista Maquinas e Metais, 316 329, Abril 
de 2003; 
7) ISO 4309:2010 Cranes Wire ropes 2010 - Cranes — Wire ropes — Code of 
practice for care and maintenance, inspection and discard.