Una investigación sobre la falla de la cadena del mástil de una carretilla elevadora en una terminal logística de Incheon en 2024 reveló que la cadena de hojas AL1022 del mástil había sido reemplazada con una elongación de 3%, el mismo umbral que el equipo de mantenimiento aplicó a las cadenas de rodillos de transmisión de los mismos vehículos. Esto era incorrecto. Para cadenas de hojas en servicio de elevación, la norma ASME B29.8 exige su retiro con una elongación de 2% para servicio estándar y de 1,5% para aplicaciones donde la cadena está expuesta a corrosión o cargas de choque. La cadena que falló se había medido con una elongación de 2,1% y se había vuelto a poner en servicio. La falla fue una grieta por fatiga a través de una placa de enlace, no una sobrecarga puntual, sino el resultado acumulativo de operar una cadena con cargas cíclicas superiores al límite de fatiga durante varios cientos de ciclos adicionales después de que se hubiera superado el umbral de retiro.
Las fallas en las cadenas de hojas de los equipos de elevación no se deben al material de la cadena ni a las especificaciones del fabricante. Casi siempre se deben a fallas en el programa de inspección y desguace. Comprender por qué las cadenas de hojas tienen criterios de desguace diferentes a los de las cadenas de rodillos —y por qué existen dichos criterios— es fundamental para un programa de mantenimiento seguro de las cadenas de elevación.
Qué es una cadena de hojas: su estructura y por qué no tiene rodillos.
La cadena de hojas consta de conjuntos alternos de placas de enlace unidas por pasadores de acero endurecido. No tiene bujes, rodillos ni placas de enlace externas como las cadenas de rodillos convencionales; cada placa en una cadena de hojas es una placa interna que se apoya directamente sobre la superficie del pasador. La resistencia de la cadena de hojas proviene del área de la sección transversal total de las placas de enlace en el orificio del pasador, multiplicada por el número de eslabones de la cadena.
La ausencia de rodillos es intencionada. La cadena de hojas está diseñada exclusivamente para el movimiento lineal alternativo sobre una polea, no para el acoplamiento con un diente de piñón a alta velocidad. En el accionamiento del mástil de una carretilla elevadora, la cadena se enrolla alrededor de una polea fija o móvil en la parte superior del mástil interior y conecta el carro a la estructura del mástil. La función de la cadena es transmitir la fuerza del cilindro hidráulico a la fuerza de elevación del carro, una aplicación de tensión pura sin componente de velocidad angular en la superficie de contacto. Los rodillos añadirían peso, coste y posibles fallos sin aportar ningún beneficio funcional en esta aplicación.
Series AL vs BL: El sistema de nombres y lo que representa cada serie
La norma ASME B29.8 define dos series de cadenas de láminas: AL (encordado uniforme) y BL (encordado equilibrado). La letra que precede al patrón de encordado determina la distribución de las láminas a lo largo del pasador. El número que le sigue indica primero el grupo de paso y, a continuación, la cantidad de encordados.
En la cadena de la serie AL, las placas están dispuestas en conjuntos de igual número a cada lado de la línea central: 2×2, 3×3, 4×4, etc. En la cadena de la serie BL, el conjunto central tiene placas adicionales que no son simétricas en ambos lados; el entrelazado es asimétrico a través de la sección transversal de la cadena. La cadena BL es generalmente más pesada y resistente por paso que la cadena AL de designación similar, y es la especificación estándar para las cadenas de mástil de montacargas en carretillas industriales medianas y grandes. La cadena AL se encuentra más comúnmente en aplicaciones de polipastos y equilibradores industriales ligeros.
| Número de cadena | Serie | Paso (mm) | Ancho de la placa (mm) | Carga mínima de rotura (kN) | Carga de trabajo segura según ASME (kN) | Capacidad típica de la carretilla elevadora |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AL622 | AL (par) | 19.05 | 8.9 | 69.0 | 17.2 | Polipasto ligero, equilibrador ≤1,5 t |
| AL844 | AL (par) | 25.40 | 11.2 | 133.0 | 33.2 | Carretilla elevadora ligera de 1,5–2,5 t |
| BL634 | BL (equilibrado) | 19.05 | 9.4 | 133.0 | 33.2 | Carretilla elevadora contrapesada de 1,5 a 3 toneladas. |
| BL846 | BL (equilibrado) | 25.40 | 11.2 | 182.0 | 45.5 | Contrapeso estándar de 2 a 3,5 t |
| BL1022 | BL (equilibrado) | 31.75 | 12.7 | 222.0 | 55.5 | Contrapeso más común de 3 a 5 toneladas |
| BL1034 | BL (equilibrado) | 31.75 | 14.3 | 311.0 | 77.8 | Contrapeso de alta resistencia de 4 a 7 toneladas |
| BL1246 | BL (equilibrado) | 38.10 | 15.8 | 400.0 | 100.0 | Carretilla elevadora muy pesada de 6 a 10 toneladas. |
| BL1666 | BL (equilibrado) | 50.80 | 19.0 | 756.0 | 189.0 | Apilador/carretilla elevadora de gran capacidad ≥10 t |
Cómo falla la cadena de ballestas: fractura por fatiga frente a sobrecarga, y por qué esto lo cambia todo en la inspección.
La sobrecarga —donde una cadena se estira hasta su carga mínima de rotura en un solo evento— no es el modo de falla predominante en las aplicaciones de cadenas para montacargas y polipastos. El análisis estadístico de fallas en cadenas de hojas en condiciones reales muestra consistentemente que más del 85% de las fallas en sistemas de elevación con la capacidad nominal adecuada son fallas por fatiga: iniciación y propagación de grietas bajo cargas cíclicas repetidas que, individualmente, se encuentran dentro de la capacidad estructural de la cadena.
La implicación práctica es profunda. Una cadena sobrecargada da una advertencia visible antes de la falla: los eslabones se deforman plásticamente y el alargamiento se hace visible antes de la fractura. Una grieta por fatiga en una placa de eslabones de cadena de hojas suele tener entre 0,2 y 0,5 mm de ancho en la superficie de la placa, orientada perpendicularmente al eje de la cadena, y es casi invisible hasta que se ha propagado aproximadamente a 50% de la sección transversal de la placa, momento en el que la resistencia estática restante puede reducirse a un valor cercano a la carga de trabajo y la fractura es inminente. Para cuando la grieta es visible para un inspector que realiza una revisión visual de rutina, puede haber estado propagándose durante varios cientos de ciclos de elevación.
Por este motivo, el umbral de elongación para cadenas de hojas (2% para servicio estándar) es inferior al de las cadenas de rodillos (3%), y por ello es imprescindible la inspección visual para detectar grietas, corrosión y deformación de las placas, además de la medición de la elongación. La elongación por sí sola no revela el estado de fatiga de las placas: una cadena puede estar dentro del límite de elongación y aun así presentar grietas por fatiga en las secciones de las placas adyacentes a los orificios de los pasadores.
Requisitos de inspección de cadenas de ballestas: Controles obligatorios según ASME B29.8 y EN 14659.
Tanto la norma ASME B29.8 (norma norteamericana) como la EN 14659 (norma europea, adoptada en la documentación de equipos OEM coreanos) especifican el contenido mínimo de inspección para las cadenas de hojas en servicio. El intervalo de inspección suele estar definido por el fabricante de la carretilla elevadora en el manual de mantenimiento; la mayoría de la documentación de servicio de los fabricantes de carretillas elevadoras coreanos y japoneses especifica una inspección anual como mínimo, con inspecciones más frecuentes para operaciones de alto ciclo (las cadenas que realizan más de 200 ciclos de elevación al día deben inspeccionarse cada 6 meses).
Mida la longitud de 12 eslabones en tres puntos de la cadena. Deseche la cadena cuando la elongación medida supere 2,0% (estándar), 1,5% (servicio con carga corrosiva o de impacto) o el límite inferior especificado por el fabricante. La elongación en las cadenas de hojas se produce por el desgaste de los orificios de los pasadores, el mismo mecanismo que en las cadenas de rodillos, pero sin el buje que proporciona una superficie de desgaste intermedia.
Limpie la cadena minuciosamente antes de la inspección. Inspeccione la superficie de cada placa de eslabón con iluminación adecuada; se requiere una lupa de 10× o una prueba de tinte penetrante al menos en intervalos de inspección alternos. Las grietas suelen ser transversales (perpendiculares al eje de la cadena) y se originan en el borde del orificio del pasador. Cualquier grieta visible constituye un criterio de descarte inmediato; no se requiere una prueba de elongación.
La oxidación superficial leve en las caras de la placa es tolerable si se limita a la superficie y se puede eliminar con un paño limpio. La corrosión profunda, el óxido descascarillado o la corrosión en la interfaz pasador-placa que no se puede eliminar obligan a su desguace. Las placas de enlace con corrosión por picaduras tienen un factor de concentración de tensiones significativamente mayor que una placa lisa; incluso una corrosión superficial de 0,2 mm de profundidad en el borde del orificio del pasador puede reducir la vida útil por fatiga entre 40 y 601 TP3T.
Compruebe que todos los pasadores giren libremente dentro de los orificios de la placa; los pasadores atascados indican corrosión en la interfaz del cojinete y posible inicio de grietas por fatiga. Flexione la cadena lateralmente en cada eslabón: cualquier resistencia o recuperación elástica indica un eslabón atascado que requiere una investigación más exhaustiva. Los eslabones atascados en una cadena de hojas no solo representan un problema de elongación, sino que también indican sobrecarga o corrosión en esa unión, lo que podría haber originado una grieta en la placa.
El enlace de anclaje (conexión final al pasador de anclaje del carro o mástil) soporta la carga estática total de la capacidad nominal en todo momento. En cada inspección, se debe comprobar el desgaste del pasador de anclaje y de la geometría del enlace; el desgaste visible por contacto en el pasador o la deformación del enlace alrededor del pasador son motivos de desguace inmediato. El desgaste del enlace de anclaje suele pasar desapercibido porque queda oculto en el soporte de montaje.
Límites de elongación para la jubilación: Valores de referencia de medición de 12 eslabones
El método de medición de 12 eslabones utilizado para cadenas de rodillos también se aplica a las cadenas de hojas. Mida la distancia entre los centros de los pasadores de 12 eslabones y compárela con el valor nominal. Deje de medir cuando la distancia medida alcance o supere los valores de la tabla siguiente.
| Serie de cadenas | Paso nominal (mm) | 12 eslabones Nominal (mm) | Retirarse a las 2% (mm) | Retirarse en 1,5% (mm) | Aplicar el umbral 1.5% cuando: |
|---|---|---|---|---|---|
| AL622 / BL634 | 19.05 | 228.6 | 233.2 | 231.0 | Uso en exteriores/almacenes frigoríficos, exposición a ácidos/álcalis, corrosión superficial visible, cargas de impacto. |
| AL844 / BL846 | 25.40 | 304.8 | 310.9 | 309.4 | Igual que lo anterior |
| BL1022 / BL1034 | 31.75 | 381.0 | 388.6 | 386.7 | Igual que lo anterior |
| BL1246 | 38.10 | 457.2 | 466.3 | 464.1 | Igual que lo anterior |
| BL1666 | 50.80 | 609.6 | 621.8 | 618.7 | Igual que lo anterior |
Lubricación de cadenas de hojas: por qué esto es más crítico que para las cadenas de rodillos.
La cadena de hojas no tiene buje; la superficie del pasador se apoya directamente sobre el orificio de la placa interior. Esto significa que la interfaz pasador-orificio carece de un componente de desgaste intermedio que pueda absorber el daño antes de que se vea afectado el elemento estructural (la placa). En la cadena de rodillos, el buje se desgasta antes de que se agrande el orificio de la placa del eslabón. En la cadena de hojas, el orificio de la placa es la superficie de apoyo directa. Si esta superficie se seca, el orificio se agranda rápidamente por desgaste abrasivo, acelerando la elongación y, lo que es más importante, creando concentraciones de tensión en el borde del orificio que inician grietas por fatiga.
La lubricación correcta para las cadenas de mástil de montacargas consiste en un aceite específico para cadenas aplicado a las superficies internas de las placas en cada evento de lubricación, no grasa. La grasa es demasiado viscosa para penetrar la interfaz pasador-placa por acción capilar y, en cambio, se acumula en las superficies externas de las placas, donde recoge la contaminación y no proporciona ningún beneficio en el punto de apoyo real. El método correcto es el aceite mineral para cadenas SAE 30-40, o un aceite sintético PAO equivalente para aplicaciones en cámaras frigoríficas, aplicado con brocha o pulverizador a las caras internas de las placas en cada evento de mantenimiento semanal. La norma ASME B29.8 recomienda la lubricación a intervalos que no superen las 250 horas de funcionamiento en condiciones normales y las 50 horas de funcionamiento en entornos donde la cadena esté expuesta a la contaminación.
Para operaciones con montacargas en entornos de almacenamiento en frío (de -20 °C a -10 °C), el aceite mineral estándar se espesa hasta el punto de no proporcionar acción penetrante en la interfaz pasador-placa. Se debe utilizar un lubricante de cadena sintético a base de PAO especificado para operación bajo cero (normalmente con un punto de fluidez de -40 °C) para las cadenas de mástil de montacargas en almacenamiento en frío. La vida útil de la cadena de hojas en aplicaciones de almacenamiento en frío sin la lubricación adecuada a bajas temperaturas es típicamente de 40 a 60 TP3T de la que tiene en servicio a temperatura ambiente, y la tasa de elongación se acelera bruscamente cuando la cadena se calienta de -20 °C a la temperatura de operación durante los primeros 30 minutos de cada turno (el propio ciclo de temperatura provoca una expansión térmica diferencial en la interfaz pasador-placa que crea fricción abrasiva).
Sustitución de la cadena del mástil de la carretilla elevadora: lo que siempre debe hacerse en parejas.
En las carretillas elevadoras con dos cadenas de mástil —lo que incluye prácticamente todas las carretillas contrapesadas con capacidades nominales de 1 t a 10 t— las dos cadenas deben sustituirse siempre de forma simultánea, nunca individualmente. Este requisito figura en todos los manuales de servicio de los principales fabricantes de carretillas elevadoras y es obligatorio según la norma EN 14659 para las nuevas instalaciones de cadenas.
La razón es la elongación diferencial. Una cadena nueva instalada en un lado del mástil se elongará gradualmente, mientras que la cadena más antigua del otro lado (si aún no se ha retirado) se elongará a un ritmo diferente debido a su historial de desgaste acumulado. Esta elongación diferencial provoca una distribución desigual de la carga entre las dos cadenas: la cadena más corta (nueva) soporta una parte desproporcionada de la carga de elevación a medida que cambia la geometría de inclinación del carro. En el peor de los casos, una carretilla elevadora con una cadena nueva y otra desgastada puede cargar la cadena nueva a 110–130% de la capacidad nominal, mientras que la cadena desgastada soporta 70–90%, acelerando significativamente la fatiga de la cadena nueva.
Simultáneamente con el reemplazo de la cadena, revise y reemplace las poleas del mástil si se observan surcos de desgaste en la superficie de contacto de la polea. Para piñones de transmisión en cadenas de tracción de montacargas eléctricos, Piñones compatibles para sistemas de transmisión y tracción de carretillas elevadoras Están disponibles en configuraciones de orificio estándar y personalizadas. Una ranura de polea desgastada concentra la carga de la cadena en un arco de contacto más estrecho que el previsto por la geometría de diseño, lo que aumenta la tensión por placa en los puntos de contacto y acelera la fatiga de la cadena nueva. El estado de la polea está directamente relacionado con la vida útil de la cadena; reemplazar las cadenas sin revisar las poleas es la segunda causa más común de falla prematura de las cadenas de hojas, después de una lubricación incorrecta.
Preguntas frecuentes
Cadenas de hojas AL y BL disponibles para envío la misma semana.
BL634 a BL1666 en acero al carbono y acero inoxidable. Se suministra en bobinas completas o cortadas a medida según el número de eslabones especificado. Certificados de material y documentación de trazabilidad disponibles bajo solicitud para el registro de conformidad de los equipos de elevación.
Editor: Cxm
