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Selección de los materiales adecuados para el uso de la bandeja de cables a bajas temperaturas

Desde el frío helado de la Antártida hasta las tuberías heladas de Alaska, la energía confiable y las comunicaciones exigen cables con el soporte adecuado. Una buena comprensión del rendimiento de los materiales a temperaturas extremas es fundamental para evitar lesiones graves y costosos tiempos de inactividad.

Materiales de la bandeja de cables

El aluminio, la fibra de vidrio, el acero y el acero inoxidable son materiales fácilmente disponibles para la fabricación de bandejas de cables. Estos materiales funcionan muy bien a temperatura ambiente (0 °F a 100 °F). Sin embargo, una vez que se han superado los límites de estas temperaturas, los materiales comienzan a reaccionar de manera diferente.

A medida que las temperaturas disminuyen, la resistencia a la tracción de un material aumenta típicamente, mientras que su elongación disminuye típicamente. En otras palabras, los metales se vuelven más fuertes pero menos dúctiles. En cuanto a la confiabilidad, los materiales de la bandeja portacables se enumeran a continuación en orden de menos efectivo a más efectivo.

A continuación, se enumeran algunas directrices generales sobre el material adecuado de la bandeja de cables para especificar cuando se trata de temperaturas bajas.

Material de la bandeja de cables Temperatura mínima continua recomendada
Acero inoxidable -300 °F (-184 °C)
Aluminio -200 °F (-129 °C)
Fibra de vidrio -100 °F (-73 °C)
Acero bajo en carbono -20 °F (-29 °C)

Bandeja de cables de acero

A medida que la temperatura disminuye, los productos de acero con bajo contenido de carbono aflojarán la ductilidad lentamente hasta cierto punto en el que la ductilidad disminuye rápidamente en más del 50 % dentro de un rango de temperatura muy pequeño. Este punto se denomina transición dúctil a quebradiza y se produce en todo el acero sin aleación con bajo contenido de carbono. Dependiendo de la calidad del acero, la transición puede ocurrir en cualquier lugar de +32 °F a –40 °F. Estas temperaturas son apenas árticas, pero lo suficientemente bajas como para requerir que la bandeja de cables de acero se diseñe en exceso entre un 20 % y un 50 % para compensar la disminución de la ductilidad, especialmente en tramos largos. Esto agrega peso y gastos sustanciales a un sistema ya pesado. Si la pieza no está sujeta a cargas de impacto o vibración, puede funcionar bien a bajas temperaturas, pero puede ser muy difícil controlar este tipo de carga dinámica en el campo.

Debido a este fenómeno de transición dúctil a quebradiza, recomendamos que las abrazaderas de acero con bajo contenido de carbono no se utilicen por debajo de -18 °C (0 °F) donde puedan estar presentes cargas de impacto.

Bandeja de cables de fibra de vidrio

Aunque la fibra de vidrio se vuelve menos dúctil a medida que las temperaturas disminuyen, no exhibe un período de transición dúctil a quebradizo como lo hace el acero con bajo contenido de carbono. Debido a esto, la bandeja de cable de fibra de vidrio solo requiere un aumento menor (10 %) en la resistencia del diseño, lo que la convierte en una opción mucho mejor en climas fríos.

Bandeja portacables de aluminio

Las bandejas de cables de aluminio tienen una ventaja de resistencia distintiva sobre la bandeja de cables de acero con bajo contenido de carbono en entornos muy fríos. A –121 °F, el aluminio exhibe un aumento del 6 % en la resistencia al rendimiento con un aumento del 1 % en la elongación. Esta es una ductilidad mucho mayor que el acero con bajo contenido de carbono sin transición dúctil a quebradiza.

Bandeja de cables de acero inoxidable

El acero inoxidable es el material más efectivo para lidiar con bajas temperaturas. A -320 °F, los aceros inoxidables AISI tipo 304 y 316 ganan aproximadamente el 9 % de su resistencia de rendimiento a temperatura ambiente con una disminución del 46 % en la elongación. El acero inoxidable (tipo 304 o 316) no exhibe ninguna transición dúctil a quebradiza a bajas temperaturas (incluso hasta -400 °F) y es un material excelente para temperaturas frías.

Hay muchas consideraciones al elegir el material correcto de la bandeja de cables para usar en bajas temperaturas. Con un análisis minucioso de su entorno y los materiales disponibles, seguramente encontrará un sistema de bandeja portacables para satisfacer casi cualquier situación.