{"id":16017,"date":"2026-09-09T06:46:06","date_gmt":"2026-09-09T06:46:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/?post_type=posts&#038;p=16017"},"modified":"2026-09-09T09:40:34","modified_gmt":"2026-09-09T09:40:34","slug":"crane-drum-web-to-shaft-weld-crack-cause-analysis","status":"publish","type":"posts","link":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/es\/posts\/crane-drum-web-to-shaft-weld-crack-cause-analysis\/","title":{"rendered":"An\u00e1lisis de la causa de la fisura en la soldadura entre el alma y el eje del tambor de la gr\u00faa"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-rank-math-toc-block\" id=\"rank-math-toc\"><p>Tabla de contenido<\/p><nav><ul><li><a href=\"#1-relationship-between-the-crane-drum-web-plate-hub-and-shaft\">1. Relaci\u00f3n entre el tambor de la gr\u00faa, la placa del alma, el cubo y el eje.<\/a><\/li><li><a href=\"#2-why-the-crack-appears-near-the-drum-shaft-side\">2. \u00bfPor qu\u00e9 aparece la grieta cerca del eje del tambor?<\/a><ul><li><a href=\"#2-1-stress-concentration-from-a-sudden-section-change\">2.1 Concentraci\u00f3n de tensiones por un cambio repentino de secci\u00f3n<\/a><\/li><li><a href=\"#2-2-cyclic-stress-and-impact-loading\">2.2 Esfuerzo c\u00edclico y carga de impacto<\/a><\/li><li><a href=\"#2-3-welding-residual-stress\">2.3 Tensi\u00f3n residual de soldadura<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#3-development-process-of-the-web-plate-crack\">3. Proceso de desarrollo de la fisura en la placa del alma<\/a><\/li><li><a href=\"#4-common-causes-of-crane-drum-web-to-shaft-weld-cracking\">4. Causas comunes de agrietamiento en la soldadura entre el alma y el eje del tambor de la gr\u00faa<\/a><ul><li><a href=\"#4-1-structural-design-factors\">4.1 Factores de dise\u00f1o estructural<\/a><\/li><li><a href=\"#4-2-welding-quality-factors\">4.2 Factores de calidad de la soldadura<\/a><\/li><li><a href=\"#4-3-operating-loads-beyond-design-conditions\">4.3 Cargas operativas que superan las condiciones de dise\u00f1o<\/a><\/li><li><a href=\"#4-4-manufacturing-and-assembly-errors\">4.4 Errores de fabricaci\u00f3n y montaje<\/a><\/li><li><a href=\"#4-5-corrosion-and-environmental-factors\">4.5 Corrosi\u00f3n y factores ambientales<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#5-inspection-repair-and-prevention-measures\">5. Medidas de inspecci\u00f3n, reparaci\u00f3n y prevenci\u00f3n<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n\n\n\n<p>Este an\u00e1lisis de fisuras en la soldadura del tambor de una gr\u00faa examina un caso en el que una gr\u00faa con larga vida \u00fatil desarroll\u00f3 fisuras en la soldadura entre la placa del alma del tambor y el eje del tambor. Si bien el da\u00f1o visible parece ser un problema localizado de fatiga del metal, las causas subyacentes pueden estar relacionadas con el dise\u00f1o estructural, el procedimiento de soldadura, el estado del material, la transferencia de tensiones, la calidad de fabricaci\u00f3n y montaje, y las condiciones de operaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1080\" height=\"720\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/09\/Cracking-of-the-weld-between-the-drum-web-and-the-drum-shaft.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-16020\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Caso de fisura en la soldadura entre el alma y el eje del tambor de la gr\u00faa<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1477\" height=\"1065\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/09\/Schematic-diagram-of-the-cracking-location-in-the-weld-between-the-drum-web-and-the-drum-shaft.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16021\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Ubicaci\u00f3n de la grieta en la soldadura de la placa del alma del tambor y del eje del tambor.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"1-relationship-between-the-crane-drum-web-plate-hub-and-shaft\">1. Relaci\u00f3n entre el tambor de la gr\u00faa, la placa del alma, el cubo y el eje.<\/h2>\n\n\n\n<p>En los equipos de elevaci\u00f3n, el tambor es un componente clave de la transmisi\u00f3n, utilizado para enrollar el cable de acero y levantar o tirar de la carga. La carcasa del tambor aloja el cable de acero, mientras que unas placas de uni\u00f3n suelen estar dispuestas en ambos extremos de la carcasa para conectarla con el cubo o el eje.<\/p>\n\n\n\n<p>En una estructura com\u00fan, el cubo se suelda al centro de la placa de alma. El cubo se conecta al eje del tambor mediante una chaveta, y el eje se apoya sobre cojinetes. En este caso, la placa de alma se suelda directamente al eje del tambor, que es un eje largo.<\/p>\n\n\n\n<p>Por lo tanto, la placa de alma no es solo una placa de conexi\u00f3n. Tambi\u00e9n transmite torsi\u00f3n y fuerza radial entre la carcasa del tambor y el eje del tambor. Las referencias generales sobre fallas en tambores suelen mencionar las grietas por fatiga como una condici\u00f3n para el reemplazo; este caso analiza m\u00e1s espec\u00edficamente por qu\u00e9 pueden comenzar las grietas alrededor de la soldadura entre la placa de alma y el eje. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-why-the-crack-appears-near-the-drum-shaft-side\">2. \u00bfPor qu\u00e9 aparece la grieta cerca del eje del tambor?<\/h2>\n\n\n\n<p>Desde una perspectiva mec\u00e1nica, la placa del alma del tambor es una placa delgada sometida a torsi\u00f3n, flexi\u00f3n, tensi\u00f3n-compresi\u00f3n y cizallamiento en el plano. Cerca del eje del tambor, pueden presentarse simult\u00e1neamente varias condiciones desfavorables: un cambio repentino de secci\u00f3n, la influencia de las soldaduras y cargas c\u00edclicas.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-1-stress-concentration-from-a-sudden-section-change\">2.1 Concentraci\u00f3n de tensiones por un cambio repentino de secci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n<p>En la zona cercana al eje del tambor, la estructura pasa de un eje relativamente grueso a una placa de alma m\u00e1s delgada. Para el posicionamiento axial y la soldadura, se suele disponer un tope del eje en la posici\u00f3n correspondiente de la placa de alma. Si el radio de transici\u00f3n es demasiado peque\u00f1o o la transici\u00f3n no es suave, puede producirse una concentraci\u00f3n de tensiones.<\/p>\n\n\n\n<p>Los defectos de soldadura, como la socavaci\u00f3n y la penetraci\u00f3n incompleta, tambi\u00e9n pueden convertirse en fuentes de inicio de grietas.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-2-cyclic-stress-and-impact-loading\">2.2 Esfuerzo c\u00edclico y carga de impacto<\/h3>\n\n\n\n<p>Durante el funcionamiento del tambor, la fuerza de tracci\u00f3n generada por el enrollado del cable se transmite a trav\u00e9s de la carcasa del tambor a la placa de refuerzo y, posteriormente, al eje del tambor. Cada acci\u00f3n de enrollado y elevaci\u00f3n aplica una carga repetida a esta zona, lo que puede generar fatiga de bajo ciclo combinada con cargas de impacto localizadas.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-3-welding-residual-stress\">2.3 Tensi\u00f3n residual de soldadura<\/h3>\n\n\n\n<p>Al soldar la placa del alma y el eje del tambor, la zona de soldadura experimenta altas temperaturas localizadas y una posterior contracci\u00f3n por enfriamiento. Si la estructura soldada no se recoce o se libera de tensiones completamente despu\u00e9s de la soldadura, quedan tensiones residuales alrededor de la misma. Cuando estas tensiones residuales se combinan con la carga de operaci\u00f3n, aumenta la probabilidad de que se produzcan grietas.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"3-development-process-of-the-web-plate-crack\">3. Proceso de desarrollo de la fisura en la placa del alma<\/h2>\n\n\n\n<p>El desarrollo de la grieta se puede observar en tres etapas.<\/p>\n\n\n\n<p>La primera etapa es la iniciaci\u00f3n. En la ra\u00edz de la soldadura o en el radio de transici\u00f3n, los defectos microsc\u00f3picos pueden convertirse en fuentes de grietas bajo la acci\u00f3n combinada de la tensi\u00f3n residual de soldadura y la tensi\u00f3n de trabajo.<\/p>\n\n\n\n<p>La segunda etapa es la propagaci\u00f3n. Durante cada operaci\u00f3n de elevaci\u00f3n, la carga sigue la misma trayectoria de transferencia y la tensi\u00f3n m\u00e1xima se repite. La grieta se propaga gradualmente a lo largo del l\u00edmite de grano del material. La superficie de fractura puede presentar caracter\u00edsticas radiales o en forma de concha.<\/p>\n\n\n\n<p>La tercera etapa es la fractura. Cuando la secci\u00f3n efectiva restante ya no es suficiente para soportar la carga, puede producirse una fractura fr\u00e1gil repentina, posiblemente acompa\u00f1ada de desgarro de la placa del alma o separaci\u00f3n del eje del tambor.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-common-causes-of-crane-drum-web-to-shaft-weld-cracking\">4. Causas comunes de agrietamiento en la soldadura entre el alma y el eje del tambor de la gr\u00faa<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-1-structural-design-factors\">4.1 Factores de dise\u00f1o estructural<\/h3>\n\n\n\n<p>Si la transici\u00f3n entre la placa del alma y el eje del cubo o tambor no utiliza un radio adecuado, la tensi\u00f3n puede variar bruscamente. Si el espesor de la placa del alma es insuficiente, el margen de resistencia a la fatiga tambi\u00e9n puede ser inadecuado. Una ubicaci\u00f3n de soldadura mal elegida puede aumentar a\u00fan m\u00e1s el riesgo, especialmente si la soldadura se encuentra en una zona de alta tensi\u00f3n en lugar de una de baja tensi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-2-welding-quality-factors\">4.2 Factores de calidad de la soldadura<\/h3>\n\n\n\n<p>Los defectos comunes en las soldaduras incluyen penetraci\u00f3n incompleta, inclusiones de escoria, porosidad, socavaci\u00f3n y marcas de soldadura. Si no se realizan ensayos no destructivos, como pruebas ultras\u00f3nicas o radiogr\u00e1ficas, despu\u00e9s de la soldadura, pueden persistir defectos ocultos en la estructura durante mucho tiempo.<\/p>\n\n\n\n<p>Los par\u00e1metros de soldadura no optimizados y un alivio de tensiones posterior a la soldadura insuficiente tambi\u00e9n pueden aumentar el riesgo. En el caso de grandes estructuras de tambor, el tratamiento t\u00e9rmico para el alivio de tensiones puede resultar dif\u00edcil de realizar. El alivio de tensiones por vibraci\u00f3n tambi\u00e9n puede ser dif\u00edcil de aplicar por completo, y el envejecimiento natural u otros tratamientos de envejecimiento pueden verse afectados por los requisitos del cronograma del proyecto.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-3-operating-loads-beyond-design-conditions\">4.3 Cargas operativas que superan las condiciones de dise\u00f1o<\/h3>\n\n\n\n<p>La sobrecarga prolongada que supera la carga nominal puede aumentar el riesgo de fatiga de la estructura. Los arranques y frenadas frecuentes durante el izamiento pueden generar grandes cargas de impacto. Si el cable de acero se coloca incorrectamente en el tambor, la distribuci\u00f3n de la fuerza en este se vuelve desigual y la tensi\u00f3n local puede ser mucho mayor que el valor de dise\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-4-manufacturing-and-assembly-errors\">4.4 Errores de fabricaci\u00f3n y montaje<\/h3>\n\n\n\n<p>Si el ajuste entre el orificio interior de la placa de uni\u00f3n y el eje es demasiado apretado o demasiado flojo, la tensi\u00f3n local inicial puede volverse desigual. La tensi\u00f3n de montaje que no se haya liberado por completo puede combinarse posteriormente con la tensi\u00f3n de funcionamiento.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-5-corrosion-and-environmental-factors\">4.5 Corrosi\u00f3n y factores ambientales<\/h3>\n\n\n\n<p>Cuando el tambor se expone a un ambiente h\u00famedo o corrosivo durante mucho tiempo, la zona de soldadura es m\u00e1s propensa a la corrosi\u00f3n. Las zonas corro\u00eddas tambi\u00e9n son lugares comunes donde se inician las microfisuras. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"5-inspection-repair-and-prevention-measures\">5. Medidas de inspecci\u00f3n, reparaci\u00f3n y prevenci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p>En equipos ya existentes, se pueden realizar peri\u00f3dicamente pruebas de part\u00edculas magn\u00e9ticas o ultras\u00f3nicas alrededor de la soldadura entre la placa del alma y el eje del tambor. Si se detectan grietas, la placa del alma debe repararse mediante soldadura o sustituirse a tiempo, y debe revisarse la disposici\u00f3n del cable para evitar cargas exc\u00e9ntricas.<\/p>\n\n\n\n<p>Para el dise\u00f1o o la fabricaci\u00f3n de nuevos tambores de gr\u00faa, se debe optimizar el radio de transici\u00f3n y la posici\u00f3n de la soldadura debe disponerse de manera que se evite, en la medida de lo posible, la zona de m\u00e1xima tensi\u00f3n. El procedimiento de soldadura debe controlarse rigurosamente. Se puede utilizar la soldadura multipaso y la soldadura sim\u00e9trica para reducir las tensiones residuales, y se puede aplicar envejecimiento por vibraci\u00f3n o envejecimiento natural seg\u00fan las condiciones reales.<\/p>\n\n\n\n<p>Para una gesti\u00f3n operativa \u00f3ptima, deben evitarse las sobrecargas prolongadas y los arranques y frenadas frecuentes. La disposici\u00f3n de los cables debe cumplir con los requisitos aplicables, y los cables desgastados deben reemplazarse peri\u00f3dicamente.<\/p>\n\n\n\n<p>Las grietas en las soldaduras del tambor de la gr\u00faa no suelen deberse a un solo factor. Un an\u00e1lisis detallado de la estructura, la soldadura, la carga, el montaje y el entorno ayuda a identificar el origen de la grieta y a seleccionar las medidas correctivas adecuadas a las condiciones espec\u00edficas del lugar.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"This crane drum weld crack analysis examines a case where a long-service crane developed cracking at the weld between the drum web plate and the drum shaft. 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