Come la prelubrificazione aumenta le probabilità di successo della posa del cavo
Nella sorprendente complessità della scienza della lubrificazione nella posa dei cavi c’è un concetto spesso trascurato, che può aiutare a massimizzare la riduzione dell’attrito, ottimizzare la lunghezza di posa, ridurre danni e ritardi e aumentare il successo dell’installazione. Tutto si basa su una delle leggi immutabili della lubrificazione: non importa quanto sia buono il lubrificante, la riduzione dell’attrito non si verificherà se il lubrificante non è presente dove è più necessario, in genere nelle curve che sono più in basso nel condotto. Ecco perché il tema dell’applicazione dei lubrificanti nel suo complesso è di fondamentale importanza. Ma l’applicazione del lubrificante non deve limitarsi a versarlo o spalmarlo sul cavo durante la posa. L’applicazione può includere la prelubrificazione del condotto prima della posa. Si tratta di una strategia particolarmente efficace per pose lunghe e difficili, in cui il costo dei danni ai cavi o dei guasti da trazione è elevato.
La metodologia di prelubrificazione dipende dalle dimensioni e dal tipo di condotto, ma può includere mandrini e altri tipi di dispositivi di distribuzione, sacchetti Front End Pack™ o aria pressurizzata (soffiando il lubrificante nel condotto). Questo è il primo di una serie di articoli ed esamina i vantaggi dei vari metodi e la loro idoneità a particolari situazioni di posa.
| Contenuti connessi:La scienza della lubrificazione dei cavi: raccomandazioni sullo spessore e la quantità della pellicola |
Confezioni Front End Pack
Il Front End Pack (FEP) è un sacchetto di lubrificante per cavi che ha le dimensioni del condotto. È un sistema specializzato sviluppato appositamente per la lubrificazione durante la posa dei cavi. Il sacchetto viene fissato in cima al verricello e tagliato mentre entra nel condotto. Deposita il lubrificante davanti al cavo che viene posato. Questo semplice sistema riduce la fatica e la confusione. Il vero vantaggio è che prelubrifica il condotto e si ottiene una migliore lubrificazione. I Front End Pack lubrificano in profondità nel condotto, dove la lubrificazione potrebbe essere inadeguata.
I Front End Pack sono disponibili in due dimensioni:
Piccolo per condotti da 2 a 3 in. (da 50 a 75 mm)
Medio per condotti da 3½ in. a 5 in. (da 90 a 125 mm)
Sebbene l’uso di FEP sia un metodo conveniente per la prelubrificazione dei condotti, anche la prelubrificazione con un diffusore può produrre risultati eccellenti.
Prelubrificazione mediante mandrino o diffusore
Per pose più difficili e per dimensioni di condotti più grandi, si consiglia la prelubrificazione tramite un dispositivo di diffusione. Esistono già alcuni dispositivi sul mercato per la pulizia e la verifica del condotto. Questi diffusori sono stati testati per verificarne l’efficacia e la praticità.
Foto 1: Diffusore di lubrificante a disco. Viene utilizzato principalmente per pulire il condotto. Gli anelli compositi sono rastremati. Il materiale si flette ma non si comprime. Non è aderente.
| Contenuti connessi: Domande frequenti: posa, lubrificazione e tensione dei cavi |
Foto 2: Mandrino flessibile. Viene utilizzato principalmente per pulire il condotto. I dischi in poliuretano sono rastremati con un contatto convesso che consente al mandrino di muoversi attraverso curve strette. Non è aderente.
Foto 3: Tappo di gomma gonfiabile. Viene utilizzato principalmente per pulire il condotto. Il tappo è gonfiato, ma la tenuta non è ancora perfetta.
Durante i test, la quantità di lubrificante consigliata è stata aggiunta al condotto e “distribuita” con il divaricatore a disco, il mandrino flessibile e il tappo di gomma gonfiabile. Il lubrificante si è accumulato all’inizio del tratto di condotto (vedere Foto 4) e non ce n’era abbastanza per ricoprire l’intera sezione di prova.
Foto 4: Lubrificante in eccesso sul fondo del condotto. Il diffusore a disco lascia uno spesso strato di lubrificante sul fondo del condotto.
Il disco diffusore, il mandrino flessibile e il tappo di gomma gonfiabile non distribuiscono il lubrificante in modo uniforme. Durante i test, tutti questi metodi hanno lasciato pesanti strisce di lubrificante, per lo più sul fondo del condotto. Il lubrificante non ha ricoperto in modo uniforme e non ha coperto le parti superiori del condotto. Poiché questi dispositivi lasciavano depositi di lubrificante nella parte iniziale del condotto, nelle ultime sezioni del condotto la lubrificazione era incompleta.
Diffusori a disco in schiuma
È stato dimostrato che uno dei metodi migliori per distribuire il lubrificante è l’utilizzo di uno o più dischi di schiuma compressa. Per questa prova è stata utilizzata una schiuma per tappezzeria di qualità marina per tagliare i dischi in base alle dimensioni del diametro esterno (OD) del condotto.
Foto 5: Schiuma compressa. La schiuma viene tagliata leggermente più grande, anche considerando il diametro esterno del condotto. Viene compressa per adattarsi completamente allo spazio.
Foto 6: Un’altra versione del diffusore di schiuma utilizza 2 grandi dischi di schiuma (visibili appesi). Nelle grandi installazioni di cavi sono state utilizzate diverse versioni del diffusore di schiuma.
Foto 7: La schiuma compressa lascia uno strato uniforme di lubrificante.
In questo test, un sottile strato di lubrificante è stato steso sull’intera superficie del condotto. Come mostrato nella Foto 7, questo rivestimento non mostra segni di accumulo e presenta solo limitate striature di lubrificante. Durante questo test, il lubrificante si è distribuito uniformemente su tutta la lunghezza del condotto.
| Contenuti connessi: La pianificazione dei progetti di cablaggio migliora il successo e la sicurezza |
Quantità di lubrificante e spessore del rivestimento
Lo strato di lubrificante lasciato da una spugna ben aderente è compreso tra 2 e 5 mils (tra 0,05 e 0,125 mm). Inoltre, per questo processo di distribuzione del lubrificante, è necessaria una piccola quantità di lubrificante in eccesso per riempire e scorrere attraverso la parte superiore del condotto.
Foto 8: Il lubrificante viene aggiunto davanti alla spugna per distribuirlo.
Quando il lubrificante viene distribuito nel condotto, lascia uno strato sottile. Man mano che la spugna viene tirata attraverso il condotto, la carica di lubrificante si esaurisce lentamente, ricoprendo sia la parte superiore che quella inferiore del condotto.
La quantità di lubrificante richiesta per la prelubrificazione è circa la metà della quantità di lubrificante standard consigliata, più un po’ di lubrificante in eccesso per riempire lo spazio davanti al diffusore in schiuma, come mostrato nella Foto 8. È necessario un eccesso di lubrificante per riempire il condotto prima del diffusore, soprattutto vicino alla fine della lunghezza di trazione.
Formula per la quantità di lubrificante di prelubrificazione:
Q = quantità necessaria in galloni (litri)
L = lunghezza della trazione in piedi (metri)
D = ID (diametro interno) del condotto in pollici (mm)
k = 0,0008 (0,0004 se unità metriche) – metà della quantità di lubrificante standard
c = 0,004 (1 x 10-6 se unità metriche)
Grafico 1: Quantità di prelubrificante consigliata in galloni/litri
Quanto dura la prelubrificazione?
La lubrificazione tramite FEP viene solitamente eseguita contemporaneamente alla posa del cavo, ma è comunque considerata una prelubrificazione perché le sacche sono fissate all’argano o alla fune di trazione e precedono il cavo lungo il condotto. L’efficacia della prelubrificazione FEP non è quindi messa in dubbio. Tuttavia, la prelubrificazione tramite diffusore viene spesso eseguita come passaggio separato e potrebbero volerci giorni o addirittura settimane prima che il cavo venga posato. A seconda della scelta del lubrificante, la prelubrificazione con diverse settimane di anticipo è comunque una buona opzione. Come mostrato nel grafico 2, molti lubrificanti funzionano bene anche dopo che si sono completamente asciugati.
Grafico 1: Coefficiente di attrito dopo l’essiccazione
Questi lubrificanti rimangono efficaci anche dopo l’asciugatura. Il coefficiente di attrito (COF) rimane basso dopo l’essiccazione per una settimana a temperature accelerate. La prelubrificazione del condotto, anche con diverse settimane di anticipo, è una pratica efficace per produrre bassi COF e mantenere basse le tensioni dei cavi.
| Contenuti connessi: Installazione di cavi sotterranei in condotti: 5 tendenze da considerare |
Maggiore successo nell’installazione grazie alla prelubrificazione
Nella nostra pluridecennale esperienza sul campo abbiamo visto che la prelubrificazione dei condotti viene utilizzata solo in una piccola percentuale di situazioni di posa. Sebbene sottoutilizzato, resta un metodo altamente efficace per ridurre l’attrito nelle operazioni di posa dei cavi di importanza critica. Può contribuire a garantire che il lubrificante adeguato sia presente dove più è necessario nel condotto. Ciò aumenta le probabilità di successo dell’operazione e riduce i costi complessivi del progetto, eliminando danni ai cavi e alle apparecchiature e ritardi inutili. Gli installatori incaricati di pose difficili devono valutare i parametri del tipo di condotto e di cavo e selezionare un metodo di prelubrificazione appropriato. Quando la prelubrificazione viene eseguita insieme all’applicazione del lubrificante durante la posa, è possibile ottenere tensioni di posa più basse e tassi di successo dell’installazione più elevati.