Guida al pompaggio del lubrificante per cavi

Come faccio a sapere se la pompa è compatibile con i lubrificanti per cavi a base d’acqua?

Il sistema di pompaggio deve essere compatibile con i lubrificanti per cavi ad alte prestazioni. La pompa non deve danneggiare il lubrificante e il lubrificante non deve danneggiare la pompa:

• La pompa non deve tagliare, formare schiuma o degradare il lubrificante del cavo.
• Il lubrificante a base d’acqua non deve corrodere la pompa.

I lubrificanti per cavi sono sistemi polimerici complessi e il meccanismo di pompaggio non deve tagliare questa miscela. Anche le pompe ad alto taglio possono causare la formazione di schiuma nel lubrificante. È importante che la pompa non degradi o modifichi le proprietà del lubrificante. Le pompe devono essere progettate per funzionare con materiali a base d’acqua. Le pompe per lubrificante a pistone funzionano per un po’ di tempo, ma a meno che non siano in acciaio rivestito, acciaio inossidabile, alluminio o materiali non metallici, alla fine vengono corrose dai materiali a base d’acqua. Le pompe adatte vengono utilizzate nei settori chimico, alimentare, agricolo, fognario, marittimo e medico.

Che tipo di fonte di alimentazione è necessaria e disponibile per il mio sistema di pompaggio?

Poiché la maggior parte dei siti di installazione dei cavi sono remoti, è importante considerare come verrà alimentata la pompa. Esistono opzioni di pompaggio che utilizzano l’energia dell’aria (azionata dal compressore), l’energia della batteria (12 o 18 V o ricaricabile) e l’energia elettrica. La scelta della fonte di energia è un equilibrio tra ciò che è necessario e ciò che è disponibile. Per pompare a una velocità maggiore e percorrere distanze maggiori è necessaria più potenza.

Di quanta potenza di pompaggio ho bisogno?

Le considerazioni sulla capacità di pompaggio può essere suddivisa in due parti:

• Portata del pompaggio: quantità di lubrificante necessaria per incremento di tempo.
• Potenza di pompaggio: la distanza che il lubrificante deve percorrere nel tubo e lo sforzo necessario per portarlo fino a quel punto.

La portata del pompaggio è un componente fondamentale per determinare i requisiti di capacità. Dipende sia dalla quantità di lubrificante necessaria sia dalla velocità di posa del cavo.

Calcolo della portata di pompaggio

Nella maggior parte dei casi, la portata di pompaggio è inferiore a 1 gallone (~4 litri) al minuto. Per effettuare il calcolo, è necessario che l’installatore sappia quanto lubrificante è necessario e a quale velocità si muove il cavo. La quantità di lubrificante è direttamente correlata alla superficie da ricoprire con il lubrificante e può essere calcolata utilizzando la formula della quantità di lubrificante:

Equazione 1

Q = K x L x D

Dove:

Q = quantità in galloni (litri)

K = fattore di conversione, 0,0015 (0,0008 metrico)

L = lunghezza del condotto in piedi (metri)

D = ID (diametro interno) del condotto in pollici (mm)

Quanto più grande è il sistema di condotti, tanto più lubrificante servirà. Se si passa da 4 in. (100 mm) a 8 in. (200 mm), la quantità richiesta raddoppierà. Per installazioni più difficili, si consiglia la prelubrificazione. Qualsiasi lubrificante aggiunto e distribuito nel condotto prima della posa del cavo rientra nella quantità di lubrificante raccomandata. Le pompe possono essere utilizzate per iniettare il lubrificante nella pompa prima dei diffusori di lubrificante. In questo caso la portata di pompaggio è meno importante.

Se il condotto è prelubrificato, la quantità di lubrificante utilizzata può essere sottratta dalla quantità calcolata utilizzando la formula della quantità. Il lubrificante rimanente si deposita sul cavo in movimento mentre entra nel condotto. Ciò significa che la velocità del cavo è un fattore importante nel calcolo della portata di pompaggio. Un cavo che si muove a 70 ft/min (20 m/min) necessita del doppio del lubrificante al minuto rispetto a un cavo che si muove a 35 ft/min (10 m/min). Vedere Equazione 2.

Equazione 2

Dove:

La portata del pompaggio è in galloni al minuto (litri al minuto)

Q = quantità di lubrificante in galloni (litri) dall’equazione 1

QP = quantità di lubrificante utilizzata per prelubrificare il condotto

L = lunghezza del condotto in piedi (metri)

R = velocità di installazione in piedi al minuto (metri/min.)

I fattori chiave che determinano la portata del pompaggio sono le dimensioni del condotto e la velocità di installazione del cavo. Si noti che la lunghezza del percorso non influisce sulla portata di pompaggio. La lunghezza del percorso viene utilizzata per calcolare la quantità totale di lubrificante necessaria. La lunghezza viene poi divisa dalla formula per determinare la portata di pompaggio. Il grafico 1 illustra alcuni esempi di portata di pompaggio.

Grafico 1: Portata del pompaggio in base alle dimensioni del condotto e alla velocità di posa

Si noti che la portata del pompaggio per il condotto da 4 in. (100 mm) è la metà di quella richiesta per il condotto da 8 in. (200 mm). È una relazione lineare. Si noti che la quantità di lubrificante necessaria per una velocità di posa di 35 piedi/minuto è la metà di quella richiesta per una velocità di posa di 70 piedi/minuto. Anche questa è una relazione lineare.

I campioni di installazione dei cavi nel grafico 1 non sono stati prelubrificati. Le migliori pratiche impongono di utilizzare metà della quantità di lubrificante consigliata per prelubrificare il condotto. Se metà del lubrificante viene pompato nel condotto e distribuito davanti al cavo, solo metà della quantità totale di lubrificante verrà distribuita sul cavo quando entra nel condotto. In questo caso anche la portata del pompaggio si riduce della metà.

La tabella 1 riportata di seguito illustra questi campioni in un altro modo:

Tabella 1

La portata del pompaggio varia in base alle dimensioni del sistema e alla velocità di posa del cavo. I requisiti di pompaggio e potenza per un’installazione di grandi dimensioni sono diversi rispetto ai requisiti di un’installazione più standard. In genere, le velocità di pompaggio richieste per la lubrificazione dei cavi sono basse. È importante cercare una portata stabile e costante. Non sono richieste portate elevate.

Capacità di pompaggio e viscosità del lubrificante

La capacità di pompaggio può essere influenzata sia dalla viscosità del lubrificante sia dalla distanza, orizzontale e verticale, che deve percorrere. I lubrificanti per la posa dei cavi sono disponibili sia sotto forma di liquidi leggermente addensati che come gel densi. Lo spostamento del lubrificante viscoso attraverso il tubo di erogazione può creare una contropressione e, a sua volta, richiedere più potenza.

L’esperienza di Polywater

Polywater ha esperienza con diverse tecnologie di pompaggio e soluzioni concrete sul campo. Come già accennato, è necessario che la pompa sia compatibile con i lubrificanti dei cavi, la fonte di alimentazione e la portata di pompaggio. Tra le altre caratteristiche della pompa che devono essere considerate vi sono:

• Peso e resistenza nel tempo
• Facilità di manutenzione
• Adescamento automatico
• Regolazione della portata di pompaggio

Sono disponibili diversi tipi di pompe, tra cui:

Pompa a membrana

Le pompe a membrana ad aria compressa si usano per trasferire il lubrificante da un contenitore a un recipiente più piccolo o per pompare direttamente il lubrificante a una posa di cavi nel campo. Sono utilizzate da Polywater per trasferire i lubrificanti nell’impianto. Le pompe a membrana sfruttano la pressione dell’aria per spingere una membrana elastica che sposta il lubrificante.

Le pompe a membrana sono una buona scelta per i lubrificanti per cavi a base d’acqua. Scegliere una pompa a membrana con alloggiamento e membrane compatibili con materiali a base d’acqua. Richiedono un volume d’aria relativamente basso. La pressione tipica dell’aria è di circa 60 psi (4,1 bar). Per il pompaggio di lubrificanti per cavi, potrebbe essere necessario un regolatore dell’aria per limitare e controllare il flusso. C’è una certa pulsazione intrinseca in una pompa a membrana, e la pompa dovrebbe essere dimensionata per consentire un ciclo sufficiente per dare un’alimentazione ragionevolmente regolare alle portate desiderate. La pompa meccanica richiede una certa manutenzione, e le membrane potrebbero usurarsi, rendendo necessaria la sostituzione. A parte questo, sono pompe che possono durare anni.

Un sistema di lubrificazione automatizzato che utilizza questo tipo di pompa è stato utilizzato da alcune grandi aziende di servizi nel sud-ovest degli Stati Uniti. Il lubrificante viene pompato da un contenitore o da una cisterna nel condotto tramite un tubo flessibile. La portata del lubrificante può essere controllata variando la pressione dell’aria. In questa progettazione, un ugello con impugnatura a grilletto controlla l’erogazione del lubrificante, come una pompa di benzina.

Pompa per lubrificante (a pistone)

Le pompe per lubrificante sfruttano la pressione dell’aria e possono spostare materiali altamente viscosi. Si tratta di pompe molto potenti, in grado di spostare materiali a una portata elevata. Poiché queste pompe sono progettate per grassi idrocarburici, se utilizzate con lubrificanti per cavi a base d’acqua sono soggette a corrosione.

Pompa a ingranaggi azionata da trapano Polywater LP-D5

Il modello LP-D5 è un sistema di pompaggio economico e pratico fornito da Polywater. La pompa utilizza un trapano da ½ in. (13 mm) che funziona a una velocità compresa tra 1000 e 2000 giri/min. Questa pompa funziona con un bidone da 1 gallone (3,8 L), un bidone da 5 galloni (19 L) e un fusto da 55 galloni (209 L) utilizzando la prolunga del fusto. È composta da rame, ottone e acciaio inossidabile ed è quindi resistente alla corrosione, mentre il design semplice la rende durevole. La portata di pompaggio è compresa tra 0,5 e 2,5 galloni (tra 2 e 10 litri) al minuto.

Pompa a batteria (olio e refrigerante)

In molte installazioni si possono utilizzare pompe alimentate da una batteria ricaricabile agli ioni di litio da 18 V. Il vantaggio di questo tipo di pompa risiede nella sua semplicità d’uso e nel design leggero. Queste pompe sono solitamente progettate per refrigeranti, oli e grassi. Per i materiali ad alta viscosità, la portata di pompaggio è limitata a ½ gallone (2 L) al minuto.

Spruzzatore a pressione

Per i lubrificanti per cavi sottili è possibile utilizzare uno spruzzatore per calcestruzzo o un sistema pressurizzato simile per erogare i lubrificanti. Questo tipo di pompa richiede solo energia manuale. In questa configurazione il lubrificante viene trasferito al corpo della pompa e il sistema viene pressurizzato manualmente. Il corpo della pompa è in genere limitato in volume e sia la portata che la pressione diminuiscono man mano che il volume del lubrificante diminuisce. I lubrificanti gelificati vengono erogati a getto anche quando si utilizza un sistema a spruzzo.

Pompa a stelo (acqua)

Molte aziende di servizi pubblici dispongono di questo tipo di pompa per rimuovere l’acqua dai tombini e dalle scatole di distribuzione. Non rappresentano una buona soluzione per il pompaggio del lubrificante per cavi. Questa pompa utilizza batterie ricaricabili ed è progettata per sollevare l’acqua fino a una pressione massima di 4,6 m (15 ft). Questa pompa non sposta liquidi con alcun tipo di viscosità o corposità, come ad esempio i lubrificanti per cavi.

Tabella 2: vantaggi e svantaggi per ciascun tipo di pompa

Scegliere la pompa giusta per la mia applicazione

La scelta della pompa dipende dalla scala e dal tipo di installazione del cavo. Sono disponibili numerose opzioni di pompaggio con vantaggi e svantaggi da considerare per l’erogazione automatica della lubrificazione (vedere la Tabella 2 sopra). La scelta della pompa dipende dal lubrificante specificato. In altre parole, è necessario selezionare la pompa giusta per il lubrificante e non viceversa. Questa è una distinzione importante: la pompa supporta l’applicazione del lubrificante. La conclusione è che scegliendo il giusto lubrificante per cavi ad alte prestazioni in combinazione con una pompa lubrificante compatibile si può ottenere un’elevata efficienza operativa nell’installazione dei cavi e garantire un’applicazione ottimale e uniforme del lubrificante per posare i cavi in modo sicuro.

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