Guía para el bombeo de lubricante para cables
La lubricación automática libera la mano de obra normalmente requerida para la lubricación manual y proporciona un uso de lubricante más consistente y óptimo. Además, es más segura y deja menos suciedad. Polywater® tiene experiencia en la aplicación de lubricantes utilizando varios tipos de bombas desde la década de 1970 hasta la actualidad. Esta experiencia es valiosa para cualquier persona interesada en la lubricación automática. Hay varias consideraciones de diseño para un sistema de bombeo de lubricante para tirado de cables. A continuación, revisamos los factores clave que impulsan la elección de la bomba y luego describimos algunas opciones de bomba.
¿Cómo sé si la bomba es compatible con lubricantes para cables a base de agua?
El sistema de bomba debe ser compatible con lubricantes para cables de alto rendimiento. La bomba no debe dañar el lubricante y el lubricante no debe dañar la bomba:
- La bomba no debe reducir la viscosidad, espumar ni degradar de ninguna forma el lubricante para cables.
- El lubricante a base de agua no debe corroer la bomba.
Los lubricantes para cables son sistemas de polímeros complejos y el mecanismo de bombeo no debe cortar esta mezcla. Las bombas de alta reducción de viscosidad también pueden hacer que el lubricante forme espuma. Es importante que la bomba no degrade ni cambie las propiedades del lubricante. Las bombas deben estar diseñadas para trabajar con materiales a base de agua. Si bien las bombas de grasa de tipo pistón funcionan durante un tiempo, a menos que sean de acero recubierto, inoxidable, aluminio o no metálicas, finalmente se corroen a causa de los materiales a base de agua. Se encuentran bombas adecuadas en las industrias química, de procesamiento de alimentos, agrícola, de alcantarillado, marina y médica.
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¿Qué tipo de fuente de energía se necesita y está disponible para mi sistema de bombeo?
Dado que la mayoría de los sitios de instalación de cables son remotos, es importante considerar cómo se alimentará la bomba. Hay opciones de bombas que utilizan aire comprimido (por compresor), energía de baterías (de 12 o 18 voltios o recargables) y energía eléctrica. La elección de la fuente de energía es un equilibrio entre lo que se necesita y lo que está disponible. El bombeo a una velocidad más alta para distancias más largas requiere más energía.
¿Cuánta capacidad de bombeo necesito?
La consideración de la capacidad de bombeo se puede dividir en dos partes:
- Índice de bombeo: La cantidad de lubricante necesaria por incremento de tiempo.
- Potencia de bombeo: La distancia que debe viajar el lubricante a través de la manguera y el esfuerzo que se demorará en llevarlo hasta allí.
El índice de bombeo es un componente crítico para determinar los requisitos de capacidad. Depende tanto de cuánto lubricante se necesita como de la velocidad de la instalación de cable.
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Calcular el índice de bombeo
Para la mayoría de las instalaciones, el índice de bombeo es menor de 4 litros (~1 galón) por minuto. El cálculo requiere que el instalador sepa cuánto lubricante se necesita, así como qué tan rápido está viajando el cable. La cantidad de lubricante está directamente relacionada con el área de superficie a recubrir con lubricante y se puede encontrar utilizando la fórmula de cantidad de lubricante:
Ecuación 1
Q = k x L x D
Dónde:
Q = cantidad en litros (galones)
K = factor de conversión, 0,0015 (0,0008 métrico)
L = longitud del tramo del conducto en pies (metros)
D = ID (diámetro interior) del ducto en pulgadas (mm)
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Cuanto más grande sea el sistema de ductos, más lubricante se necesita. Si va de 100 mm (4 pulgadas) a 200 mm (8 pulgadas), la cantidad necesaria se duplicará. Para instalaciones más difíciles, se recomienda la prelubricación. Cualquier lubricante añadido y esparcido a través del ducto antes de la instalación de cable es parte de la recomendación de cantidad de lubricante. Se pueden usar bombas para inyectar lubricante en la bomba antes de los esparcidores de lubricante. En este caso, el índice de bombeo es menos importante.
Si el ducto está prelubricado, la cantidad de lubricante usada puede restarse de la cantidad calculada usando la fórmula de cantidad. Con el lubricante restante se recubre el cable en movimiento a medida que ingresa al conducto. Esto significa que la velocidad del cable es una parte importante del cálculo del índice de bombeo. Un cable que se mueve 20 metros/minuto (70 pies/minuto) requiere el doble de lubricante por minuto que el de un cable que se mueve 10 metros/minuto (35 pies/minuto). Ver la Ecuación 2.
Ecuación 2
Dónde:
El índice de bombeo está en litros por minuto (galones por minuto)
Q = cantidad de lubricante en litros (galones) de la Ecuación 1
QP = cantidad de lubricante utilizado para prelubricar el ducto
L = longitud del tramo del conducto en pies (metros)
R = velocidad de instalación en metros por minuto (pies/min.)
Los factores clave que determinan el índice de bombeo son el tamaño del ducto y la velocidad de instalación del cable. Tenga en cuenta que la longitud del recorrido no afecta el índice de bombeo. La longitud del recorrido se usa para calcular la cantidad total de lubricante necesario. Luego, se divide la longitud de la fórmula para determinar el índice de bombeo. El Gráfico 1 ilustra algunos ejemplos de índice de bombeo.
Gráfico 1: Índice de bombeo según el tamaño del ducto y la velocidad de tirado
Tenga en cuenta que el índice de bombeo para el ducto de 100 mm (4 pulgadas) es la mitad del requerido para el ducto de 200 mm (8 pulgadas). Es una relación lineal. Tenga en cuenta que la cantidad de lubricante necesaria al tirar a 35 pies/minuto es la mitad de la requerida para una velocidad de tirado de 70 pies/minuto. Esta es también una relación lineal.
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Las muestras de instalación de cables del Gráfico 1 no se prelubricaron. Las mejores prácticas dictan que la mitad de la cantidad de lubricante recomendada se use para prelubricar el ducto. Si la mitad del lubricante se bombea al ducto y se esparce por delante del cable, solo la mitad de la cantidad total de lubricante se usará para recubrir el cable a medida que ingresa al ducto. En este caso, el índice de bombeo también se reduce a la mitad.
La Tabla 1 a continuación ilustra estas muestras de otra manera:
Tabla 1
El índice de bombeo varía según el tamaño del sistema y la velocidad del tirado del cable. Los requisitos de bomba y potencia para una instalación grande son diferentes a los requisitos para una instalación más estándar. Generalmente, los índices de bombeo requeridos para la lubricación del cable son bajos. Es importante buscar un flujo constante o consistente. No se requieren índices de flujo altos.
Capacidad de bombeo y viscosidad del lubricante
La capacidad de bombeo puede verse influida tanto por la viscosidad del lubricante como por la distancia que debe recorrer, tanto horizontal como verticalmente. Los lubricantes para tirado de cables vienen como líquidos ligeramente espesos, así como geles espesos. El movimiento del lubricante viscoso a través de la manguera dispensadora puede crear contrapresión y, a su vez, requiere más potencia.
La experiencia de Polywater
Polywater tiene experiencia con diversas tecnologías de bombeo y soluciones de campo real. Hemos analizado la necesidad de que la bomba sea compatible con los lubricantes para cables, la fuente de energía y el índice de bombeo. Otras características de la bomba a considerar incluyen:
- Peso y durabilidad
- Facilidad de mantenimiento
- Autocebante
- Ajuste del índice de bombeo
Hay varios tipos de bombas disponibles para su uso, incluyendo:
Bomba de diafragma
Se han utilizado bombas de diafragma impulsadas por aire para transferir lubricante desde un recipiente contenedor a un recipiente más pequeño o bombear directamente lubricante a una instalación de cable en el campo. Se utilizan en Polywater para transferir lubricantes alrededor de la planta. Las bombas de diafragma usan presión de aire para empujar un diafragma elástico que mueve el lubricante.
Las bombas de diafragma son una buena opción para lubricantes para cables a base de agua. Elija una bomba de diafragma con alojamiento compatible y diafragmas para materiales a base de agua. Requieren un volumen relativamente bajo de aire. La presión de aire típica es de aproximadamente 4,1 bar (60 psi). Para bombear lubricantes para cables, es posible que se necesite un regulador de aire para limitar y controlar el flujo. Existe un nivel de vibración inherente a una bomba de diafragma, y la bomba debe dimensionarse para permitir ciclos suficientes para una alimentación razonablemente regular a los flujos deseados. Como una bomba mecánica, es necesario cierto mantenimiento, y los diafragmas pueden desgastarse, requiriendo su reemplazo. De lo contrario, estas bombas pueden durar años.
Algunas grandes empresas de servicios públicos del sudoeste de los Estados Unidos han utilizado un sistema de lubricante automatizado que utiliza este tipo de bomba. El lubricante se bombea desde un contenedor o tanque al ducto a través de una manguera flexible. La velocidad del lubricante se puede controlar variando la presión del aire. En este diseño, una boquilla con empuñadura de gatillo controla el suministro de lubricante, como una bomba de gasolina.
Bomba de grasa (pistón)
Las bombas de grasa utilizan presión del aire y pueden mover materiales altamente viscosos. Estas son bombas muy potentes que pueden mover el material a un alto índice de flujo. Debido a que estas bombas están destinadas a grasas de hidrocarburos, son susceptibles a la corrosión cuando se usan con lubricantes para cables a base de agua.
Bomba de engranajes accionada por taladro Polywater LP-D5
El LP-D5 es un sistema de bombeo económico y conveniente disponible en Polywater. La bomba utiliza un taladro de 13 mm (½ pulgada) que funciona a una velocidad de 1000 a 2000 rpm. Esta bomba funciona con una cubeta de 3,8 L (1 galón), cubeta de 19 L (5 galones) y barril de 209 L (55 galones) utilizando la extensión del barril. Su estructura de cobre, latón y acero inoxidable la hace resistente a la corrosión, y su diseño sencillo la hace duradera. Bombea a una velocidad de 2-10 litros (0,5 a 2,5 galones) por minuto.
Bomba de batería (aceite y refrigerante)
Las bombas energizadas por una batería de iones de litio de 18 voltios recargable funcionarán en muchas instalaciones. El atractivo de este tipo de bomba es su facilidad de uso y su diseño liviano. Estas bombas están diseñadas típicamente para refrigerantes, aceites y grasas. Para materiales de mayor viscosidad, el índice de bombeo se limita a 2 L (½ galones) por minuto.
Rociador a presión
Para lubricantes para cables delgados, es posible usar un rociador de hormigón o un sistema presurizado similar para dispensar lubricantes. Este tipo de bomba solo requiere energía manual. En este diseño, el lubricante se transfiere al cuerpo de la bomba y el sistema se presuriza a mano. El cuerpo de la bomba está normalmente limitado en volumen y tanto el índice de flujo como la presión disminuyen a medida que disminuye el volumen del lubricante. Los lubricantes gelificados se dispensan en un patrón de corriente incluso cuando se usa un sistema de rociado.
Bomba de transferencia de barra (agua)
Muchas empresas de servicios públicos tienen este tipo de bomba a mano para eliminar el agua de bóvedas y cajas de servicios públicos. Estas no son una buena solución para bombear lubricante para cables. Esta bomba utiliza baterías recargables y está destinada a levantar agua hasta una presión estática (ejercida) de 4,6 m (15 pies). Esta bomba no mueve líquidos con ningún tipo de viscosidad o cuerpo, como los lubricantes para cables.
Tabla 2
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Cómo elegir una bomba para mi aplicación
La elección de la bomba depende de la escala y el tipo de instalación del cable. Hay muchas opciones de bombeo disponibles con ventajas y desventajas a considerar para la entrega automática de lubricación (ver la Tabla 2 anterior). La elección de la bomba debe realizarse según el lubricante especificado. En otras palabras, seleccione la bomba adecuada para el lubricante y no al revés. Esta es una distinción importante: la bomba soporta la aplicación de lubricante. La conclusión es que seleccionar el lubricante adecuado para cables de alto rendimiento en combinación con una bomba de lubricante compatible puede crear eficiencia operativa significativa en la instalación del cable y proporcionar una aplicación óptima y constante de lubricante para un tirado de cable seguro.