6 razones por las que los manómetros no superan las auditorías de instrumentos

Los instrumentos de presión no superan las auditorías por seis razones principales: pulsaciones o vibraciones excesivas, funcionamiento fuera de los límites de temperatura, picos de presión, obstrucciones, corrosión e instalación incorrecta.

Los manómetros y otros instrumentos mecánicos proporcionan una visibilidad crítica del rendimiento del sistema. Cuando se deterioran o fallan, se pierde la confianza en los datos que impulsan las decisiones operativas.

Tras años realizando auditorías exhaustivas de instrumentos en entornos de refinería, químicos y energéticos, observamos constantemente las mismas causas fundamentales. La buena noticia es que la mayoría de los fallos detectados en las auditorías se pueden prevenir si se reconocen las primeras señales de alerta y se toman medidas correctivas.

Lea este artículo para conocer los primeros indicadores que señalan problemas en los instrumentos de presión y soluciones prácticas para evitar que estos problemas se produzcan en primer lugar. 

¿Cuáles son los primeros signos de avería de los manómetros?

Los manómetros suelen mostrar síntomas visibles o relacionados con el rendimiento antes de que fallen en una auditoría. Las inspecciones y el mantenimiento rutinarios facilitan la detección temprana de problemas y evitan costosos tiempos de inactividad, reelaboraciones o incidentes de seguridad. Las señales de advertencia más comunes incluyen:

• Oscilación del indicador. El indicador se mueve continuamente hacia adelante y hacia atrás, lo que dificulta la lectura del medidor.

• Puntero que no responde. El manómetro no reacciona a los cambios de presión.

• Puntero abollado. A menudo indica una presión insuficiente o excesiva grave.

• Líquido de relleno descolorido. El líquido amarillento en un manómetro lleno suele indicar una temperatura ambiente elevada.

• Ventana deformada o derretida. Una clara indicación de exposición excesiva a la temperatura.

• Polvo negro en la esfera o la ventana. Normalmente causado por pulsaciones o vibraciones que desgastan los dientes del engranaje del movimiento.

   

Estos síntomas no son problemas estéticos. Indican un estrés mecánico subyacente, una exposición ambiental o unas condiciones de proceso que probablemente saldrán a la luz durante una auditoría de los instrumentos.

¿Cuáles son las seis causas principales de los fallos en las auditorías?

La clave para superar los problemas de los instrumentos en aplicaciones críticas es comprender sus causas. A continuación presentamos algunos de los problemas de manómetros más comunes con los que nos hemos encontrado, incluyendo por qué se producen, qué efectos tienen sobre el instrumento y el funcionamiento o proceso general, y cómo resolverlos.

1. La pulsación o vibración excesiva es una de las principales causas de fallo.

Las pulsaciones y vibraciones excesivas son dos de las principales causas del desgaste interno, la inestabilidad del indicador y el daño prematuro del medidor. En muchos entornos de procesamiento, los picos de presión crean pulsaciones dentro del medidor. Las vibraciones, causadas por alta frecuencia/baja amplitud o baja frecuencia/alta amplitud, ejercen diferentes tipos de tensión sobre los componentes internos:

• La vibración de alta frecuencia provoca un desgaste localizado en los dientes del engranaje del movimiento.

• Las vibraciones de baja frecuencia ejercen una mayor tensión sobre el tubo Bourdon y los componentes internos.

Como pauta práctica, si el movimiento del indicador supera aproximadamente el 5 % del rango total debido a pulsaciones o vibraciones, es necesario tomar medidas correctivas.

Soluciones para pulsaciones o vibraciones excesivas:

• Uso de medidores llenos de líquido para amortiguar el movimiento. Se puede amortiguar el efecto de las pulsaciones/vibraciones en el medidor llenando la caja con silicona, glicerina o halocarbono que incluya un tornillo regulador integrado. 
• Seleccionar un manómetro seco con características de amortiguación mejoradas. Por ejemplo, el Ashcroft® 1279 Duragauge con PLUS!™ Performance funciona como un manómetro lleno de líquido, amortiguando los efectos de las pulsaciones y las vibraciones.
• Instalación remota del instrumento. Puede utilizar un tubo capilar (de 30 cm a 30 m) para montar el instrumento más lejos de la fuente de vibración. 
• Añadir amortiguadores de pulsaciones, tornillos reguladores, válvulas de aguja o sellos de diafragma. Estos accesorios disipan las pulsaciones antes de que lleguen al instrumento. 

El objetivo no es solo estabilizar el puntero, sino reducir la tensión interna que provoca fallos en la auditoría y acorta la vida útil.

2. El funcionamiento fuera de los límites de temperatura ambiente provoca una pérdida de precisión y daños en el instrumento.

Los instrumentos están clasificados para su uso en un rango de temperatura específico. Utilizarlos a temperaturas fuera de este rango puede provocar daños importantes, dependiendo de su diseño y construcción. Por ejemplo:

• Los manómetros secos suelen estar clasificados para su uso en temperaturas ambientales inferiores a 200 °F (93 °C). Por encima de esta temperatura, pueden experimentar decoloración del dial, decoloración de la ventana (si es acrílica) o endurecimiento de la junta. Las temperaturas de proceso para los manómetros secos suelen estar clasificadas entre -20 °F (-29 °C) y 250 °F (121 °C).
  
  
• Los manómetros rellenos de líquido suelen estar diseñados para utilizarse a temperaturas ambiente de hasta 66 °C (150 °F). Por encima de esta temperatura, los manómetros rellenos de líquido pueden sufrir la lixiviación del material de la junta y la junta tórica y la decoloración del líquido de relleno. Las temperaturas extremadamente bajas y extremadamente altas también pueden provocar problemas de precisión en los instrumentos. Un manómetro seco estándar puede experimentar una ralentización del tiempo de respuesta puntual a bajas temperaturas.

La precisión del manómetro se ve afectada cuando la temperatura ambiente del manómetro supera la temperatura a la que fue calibrado. A título orientativo, si un manómetro se calibra a 20 °C (68 °F), la precisión se verá afectada en aproximadamente un 0,4% por cada 13,9 °C (25 °F).

Soluciones para aplicaciones con temperaturas excesivamente altas o bajas.

• Montaje remoto del instrumento. El montaje remoto protege los instrumentos de presión de temperaturas extremas del proceso al separar físicamente el manómetro de la fuente de calor o frío. Esto se suele hacer utilizando un capilar entre el instrumento y la conexión del proceso.

  Un soporte de montaje para tubos de medición proporciona un método cómodo y seguro para instalar el medidor montado a distancia. La línea capilar Ashcroft® 1115 está clasificada para temperaturas de -300 °F a 750 °F (-184 °C a 399 °C), lo que la hace adecuada para una amplia gama de aplicaciones exigentes. Incluso una longitud relativamente corta de 5 pies de capilar puede reducir significativamente las altas temperaturas de proceso que alcanzan el instrumento o ayudar a moderar las temperaturas extremadamente bajas.
  
  

• Montaje del instrumento directamente con dispositivos disipadores de temperatura. Cuando no se prefiere el montaje remoto, se pueden instalar sifones disipadores de temperatura directamente entre el instrumento y el proceso.

  Los sifones con aletas y MicroTube™ de Ashcroft® son dispositivos rígidos que se montan directamente en el instrumento y luego en la conexión del proceso, lo que elimina la necesidad de utilizar hardware de montaje remoto independiente.

  • El sifón MicroTube™ está diseñado para presiones de proceso de hasta 5000 psi y temperaturas de proceso de hasta 800 °F (427 °C).

  • El sifón con aletas está clasificado para presiones de hasta 3000 psi y temperaturas de proceso de hasta 700 °F (371 °C).

Ambos diseños disipan eficazmente el calor antes de que llegue al instrumento de presión.

• Incorporación de un sifón de bobina o pigtail para aplicaciones de vapor. Las aplicaciones de vapor requieren protección adicional debido a las altas temperaturas sostenidas y al potencial de golpes de ariete.
  
  Los sifonesde bobina y pigtail crean una barrera de condensado que protege el instrumento de presión de la exposición directa al vapor.

  • Un sifón de espiral se utiliza normalmente para el montaje vertical.

  • Se utiliza un sifón de bobina para el montaje horizontal.

Antes de la instalación, el sifón debe llenarse con agua. Esta agua forma una barrera protectora que reduce la temperatura del instrumento y ayuda a protegerlo contra los efectos dañinos del golpe de ariete, común en los sistemas de vapor.

3. Los picos de presión causan daños mecánicos y fallos por sobrepresión.

Los picos de presión pueden deberse a golpes de ariete, accionamiento rápido de válvulas, mal funcionamiento del equipo o congelación del fluido de proceso. Los manómetros expuestos a estas subidas repentinas suelen presentar daños como agujas abolladas, tubos Bourdon deformados o rotos, o engranajes segmentados rotos. Este tipo de tensión mecánica puede hacer que el instrumento deje de responder a los cambios del proceso o falle por completo, lo que afecta negativamente al rendimiento del sistema.

Cuando la presión supera el rango de escala completa del manómetro, las condiciones de sobrepresión pueden degradar la precisión, dañar los componentes internos o romper el tubo Bourdon.

Soluciones para prevenir daños por picos de presión

• Uso de un tope interno. Se puede incorporar un tope interno, también conocido como tope de sobrecarga, para aumentar la presión de prueba del manómetro. Esta característica suele aumentar la presión de prueba en aproximadamente un 20 %, lo que proporciona una protección adicional contra eventos de sobrepresión momentáneos.
  
  

• Instalación de una válvula limitadora de presión (PLV) o selección de un manómetro con alta capacidad de sobrepresión. Se puede configuraruna válvula limitadora de presión (PLV) para que corte el flujo cuando la presión alcance el rango máximo del manómetro. Una vez que la presión del proceso vuelve a descender por debajo del rango máximo, la PLV se reinicia automáticamente y permite que la presión pase al instrumento.
  
  

• Seleccionar un manómetro diseñado con alta capacidad de sobrepresión. Por ejemplo, el Ashcroft® T6500 con la opción XRA está diseñado para soportar una sobrepresión de hasta el 400 % del rango del manómetro.
  
  

• Selección de un manómetro nuevo con la clasificación adecuada.La selección del manómetro adecuado es fundamental para evitar daños por sobrepresión. El manómetro seleccionado debe adaptarse a la presión máxima de funcionamiento prevista. Para una legibilidad y un rendimiento óptimos, la aguja debe funcionar normalmente cerca de la posición 12:00 del dial.

  Si la presión de funcionamiento normal es de 50 psi, normalmente se recomienda un manómetro con un rango de escala completa de 0 a 100 psi.

4. La obstrucción por partículas o lodos reduce la precisión y fiabilidad del instrumento.

Los instrumentos instalados en procesos «sucios» son muy susceptibles a obstruirse. A medida que el medio del proceso fluye a través del sistema, el material puede acumularse en las superficies internas o dentro de la conexión del proceso. Con el tiempo, esta acumulación puede restringir la transmisión de presión, afectar al rendimiento del instrumento y reducir la eficiencia general del proceso.

La solución para la obstrucción depende de la gravedad y la naturaleza de la acumulación.

• Si la conexión del proceso es propensa a la acumulación o bloqueo de medios, aísle el instrumento del proceso utilizando un sello de diafragma o un anillo de aislamiento. Esto evita que el material del proceso entre en el instrumento.

• Si le preocupa que se produzcan obstrucciones dentro del sello del diafragma, incorpore una conexión de lavado. Esta característica permite a los operadores eliminar los medios acumulados en el sello. La instalación de una válvula en el puerto de lavado proporciona un acceso controlado para la limpieza.

• Para lodos pesados o fangos, un anillo de aislamiento suele ser la solución preferida. Su recorrido de flujo de 360 grados minimiza las restricciones y hace que los atascos sean prácticamente imposibles.

5. La corrosión provocada por materiales mojados incompatibles crea riesgos para la seguridad.

Las partes húmedas de un instrumento de presión deben ser compatibles con los medios del proceso. Si no lo son, puede producirse corrosión durante el funcionamiento, lo que compromete la precisión de la medición, así como la calidad del producto y del proceso.

En condiciones de servicio severas, los medios incompatibles pueden degradar progresivamente los componentes humedecidos, lo que eventualmente conduce a fallas en los instrumentos y a la pérdida de contención. Cuando los medios de proceso se escapan al medio ambiente, se crea un grave peligro para la seguridad que puede provocar lesiones al operador o, en casos extremos, la pérdida de vidas.

Soluciones para prevenir la corrosión 

Para evitar fallos relacionados con la corrosión, compruebe que los materiales humedecidos del instrumento sean adecuados para la composición, concentración y temperatura del medio del proceso. Si no hay materiales humedecidos compatibles disponibles para el instrumento, integre un sello de diafragma (aislador de instrumentos) o un anillo de aislamiento fabricado con un material diseñado para soportar las condiciones del proceso.

Para obtener orientación adicional, utilice la Guía de selección de materiales y corrosión de Ashcroft® para evaluar la compatibilidad antes de especificar el instrumento.

6. Una instalación o manipulación inadecuadas pueden provocar fallos en los instrumentos.

Los instrumentos de presión son dispositivos de precisión que pueden dañarse si no se manipulan correctamente. Por ejemplo, si utiliza la caja del manómetro en lugar de una llave de boca abierta para apretar durante la instalación, si aplica un par excesivo a las conexiones NPT o si utiliza el instrumento como escalón o soporte, es probable que su instrumento falle con el tiempo. 

Soluciones para prevenir fallos por uso indebido de los instrumentos

• Utilice siempre una llave inglesa en las conexiones NPT.

• Evite aplicar torque a la carcasa.

• Inspeccione periódicamente en busca de fugas, desgaste y desviaciones en la calibración.

Muchos fallos en las auditorías son de naturaleza mecánica y se pueden evitar por completo mediante una formación adecuada en materia de instalación y prácticas de inspección.

¿Quiere saber más?

Ahora que conoce las causas más comunes por las que fallan los manómetros y las señales de advertencia que debe tener en cuenta, estará en una posición mucho mejor para garantizar la seguridad de su personal y sus procesos. Póngase en contacto con nosotros en cualquier momento para hablar con uno de nuestros expertos del sector o solicite una auditoría de Critical Application Solutions Experts® (CASE®) para su empresa. 

Mientras tanto, descargue nuestra guía para aprender cómo evitar fallos en los equipos a presión.