¿Qué factores afectan al rendimiento de las juntas de diafragma?

Si trabaja en una planta o instalación de producción que utiliza medios de proceso altamente corrosivos, es probable que posea juntas de diafragma para proteger el elemento sensor de su instrumentación de presión de posibles daños. Sin esa protección, toda su operación puede verse comprometida. Pero, ¿cómo puede estar seguro de que su junta de diafragma funciona correctamente?

Ashcroft, líder en medición de presión y temperatura, ofrece formación sobre diferentes aspectos de estos dispositivos. De hecho, como gerente de territorio, he estado capacitando a distribuidores de productos sobre este mismo tema durante años. Ahora quiero compartir esta información contigo. En este artículo, explicaré cómo se utilizan las juntas de diafragma en diferentes aplicaciones y los pasos que puede dar para asegurarse de que estos instrumentos funcionan como usted necesita. 

¿Cuál es la función principal de un sello de diafragma? 

Los sellos de diafragma (también conocidos como aisladores) se utilizan para proteger los instrumentos de presión contra daños causados por medios de proceso corrosivos y obstrucciones. Por ejemplo, en plantas de agua y aguas residuales, sistemas de alimentación de productos químicos y sistemas de bombeo, existe el riesgo de que productos químicos agresivos, sólidos u otras sustancias abrasivas entren en contacto con el elemento sensor de presión. Si eso ocurre, el instrumento de presión no podrá medir con precisión el flujo de presión de la operación. 

Los sellos de diafragma también se utilizan para proteger los instrumentos en aplicaciones con temperaturas extremas. Sin embargo, en estos casos, el sello de diafragma se suele utilizar junto con un dispositivo de disipación de temperatura. Esto se debe a que los sellos de diafragma presentan ciertos retos y limitaciones en relación con los procesos de alta temperatura. 

¿Cómo puedo asegurarme de que mi sello de diafragma funciona correctamente?

Si el diseño, la forma, el ajuste y el funcionamiento del conjunto del diafragma no se realizan correctamente, es posible que no funcionen como se espera. A continuación se indican los pasos que puede seguir para garantizar un montaje adecuado para su aplicación:

1. Elija la configuración adecuada del sello de diafragma.

El primer paso para garantizar el buen funcionamiento de los sellos de diafragma es seleccionar el modelo adecuado para cada aplicación. Por ejemplo, si el sello debe proteger el proceso contra obstrucciones, se elegirá un diseño que evite que el proceso bloquee el elemento sensor. En el caso de los sellos de diafragma tradicionales (frente a los anillos de aislamiento), algunos diseños y características específicos son menos propensos a las obstrucciones. Entre ellos se incluyen:

• Construcciones en línea. Montadas en línea con la tubería de proceso.

• Juntas de asiento. Soldadas directamente a la tubería de proceso.

• Sellos de diafragma a ras. Soldados directamente a la brida de montaje. 

Sellos roscados y con brida estándar, como el Ashcroft® sello de diafragma roscado 200-201 y el sello de diafragma con brida Ashcroft® sello de diafragma con brida 202-203 , suelen tener un espacio muerto en la carcasa inferior donde se acumularían partículas. Si se utilizan estos sellos, es importante configurarlos con uno o dos puertos de lavado para facilitar el mantenimiento. 

En sectores como el del agua y las aguas residuales, la pasta y el papel y la minería, los aisladores (como los anillos de aislamiento) están diseñados tanto para soportar el impacto de partículas de gran tamaño en un proceso como para evitar obstrucciones, ya que su construcción está en línea con el sistema de tuberías. Los anillos de aislamiento pueden ser con brida (ya sea con diseños de paso de perno o tipo wafer) o roscados en el sistema de tuberías. 

La elección entre un sello de diafragma tradicional o un anillo de aislamiento depende del medio del proceso. Los sellos de diafragma tradicionales suelen ofrecer una mejor selección de materiales, lo que permite más opciones de compatibilidad con los medios. En otras palabras, si la aplicación presenta problemas tanto de obstrucción como de corrosión, es necesario elegir un aislador que pueda hacer frente a ambas condiciones. Mi artículo, «Cuándo utilizar un sello de diafragma frente a un anillo de aislamiento» , ofrece más detalles para su referencia.

2. Elige el material adecuado para el sello de diafragma. 

Hay dos aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar el material:

1. Elija un material que sea compatible con el proceso.
2. Elija un material que se adapte a las limitaciones de presión y temperatura de funcionamiento. 

Para aplicaciones de baja presión, es recomendable seleccionar un material de diafragma muy flexible o uno que tenga una gran superficie. Cualquiera de estas características es necesaria para manejar productos mecánicos con rangos de baja presión o presostatos mecánicos con puntos de ajuste bajos. Esto es especialmente importante si el rango de presión es inferior a 30 psi.

El sello de diafragma Ashcroft Guía de presión y temperatura mín./máx. de los sellos de diafragma proporciona los rangos mínimos para determinadas configuraciones de instrumentos de presión. 

3. Evalúe la temperatura de funcionamiento del sello de diafragma. 

Si la temperatura es demasiado alta, puede afectar a la precisión del instrumento. Una temperatura elevada puede provocar la expansión térmica del líquido de relleno, lo que da lugar a una lectura de variación de presión que no se debe a la presión del proceso. También puede afectar directamente al instrumento, provocando errores de temperatura o incluso dañando algunos de sus componentes. Por eso es tan importante elegir un sello de diafragma y un líquido de relleno adecuados para la temperatura de funcionamiento. En estos casos, puede ser necesario utilizar un dispositivo de disipación de calor para proteger aún más el instrumento conectado. Lea nuestro blog, ¿Cómo seleccionar de forma segura sellos de diafragma para aplicaciones de alta temperatura, para obtener más información. 

4. Sigue el procedimiento correcto para rellenar el líquido.

Los conjuntos de juntas de diafragma tienen un procedimiento de llenado muy específico y metódico. Es fundamental disponer del equipo adecuado y seguir el proceso especificado. Después, una vez montada y llenada la junta, tenga en cuenta que puede ser necesario realizar ajustes. 

Proceso de llenado del sello de diafragma:

• Aplique un vacío total al conjunto del sello de diafragma para eliminar todo el aire posible, y

• Bombea el líquido de llenado del sistema hacia el conjunto para que no entre aire. Cualquier resto de aire en el sistema afectará al rendimiento del instrumento.

5. Calibre sus instrumentos.

Una vez montados y llenados todos los productos, el último paso es la calibración. Aunque los instrumentos hayan sido calibrados antes del montaje, puede ser necesario realizar más ajustes una vez instalados en una junta de diafragma. He aquí por qué:

• La dinámica de tener un sello de diafragma suele degradar la precisión de los instrumentos y puede ser útil recalibrarlos una vez montados.

• Los calibres mecánicos diseñados para el mercado de procesos suelen tener un puntero micrométrico que puede ayudar a ajustar el cero/intervalo de nuevo dentro de la tolerancia. 
  

• Al especificar un manómetro, tenga en cuenta si hay fácil acceso a un ajuste de cero/span y, también, que la caja no esté llena de líquido. 
  

• A veces, las cajas se rellenan con líquido (como glicerina o silicona) para protegerlas de las pulsaciones/vibraciones. Sin embargo, si la caja está llena de líquido, puede resultar difícil acceder al puntero del micrómetro. 
  

• Existen otras formas de proteger el instrumento contra las pulsaciones y las vibraciones que no requieren una carcasa llena de líquido. El uso de un mecanismo amortiguado (como el PLUS! Performance de Ashcroft) junto con un amortiguador de presión o una válvula de estrangulamiento puede proteger el instrumento contra las pulsaciones y las vibraciones, sin impedir el fácil acceso a la aguja del micrómetro.
  

6. Utiliza instrumentos ajustables.

Los productos basados en sensores , como los transductores y transmisores de presión, también requieren ajustes. Por lo tanto, elija un sensor que permita ajustar el cero y el intervalo y al que se pueda acceder una vez finalizado el montaje. 

Muchas opciones de sensores industriales cuentan con ajustes de cero y rango cuando están diseñados para aplicaciones de uso general. Sin embargo, no hay muchos que puedan ajustarse cuando la carcasa está diseñada para zonas peligrosas. Por lo general, esas carcasas están bien selladas. Los transductores a prueba de explosiones Ashcroft® E2F y E2X de Ashcroft® es una excepción. Se utiliza un imán para los ajustes de cero y rango. 

7. Utiliza los accesorios disponibles.

A menudo se utilizan accesorios como amortiguadores de presión, válvulas de estrangulamiento o tubos capilares para hacer frente a condiciones adversas. Es habitual que estos accesorios se instalen por encima de un sello de diafragma. Hay varios aspectos que deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar los accesorios. 

• Reduzca al mínimo el líquido de relleno situado por encima de un sello de diafragma. Cuanto más líquido de relleno haya por encima del sello, menor será la capacidad de respuesta de los instrumentos, llegando en ocasiones a un punto en el que estos no funcionen correctamente. Además, cuanto más líquido de relleno haya en un sistema, mayor será el efecto de la temperatura de impacto sobre el conjunto.

• Es fundamental elegir accesorios que puedan servir para múltiples fines o que estén diseñados para limitar el líquido de llenado es fundamental. Por ejemplo, cuando hay varios instrumentos en un conjunto, resulta útil utilizar un racor en T de bajo volumen en lugar de un diseño en forma de poste. 

Otras consideraciones para garantizar el rendimiento de la junta de diafragma. 

Asegúrese de que todos los orificios sean lo suficientemente grandes como para permitir el paso del líquido de llenado. Por un lado, llenar un conjunto que tenga un orificio demasiado pequeño puede resultar problemático. Es fundamental transmitir eficazmente la presión a los instrumentos. Por ejemplo, cuando utilice un amortiguador de presión, asegúrese de seleccionar una configuración con poros más grandes diseñada para aceites. 

Los capilares se utilizan a menudo para la disipación de la temperatura o para montar el instrumento a distancia, lejos de vibraciones o pulsaciones intensas. Los capilares también son necesarios cuando se instalan instrumentos de presión diferencial en sellos de diafragma. Es útil seleccionar un fluido de llenado menos viscoso (por ejemplo, silicona de 10 cTs). 

No es raro ver válvulas instaladas por encima de los sellos de diafragma. No se recomienda el uso deválvulas con el fin de aislar el instrumento. Esto puede enviar un mensaje erróneo a los operadores, al insinuar que el instrumento puede aislarse y retirarse. Cuando, de hecho, si esto ocurriera, el llenado del sistema se vería comprometido y el conjunto tendría que ser rellenado/calibrado por la fábrica.

Algunas válvulas están diseñadas para regular el caudal. Aunque se trata de una práctica aceptable, hay que tener cuidado al trabajar con presiones bajas. Al abrir y cerrar una válvula reguladora, cambia el volumen dentro de la junta. Si el volumen varía, puede afectar a la precisión de los instrumentos, especialmente cuando los rangos de presión son bajos.

Nota: Una vez que el conjunto se haya llenado y calibrado, asegúrese de instalarlo sin manipularlo. No intente apretar ni aflojar ninguna de las conexiones situadas por encima de la junta. Cualquier ajuste que provoque un cambio en la capacidad de volumen puede afectar al rendimiento. 

¿Quiere saber más?

No se puede subestimar la importancia de utilizar un sello de diafragma en aplicaciones exigentes para proteger sus instrumentos de presión. Seguir estos pasos puede ayudar a garantizar que este valioso instrumento funcione siempre según lo previsto. Sin embargo, hay mucho más que conocer. A modo de referencia, a continuación le ofrecemos algunos recursos adicionales relacionados con este tema que pueden resultarle útiles.

No dudes en ponerse en contacto con nosotros si tiene alguna pregunta o duda. Mientras tanto, descargue nuestra guía para obtener más información sobre cómo elegir una solución de montaje de instrumentos que se adapte a sus necesidades específicas.