¿Por qué se utilizan conjuntos de anillos de aislamiento en aplicaciones de agua/aguas residuales?

Los conjuntos de anillos de aislamiento son fundamentales en aplicaciones exigentes de agua y aguas residuales, ya que protegen los instrumentos de presión contra obstrucciones, corrosión, efectos de la temperatura y daños mecánicos que pueden afectar al rendimiento del sistema. En estos entornos, los instrumentos de medición de presión están constantemente expuestos a sólidos en suspensión, productos químicos corrosivos, vibraciones y fluctuaciones de temperatura. Sin la protección adecuada, estas condiciones pueden provocar lecturas inexactas, fallos en los instrumentos y paradas imprevistas.

En Ashcroft, comprendemos los retos operativos comunes en los sistemas de agua y aguas residuales y cómo una instrumentación adecuada ayuda a que esos procesos funcionen de forma segura y fiable. Lea este artículo para saber cómo funcionan los anillos de aislamiento en los sistemas de agua y aguas residuales, qué retos de aplicación abordan y cuáles son las mejores prácticas de montaje que pueden ayudar a garantizar un rendimiento fiable a lo largo del tiempo.

Cómo los conjuntos de anillos de aislamiento mantienen el funcionamiento fiable de los procesos de agua y aguas residuales

Los conjuntos de anillos de aislamiento protegen los instrumentos de presión del contacto directo con los medios de proceso corrosivos y abrasivos que se encuentran en aplicaciones de agua y aguas residuales. Al aislar los manómetros, interruptores y transmisores del contacto directo con medios de proceso agresivos, los anillos de aislamiento garantizan una medición de presión precisa y fiable para obtener lecturas fiables. 

Estos dispositivos se utilizan habitualmente en aplicaciones de supervisión de bombas y sistemas, ayudando a los operadores a identificar problemas antes de que provoquen daños en los equipos o interrupciones en los procesos.

Cuando se combinan con instrumentos de presión y accesorios de protección, los conjuntos de anillos de aislamiento ayudan a reducir el riesgo de varios problemas comunes en las aplicaciones, entre ellos:

• Obstrucción. Los sólidos en suspensión y los lodos pueden acumularse en el interior de los instrumentos de presión y provocar un mal funcionamiento o averías.

• Corrosión. El agua, los sedimentos y los productos químicos de tratamiento pueden degradar los componentes metálicos con el tiempo.

• Sobrepresión. Los picos de presión y los golpes de ariete pueden superar los límites de los instrumentos y causar daños.

• Vibración. La vibración mecánica puede provocar fluctuaciones en el puntero y acelerar el desgaste interno.

• Pulsación. La pulsación inducida por la bomba puede fatigar los tubos Bourdon o romper los componentes internos.

• Efectos de la temperatura. Las temperaturas elevadas de los medios y los cambios en la temperatura ambiente pueden reducir la precisión de las mediciones.

¿Qué accesorios se utilizan con los anillos de aislamiento para proteger los instrumentos de presión?

A menudo se utilizan accesorios adicionales con los anillos de aislamiento para proteger aún más los instrumentos de presión de las condiciones perjudiciales del proceso. Mientras que los anillos de aislamiento solucionan los problemas de obstrucción y exposición a los medios, otros accesorios ayudan a mitigar riesgos específicos que se dan habitualmente en los sistemas de agua y aguas residuales.

• Las válvulas limitadoras de presión evitan la sobrepresión causada por picos de presión o golpes de ariete.

• Líneas capilares o sifones para reducir la transferencia de calor al instrumento. 

La selección de la combinación adecuada de accesorios depende de las condiciones del proceso y del tipo de instrumento que se desea proteger.

¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento del anillo aislante y del conjunto del instrumento?

La temperatura desempeña un papel fundamental en el rendimiento del montaje, ya que los cambios de temperatura provocan la expansión o contracción del fluido de llenado dentro del sistema sellado. Esto crea desviaciones de presión que afectan a la precisión de la medición. Cuando los instrumentos de presión se montan en anillos de aislamiento o sellos de diafragma, estos efectos térmicos pueden influir tanto en las lecturas del manómetro como en los puntos de ajuste del interruptor.

A continuación se enumeran varios efectos relacionados con la temperatura que deben tenerse en cuenta durante el diseño del conjunto:

• Manómetros. A medida que aumenta la temperatura, la expansión térmica del fluido de llenado crea una compensación de presión positiva. Cuanto menor sea el rango del instrumento, mayor será el porcentaje de error.
  
  

• Interruptores de presión: El aumento de la temperatura reduce la presión necesaria para accionar el interruptor, lo que provoca una disminución del punto de ajuste.
  
  

• Instrumentos digitales: Instrumentos como el manómetro digital Ashcroft® 2274 con salidas de conmutación son generalmente menos susceptibles a los efectos de la temperatura del líquido de llenado.
  

Algunos conjuntos utilizan grandes accesorios tipo «portería» para montar varios instrumentos en un único anillo de aislamiento o sello de diafragma. Aunque este enfoque puede simplificar el montaje, el volumen interno añadido de estos accesorios aumenta la cantidad de líquido de llenado en el sistema, lo que puede amplificar el error de medición relacionado con la temperatura y contribuir a la deriva del punto de consigna del interruptor.

En Ashcroft, se utilizan accesorios personalizados de bajo volumen con diámetros internos estrechos para minimizar la cantidad de fluido de llenado necesario en un conjunto. La reducción del volumen de llenado ayuda a limitar los errores relacionados con la temperatura causados por la expansión y contracción del fluido. Como se muestra en la figura 1, los conjuntos que utilizan accesorios de bajo volumen redujeron la deriva del punto de ajuste del interruptor en un 36 % debido a la temperatura.

Figura 1. Punto de ajuste del interruptor/anillo de aislamiento frente a la temperatura

¿Por qué es importante el volumen de llenado bajo en los conjuntos de anillos aislantes?

El bajo volumen de llenado es importante porque reduce el error de medición inducido por la temperatura y mejora la estabilidad general del conjunto. Algunos diseños utilizan grandes accesorios internos tipo «portería» para montar múltiples instrumentos, pero estos accesorios introducen un volumen interno innecesario y aumentan los efectos de la expansión térmica.

El uso de accesorios compactos y de bajo volumen con diámetros internos estrechos minimiza la cantidad de fluido de llenado necesaria. La reducción del volumen de llenado limita la compensación de presión y ayuda a mantener lecturas más consistentes a lo largo de los cambios de temperatura. Las pruebas han demostrado que los diseños de ensamblajes de bajo volumen pueden reducir significativamente la deriva del punto de ajuste del interruptor causada por la variación de temperatura.

¿Cómo pueden mejorar la fiabilidad del sistema los conjuntos de instrumentos personalizados?

Los conjuntos de instrumentos se pueden personalizar consolidando los componentes en una única unidad probada y calibrada para mejorar la fiabilidad de su sistema. Cuando los anillos de aislamiento, los instrumentos y los accesorios se diseñan y montan juntos, se reduce la complejidad de la instalación y se mejora la consistencia del rendimiento.

Trabajar con un único fabricante para suministrar, montar y probar el conjunto completo simplifica la resolución de problemas y la responsabilidad. Si surgen problemas, el hecho de que todos los componentes se hayan adquirido y montado juntos facilita la identificación de las causas fundamentales y la aplicación de medidas correctivas.

¿Cuáles son las mejores prácticas para diseñar conjuntos de instrumentos con anillo de aislamiento?

Al diseñar conjuntos de anillos de aislamiento, debe centrarse en reducir la tensión, minimizar las fuentes de error y garantizar la compatibilidad con el entorno de aplicación. A continuación, le indicamos algunas prácticas recomendadas que puede probar:

• Minimice el número de accesorios utilizados en el montaje para reducir las vías de fuga y el estrés de la instalación.

• Mantenga el tamaño de las conexiones uniforme para evitar adaptadores innecesarios.

• Reduzca el par y la carga mecánica en las tuberías y los anillos de aislamiento utilizando accesorios compactos.

• Seleccione orientaciones de conexión que permitan leer fácilmente los instrumentos e instalarlos sin interferencias.

• Considere posiciones alternativas para la conexión del manómetro más allá de la configuración estándar de las 6 en punto.

• Verifique la compatibilidad del material con los medios de proceso para prolongar la vida útil.

• Utilice certificados de calibración y pruebas hidrostáticas para confirmar la precisión y la integridad frente a fugas.

• Instale válvulas de aislamiento aguas arriba para proteger los instrumentos durante el arranque y las pruebas de presión.
  

El diseño cuidadoso del conjunto ayuda a reducir los requisitos de mantenimiento a largo plazo y mejora la fiabilidad de las mediciones.

¿Quiere saber más? 

Ahora que comprende mejor cómo se utilizan los conjuntos de anillos de aislamiento en aplicaciones de agua y aguas residuales, puede tomar decisiones más informadas para ayudar a mejorar la precisión de las mediciones, proteger los instrumentos de presión y respaldar el funcionamiento fiable del sistema. 

Póngase en contacto con nosotros Si tiene alguna pregunta sobre la aplicación de estos principios a una aplicación específica, un experto en productos puede ayudarle a evaluar sus condiciones de funcionamiento y recomendarle las configuraciones de montaje adecuadas.

Para obtener más información, descargue nuestra guía Para obtener más información sobre instrumentos y conjuntos para aplicaciones de agua y aguas residuales.