Conjuntos de anillos de aislamiento precisos y fiables para aplicaciones de agua y aguas residuales

Este artículo fue publicado originalmente el 18 de octubre de 2021 por John Varkonda y fue actualizado el 24 de abril de 2024 por Dean Moyer.

Cualquiera que trabaje en el sector del agua y las aguas residuales sabe lo importante que es mantener mediciones de presión precisas y fiables durante todo el proceso. Sin la instrumentación adecuada para realizar el trabajo, su operación corre el riesgo de sufrir daños en la bomba, atascos y otros problemas que podrían paralizar todo el sistema. 

En Ashcroft, es nuestro negocio conocer los desafíos que puede encontrar para mantener su operación funcionando de manera segura y eficaz y proporcionar soluciones que satisfagan sus necesidades específicas. De hecho, en mis 30 años de experiencia, he visto casi todo lo que puede salir mal (y bien) en aplicaciones de agua / aguas residuales. 

En este artículo, obtendrá una visión general de los problemas más comunes en las aplicaciones de agua/aguas residuales y aprenderá cómo la instrumentación adecuada, incluidos los anillos de aislamiento y los accesorios, pueden ayudarle a evitar que le ocurran estos problemas. A lo largo del artículo, también verá enlaces a recursos adicionales que puede utilizar como referencia para responder a otras preguntas que pueda tener. Comencemos.

Cómo los anillos de aislamiento y los accesorios pueden mantener la fluidez de su proceso

Las aplicaciones de agua y aguas residuales son duras y corrosivas. Para mantener la seguridad de las operaciones, es esencial disponer de instrumentos de presión duraderos y fiables. También es fundamental proteger esos instrumentos de los daños causados por las difíciles condiciones y las sustancias corrosivas presentes en el proceso. Ahí es donde entran en juego los anillos de aislamiento y los accesorios.

Los anillos de aislamiento están diseñados específicamente para ayudar a evitar que su manómetro, interruptor o transmisor se obstruya aislando el instrumento o instrumentos del medio de proceso. Se utilizan con frecuencia en aplicaciones de agua y aguas residuales para proteger los instrumentos que se utilizan para controlar y evitar que se dañen las bombas.

Juntos, el instrumento de presión, el anillo de aislamiento y otros accesorios de protección se ensamblan y montan en su proceso para ayudar a evitar que se produzca cualquiera de los siguientes problemas en su sistema:

• Obstrucción. Los sólidos en suspensión, especialmente en los lodos, pueden acumularse en el interior de los instrumentos a presión y provocar su avería.
• Corrosión. El agua, los lodos y los productos químicos del tratamiento pueden corroer los componentes metálicos y provocar fallos en los instrumentos.
  
• Sobrepresión. Los picos en la línea de presión y el "golpe de ariete" pueden introducir presión más allá del rango de funcionamiento del instrumento y causar daños. 
• Vibraciones. La maquinaria del sistema puede causar vibraciones, lo que puede dar lugar a un "aleteo de la aguja" del manómetro y al desgaste interno del manómetro.
• Pulsaciones. Las bombas en línea provocan pulsaciones en la línea de presión, lo que puede causar aleteo del puntero y desgaste del manómetro interno. También puede provocar la fatiga o rotura del tubo de Bourdon. 
• Temperatura. Los medios de presión a altas temperaturas afectarán al elemento elástico del interior del instrumento, lo que se traducirá en una disminución de la precisión. Los cambios en la temperatura ambiente también pueden afectar a la precisión y el funcionamiento de los instrumentos de medición de presión aislados.

Hay muchos otros accesorios especialmente diseñados para ayudar a proteger los instrumentos de estos dañinos problemas de aplicación. Las juntas de diafragma, por ejemplo, pueden ayudar a protegerlos de la obstrucción y la corrosión, las válvulas limitadoras de presión pueden evitar el exceso de presión y los conductos capilares o sifones pueden ayudar a prevenir los daños por calor.

Cómo afecta la temperatura al diseño de conjuntos de instrumentos.

Diseñar un conjunto de anillos de aislamiento adecuado puede ser todo un reto. Seleccionar el equipo adecuado para su aplicación repercutirá en la instalación y el funcionamiento correcto y ayudará a evitar la posibilidad de fallos y averías en el futuro. Al seleccionar los instrumentos, to primero que hay que tener en cuenta es el error de temperatura. He aquí por qué:

• Cuando los manómetros se fijan a juntas o anillos de aislamiento, la dilatación térmica del fluido de llenado provoca un pequeño aumento de presión dentro de la parte sellada del conjunto. Este aumento de presión produce una desviación positiva en la lectura del instrumento. Cuanto menor sea el rango del instrumento, mayor será el porcentaje de error de este desplazamiento.
  

• Con los presostatos ocurre lo contrario. A medida que aumenta la temperatura, la acumulación de presión disminuye la cantidad de presión necesaria para accionar el interruptor, disminuyendo el punto de ajuste con el aumento de las temperaturas.

• Los productos digitales como el manómetro digital Ashcroft® 2274 con salidas conmutadas son menos susceptibles a los efectos térmicos del fluido de llenado.

Debido a estos factores, es importante minimizar la cantidad de volumen de relleno en un conjunto de anillo de aislamiento.

Algunos fabricantes utilizan un "poste de portería" para montar varios instrumentos en un anillo de aislamiento o junta de diafragma. Sin embargo, el gran volumen interno de estos accesorios "goalpost" introduce un error de temperatura adicional (e innecesario).

En Ashcroft, utilizamos accesorios de bajo volumen con diámetros internos estrechos, que sólo requieren la cantidad mínima de llenado para un ensamblaje. Esto minimiza el error de temperatura debido a la expansión y contracción del fluido de llenado. La Figura 1 a continuación demuestra cómo el ensamblaje utilizando un accesorio de bajo volumen redujo la deriva del punto de ajuste del interruptor en un 36% debido a la temperatura.

Figura 1:Consigna del interruptor/anillo de aislamiento frente a la temperatura. 

Crear un conjunto de instrumentos a medida puede ayudarle a consolidar toda su instrumentación en una sola plataforma. Utilizar un único fabricante que pueda suministrar todos los componentes, ensamblar, probar y calibrar el conjunto como una sola unidad, y garantizar que todo funcione correctamente tiene muchas ventajas. Sobre todo si está seguro de que el fabricante es una fuente fiable y segura de instrumentos rentables y de alta calidad.

Si la persona que le vende los productos no es experta en indicadores o interruptores o no es el fabricante, tiene pocos recursos si algo va mal para saber quién es el culpable. Sin embargo, que todos los componentes sean fabricados y ensamblados por el mismo fabricante puede agilizar la resolución de problemas.

Consejos para el diseño de conjuntos de instrumentos.

Al diseñar su montaje:

• Minimizar el número de accesorios utilizados para construir conjuntos. Ashcroft lo hace mediante el uso de accesorios personalizados hechos para que coincida con las conexiones existentes suministradas con nuestra instrumentación.
• No mezcle y combine tamaños de conexión. Mantener la coherencia minimiza la necesidad de accesorios adicionales.
• Disminuyen la torsión/fuerza sobre la tubería o el anillo de aislamiento. Las tes de instrumentos más pequeñas y compactas minimizan la posibilidad de rotura durante el transporte o la construcción en plantas de tratamiento de agua.
• Elija la orientación y el ajuste correctos de las conexiones. ¿Cómo quiere que encaje en su sistema? Tenga en cuenta la presencia de otras válvulas/tuberías alrededor del conjunto para que no interfieran con las conexiones eléctricas, válvulas, caudalímetros, etc. Proporcionamos a los clientes planos dimensionales y modelos en 3D para que puedan garantizar un ajuste correcto.
• Piensa en las diferentes conexiones de los manómetros. Los codos ayudan a colocar tuberías verticales para que los instrumentos puedan leerse en posición vertical. Considere la posibilidad de utilizar conexiones distintas de la conexión de proceso inferior común (a las 6 en punto) en los manómetros.
• Tenga en cuenta la compatibilidad de los materiales y a qué estará expuesto el anillo de aislamiento. Asegúrese de seleccionar los materiales adecuados para prolongar la vida útil de sus productos. 
• Considere certificaciones adicionales. Los certificados de calibración proporcionan un registro trazable de la precisión del conjunto, mientras que las pruebas hidrostáticas comprueban cualquier pérdida de presión causada por fugas.
• Vaya más allá de las conexiones de proceso de las 6 en punto. Ashcroft ofrece posiciones a las 3 en punto, 9 en punto y 12 en punto para ubicaciones opcionales de conexión a proceso para asegurar que el instrumento esté en posición vertical.
  
• Instalar válvulas de aislamiento aguas arriba del conjunto instrumento/sello para la prueba de sobrepresión hidrostática en la puesta en marcha para proteger los instrumentos del procedimiento de alta sobrepresión.
• Utilice materiales compatibles. Asegúrese de que el instrumento y los anillos de aislamiento sean compatibles. 

¿Quiere saber más? 

Ahora que comprende mejor cómo utilizar los anillos de aislamiento en el sector del agua y las aguas residuales, está en el buen camino para garantizar aplicaciones más seguras y precisas. Para profundizar un poco más, consulte estos recursos adicionales:

• Guía del experto en ensamblaje de instrumentos (seminario web)
• Cómo optimizar los instrumentos de control del agua y las aguas residuales

No dude en contacte con nosotros con cualquier pregunta o duda. Nuestros expertos en el sector pueden ayudarle a retomar el camino. Mientras tanto, usted puede obtener más información sobre materiales compatibles en nuestra guía de Instrumentación de presión y temperatura para aplicaciones de agua y aguas residuales.