¿Es seguro su manómetro para aplicaciones químicas?

En los procesos químicos y petroquímicos, un manómetro solo es seguro cuando se adapta adecuadamente a los medios del proceso, las condiciones de temperatura, la exposición ambiental y las presiones de funcionamiento. La elección de un manómetro inadecuado puede dar lugar a mediciones inexactas, fallos en los instrumentos, paradas del proceso, incidentes medioambientales y posibles riesgos para la seguridad del personal.

Ashcroft lleva más de 170 años diseñando soluciones de medición de presión y temperatura y cuenta con una amplia experiencia en ayudar a los usuarios a proteger sus instrumentos en entornos de proceso exigentes.

En este artículo, descubrirás los factores clave que determinan si un manómetro es apto para aplicaciones químicas, entre los que se incluyen la compatibilidad de los materiales, los límites de temperatura, la protección contra la entrada de partículas, la protección contra sobrepresión y la resistencia a las vibraciones.

¿Cómo puede un manómetro garantizar la seguridad en procesos químicos peligrosos?

Un manómetro puede utilizarse con seguridad en procesos químicos peligrosos cuando está diseñado para resistir materiales tóxicos o corrosivos, la exposición ambiental, temperaturas extremas y las tensiones derivadas de la presión. Estos factores pueden afectar significativamente al rendimiento y la vida útil del manómetro si no se tienen en cuenta a la hora de seleccionar el instrumento.

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) define una sustancia química tóxica como cualquier sustancia que pueda ser perjudicial para el medio ambiente o peligrosa para la salud humana si se inhala, se ingiere o se absorbe a través de la piel. En las instalaciones químicas y petroquímicas, estas sustancias pueden incluir agentes corrosivos, reactivos, oxidantes, tóxicos o cancerígenos que se utilizan para transformar las materias primas en productos acabados.

Dado que estos materiales pueden dañar los instrumentos y suponer un riesgo para la seguridad si no se contienen adecuadamente, es necesario evaluar los manómetros en función de cinco factores fundamentales:

1. Corrosión y compatibilidad de los materiales en contacto con el fluido
2. Límites de temperatura
3. Índice de protección contra la entrada de agua y polvo (IP)
4. Sobrepresión y picos de presión
5. Pulsaciones y vibraciones

¿Cómo se evitan los daños por corrosión en las aplicaciones de manómetros para productos químicos?

La prevención de la corrosión comienza por la selección de materiales en contacto con el medio que sean compatibles con los fluidos del proceso.

La corrosión es una de las principales causas de avería de los manómetros en aplicaciones químicas y petroquímicas. Los fluidos de proceso incompatibles pueden provocar fugas, averías en los instrumentos y graves riesgos para la seguridad de los operarios y el medio ambiente.

Para evitar daños relacionados con la corrosión, debe asegurarse de que los componentes en contacto con el fluido del manómetro sean compatibles con el medio del proceso. En un manómetro de proceso, el elemento sensor —como el sistema de tubo de Bourdon—, el casquillo y la punta entran en contacto con el proceso y deben ser compatibles con la sustancia química que se está midiendo.

A la hora de seleccionar los materiales, se debe tener en cuenta lo siguiente:

• Composición de los medios de proceso
• Concentración química
• Temperatura del proceso
• Condiciones de funcionamiento

La figura 1 muestra los componentes en contacto con el fluido del manómetro Ashcroft® 1279 Duragauge®, diseñado para garantizar la seguridad y la fiabilidad en aplicaciones exigentes. No obstante, independientemente del manómetro que se elija, siempre debe verificarse la compatibilidad de los materiales con los requisitos específicos del proceso.

Figura 1. Materiales en contacto con el fluido del Ashcroft® 1279 Duragauge®

¿Y si no hay ningún material en contacto con el líquido que sea compatible?

Si no se dispone de un material en contacto con el fluido adecuado, un sello de diafragma o un aislador pueden ayudar a proteger el manómetro contra los daños causados por la corrosión.

Un sello de diafragma aísla el instrumento del proceso sin dejar de transmitir la presión con precisión, lo que contribuye a prolongar la vida útil del instrumento en aplicaciones corrosivas.

Cuando se utiliza un sello de diafragma, los componentes en contacto con el fluido son el diafragma y la carcasa inferior (si procede). Estos materiales también deben ser compatibles con los medios del proceso.

Para obtener más información sobre la compatibilidad de los materiales, consulte el Guía de selección de materiales y corrosión de Ashcroft®. También puedes descargar el Guía completa para el montaje de instrumentos a presión para obtener más información sobre cada una de las opciones de montaje de los conjuntos de manómetros.

¿Cómo afectan los límites de temperatura a la seguridad de los manómetros?

Los manómetros deben funcionar dentro de los límites de temperatura especificados para garantizar su precisión, fiabilidad y seguridad. Cada manómetro tiene unos límites de temperatura definidos para el proceso, la temperatura ambiente y el almacenamiento. El funcionamiento fuera de estos límites puede dañar los componentes internos, reducir la precisión y acortar la vida útil del instrumento.

Por ejemplo:

• Los manómetros de seco suelen ser adecuados para temperaturas ambiente inferiores a 200 °F (93 °C).
• Las temperaturas de proceso para los manómetros de seco suelen oscilar entre -20 °F (-29 °C) y 250 °F (121 °C).
• Los manómetros rellenos de líquido suelen ser adecuados para temperaturas ambiente de hasta 66 °C (150 °F).

El siguiente gráfico muestra los límites de temperatura ambiente, de proceso y de almacenamiento para los manómetros, en función de su diseño.

Figura 2. Límites de temperatura del Ashcroft® 1279 Duragauge®

¿Qué se puede hacer cuando las temperaturas del proceso superan los límites indicados en los manómetros?

Existen varias opciones que pueden ayudar a proteger los manómetros de temperaturas excesivas y a mantener la integridad de los instrumentos.

Utiliza un disipador de calor

Los disipadores de temperatura reducen la cantidad de calor que se transmite del proceso al instrumento. Algunos ejemplos son:

• Sifones MicroTube™ para temperaturas de proceso de hasta 800 °F (427 °C)
• Sifones con aletas para temperaturas de proceso de hasta 700 °F (371 °C)
• Sifones de vapor para aplicaciones de vapor a presión

Instala el indicador de forma remota

El uso de un tubo capilar permite instalar el instrumento lejos del proceso, lo que reduce la exposición a temperaturas altas o bajas.

Utilice un conjunto de sellado de diafragma

Un sello de diafragma utilizado junto con un disipador de calor puede ofrecer una protección adicional en aplicaciones a altas temperaturas.

Para obtener más información, consulta: ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento de los manómetros?

¿Por qué es importante el índice de protección IP en los manómetros que se utilizan en exteriores?

El índice de protección IP determina el grado de resistencia de la carcasa de un manómetro frente a la entrada de polvo y humedad.

A la hora de seleccionar instrumentos para uso en exteriores, es importante tener en cuenta las condiciones ambientales a las que estará expuesto el medidor. La lluvia, los lavados con agua a presión, la humedad y los contaminantes presentes en el aire pueden afectar al rendimiento del instrumento si la carcasa no está debidamente sellada.

El índice de protección contra la entrada de partículas (IP) de dos dígitos de un manómetro indica su capacidad para resistir la entrada de sólidos y líquidos.

Para aplicaciones en exteriores, los medidores con índices de protección como IP65 o IP66 suelen ofrecer una mayor protección contra la entrada de humedad que las alternativas con índices más bajos. Los medidores con índices más bajos, como el IP54, pueden ser mássusceptibles a la entrada de agua procedente de la lluvia o de los lavados a presión. Elegir el diseño de carcasa adecuado ayuda a prevenir daños y garantiza la fiabilidad a largo plazo en entornos hostiles.

Figura 3. Tabla de clasificaciones IP

¿Cómo pueden los picos de presión y la sobrepresión dañar un manómetro?

Los picos de presión y las condiciones de sobrepresión pueden reducir la precisión, dañar los componentes internos o provocar el fallo del manómetro. La sobrepresión se produce cuando la presión del proceso supera el rango de fondo de escala del manómetro. Una presión excesiva puede deformar o romper el tubo de Bourdon, lo que provocaría daños permanentes y la pérdida de precisión en la medición.

La presión de prueba suele situarse entre el 130 % y el 150 % del rango del manómetro y no debe superarse si se desea mantener la integridad del mismo. Consulte siempre las especificaciones del fabricante para determinar los límites de funcionamiento permitidos del instrumento.

¿Cómo se puede proteger un manómetro contra la sobrepresión?

Existen varias opciones que pueden ayudar a reducir el riesgo de daños por sobrepresión.

• Una válvula limitadora de presión está diseñada para limitar la presión a un valor predeterminado y solo se vuelve a abrir cuando la presión vuelve a situarse dentro de un rango aceptable. Esto ayuda a evitar daños en el manómetro, al tiempo que se garantiza la seguridad del sistema.

• Una parada interna por sobrecarga puede aumentar la capacidad de presión de prueba y ofrecer una protección adicional durante picos de presión temporales.
  

• Un manómetro con parte frontal rígida y parte trasera de alivio de presión ayuda a desviar la presión de la parte delantera del instrumento en caso de avería, lo que mejora la seguridad del operario.

¿Cómo afectan las pulsaciones y las vibraciones al rendimiento de los manómetros?

Las pulsaciones y vibraciones excesivas pueden acortar la vida útil del manómetro, reducir su legibilidad y dañar los componentes internos. Las fluctuaciones de presión en bombas, compresores y otros equipos de procesamiento pueden provocar oscilaciones en la aguja y un desgaste excesivo del mecanismo del manómetro. Las vibraciones se dividen generalmente en dos categorías:

• Las vibraciones de alta frecuencia , que suelen provocarel aleteo de la aguja,daños localizados en los dientes de los engranajes yuna menor legibilidad

• Las vibraciones de baja frecuencia y alta amplitud, que suelen provocarun desgastegeneralizadode los dientes de los engranajes, aumentan la tensión en el tubo de Bourdon y reducen la vida útil del instrumento.

Como norma general, se debe considerar la adopción de medidas correctivas siempre que el desplazamiento del indicador supere aproximadamente el 5 % del rango de fondo de escala.

¿Cómo se pueden reducir los efectos de las pulsaciones y las vibraciones?

Existen varias soluciones que pueden mejorar el rendimiento y la durabilidad de los medidores en aplicaciones dinámicas.

• Utiliza un manómetro con líquido. Estos manómetros utilizan silicona, glicerina o halocarbonos como líquido de relleno para amortiguar el movimiento de la aguja y mejorar la legibilidad.

  • Si se prefiere un manómetro seco, el Ashcroft® Duragauge® con tecnología PLUS!™ está diseñado para amortiguar las pulsaciones y las vibraciones sin necesidad de líquido de relleno.
    
    

• Limitar el flujo del proceso. Es posible reducir las fluctuaciones de presión antes de que lleguen al instrumento utilizando accesorios como:

  • Amortiguadores de pulsaciones

  • Válvulas de aguja de acero

  • Sellos de diafragma

• Instale el instrumento lejos de la fuente de vibraciones. Se puede utilizar un tubo capilar, disponible en longitudes de hasta 30 metros, para montar el manómetro a distancia y reducir la exposición a las vibraciones del proceso y a los golpes mecánicos.

Puntos clave

• La compatibilidad de los materiales, el rango de temperaturas, la protección medioambiental, la resistencia a la sobrepresión y el comportamiento frente a las vibraciones son los factores principales que determinan si un manómetro es adecuado para su uso en aplicaciones químicas.
  
  

• Al tener en cuenta estos factores a la hora de seleccionar los instrumentos, se puede mejorar la fiabilidad de las mediciones, prolongar la vida útil de los instrumentos y contribuir a un funcionamiento más seguro en procesos químicos y petroquímicos exigentes.

¿Quiere saber más?

Ahora que conoce mejor los factores de seguridad que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un manómetro para aplicaciones químicas y petroquímicas, puede utilizar esta información para tomar una decisión más fundamentada sobre la instrumentación. Si tiene alguna duda, póngase en contacto con nosotros para hablar con un experto de Ashcroft o consulte los recursos adicionales que se indican a continuación. 

Mientras tanto, descargue nuestra guía de soluciones para obtener más información sobre las aplicaciones habituales y los factores que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar instrumentos de presión y temperatura para procesos químicos y petroquímicos.