Cuándo NO utilizar un anillo de aislamiento

Los anillos de aislamiento son dispositivos muy eficaces que protegen los instrumentos a presión de la obstrucción por contaminantes y la corrosión en varias industrias. Sin embargo, hay ciertas circunstancias en las que se recomiendan métodos alternativos de aislamiento de instrumentos.

Como líder mundial en instrumentación de presión y temperatura, los clientes confían en la profundidad y amplitud de nuestra experiencia para educarles y guiarles a través del proceso de búsqueda de las mejores soluciones para sus necesidades específicas. En este artículo, aprenderá por qué los anillos de aislamiento son una buena opción para varios tipos muy específicos de aplicaciones, pero no serían recomendables para otras. 

A medida que lea, busque enlaces a recursos que puedan ayudarle a obtener información adicional para profundizar sus conocimientos sobre este tema concreto.

Dónde son más eficaces los anillos de aislamiento

Anillos de aislamientoque se utilizan normalmente en aplicaciones de agua/aguas residuales, minería y plantas de pulpa/papel, hacen un gran trabajo evitando atascos. Esto es especialmente cierto para estas industrias porque todas tienen tres factores comunes:

• La consistencia del proceso es viscosa y/o tiene grandes partículas moviéndose a través de la tubería
• La presión tiende a ser inferior a 160 psi
• La temperatura suele ser razonable, a menudo a temperatura ambiente

En este tipo de sistemas, se pueden montar uno o varios instrumentos en los anillos de aislamiento, que se instalan en línea con las tuberías. El diámetro interior del anillo de aislamiento tiene un revestimiento que permite que la presión de la tubería se desvíe y desplace un fluido de relleno (normalmente silicona) para accionar el instrumento o instrumentos.

Figura 1. 

Limitaciones del anillo de aislamiento

Aunque los anillos de aislamiento están diseñados para evitar atascos, hay varios casos en los que este tipo de aislante no será eficaz. He aquí los tres principales:

1. Aplicaciones con productos químicos agresivos

Los anillos de aislamiento tienen una resistencia química limitada. Constan de dos componentes que entran en contacto con el proceso: el revestimiento y las placas extremas. Los revestimientos están restringidos a materiales no metálicos solamente, tales como PTFE, Viton, Buna, EPDM y Caucho Natural, ofrecidos por Ashcroft. Las placas finales, típicamente hechas de acero inoxidable o acero al carbono pintado, también están disponibles en plásticos como Acetal, CPVC, PTFE o PVDF.

Aunque estos materiales ofrecen cierta resistencia a los productos químicos, superar las opciones enumeradas anteriormente resulta difícil y caro.

Las juntas de diafragma suelen ser más adecuadas para aplicaciones en las que intervienen productos químicos agresivos, ya que pueden fabricarse con una mayor variedad de materiales con una mayor resistencia a los medios agresivos. Estos materiales incluyen opciones metálicas y no metálicas como Hastelloy C276, titanio, tantalio, Monel y Hastelloy B.

2. Aplicaciones con tubos extra grandes

Las ventajas de utilizar anillos de aislamiento frente a las juntas de diafragma tradicionales pueden ser significativas, especialmente desde el punto de vista del mantenimiento. La robustez de los elementos de detección y el diseño de paso de caudal minimizan la atención de mantenimiento necesaria para que los instrumentos funcionen sin problemas. Sin embargo, estas ventajas pueden verse rápidamente contrarrestadas y superadas en sistemas con tuberías de mayor tamaño.

Los aspectos negativos asociados a los anillos de aislamiento más grandes (más de 14 pulgadas) incluyen:

• Coste del anillo de aislamiento. A medida que aumenta el tamaño del anillo de aislamiento, también lo hace la cantidad de material necesario, lo que conlleva mayores costes. Y lo que es más importante, los anillos de mayor tamaño no se suelen comprar, por lo que es necesario adquirir componentes más especializados, lo que eleva aún más el precio y alarga el plazo de entrega.
  
  
• Material, clase de brida y limitaciones de diseño. Dado que el volumen es menor, la probabilidad de que se disponga de materiales distintos del 316L o el acero al carbono es menor. Oblea sólo alcanzan 20 pulgadas, por lo que a partir de ese tamaño se está limitado a atornillado atornillables.
  
  
• Coste de instalación y de reparación/sustitución. A medida que aumentan los tamaños de las tuberías, los costes de instalación se hacen más elevados, necesitando a menudo cuadrillas y equipos pesados. Cuando las configuraciones de los instrumentos requieren reparación o sustitución, estos gastos de instalación/retirada se repiten.
  
  Para reducir estos costos, se puede utilizar una conexión de seguridad de remoción como la Cierre rápido de seguridad Ashcroft® (SQR)que permite que los instrumentos sean reparados o reemplazados sin separar el anillo de la tubería. Sin embargo, eventualmente, el anillo mismo necesitará ser reemplazado, y eso implicará un esfuerzo y costo considerables.
  
  
• Coste y problemas de transporte. El objetivo principal de estos conjuntos es integrar instrumentos como transmisores/transductores, manómetros e interruptores en sistemas de tuberías. Estos instrumentos son intrínsecamente delicados, ya que están cuidadosamente medidos y calibrados, y suelen pesar sólo unos pocos kilos. Transportarlos sujetos a un anillo de aislamiento de 25 libras puede ser todo un reto. Aunque el SQR permite enviar estos componentes por separado, lo que ayuda a proteger los instrumentos, no todos los fabricantes ofrecen esta posibilidad.

Se pueden utilizar otras estrategias para aislar los instrumentos en estos sistemas de tuberías más grandes:

• Derive la tubería principal con una conexión de brida de tubería de 3 pulgadas e instale una junta de brida enrasada. El diafragma grande maneja las presiones muy bajas (o puntos de ajuste bajos en un interruptor) y la construcción acomoda presiones más altas dependiendo de la brida de clase que se conecta al sistema de tuberías.
  
  
• Utilizar un junta de diafragma embridada con una conexión de lavado (disponible en ¼, ½, simple o doble) que permita el lavado periódico en caso necesario.
  
  
• Considere la posibilidad de un sello de silla de montar diafragma. Se caracterizan por una carcasa inferior soldada directamente a la tubería y una carcasa superior atornillada a la sección inferior, lo que garantiza que el diafragma quede alineado a ras con el diámetro interior de la tubería. Este diseño reduce las cavidades y simplifica la extracción, sustitución o reparación.

3. Aplicaciones de alta presión y presión extremadamente baja

El diseño de un anillo de aislamiento está pensado para lodos pesados con presiones inferiores a 200 psi. Las presiones superiores, especialmente cuando se utiliza gas o aire, pueden plantear problemas de contención con los anillos de aislamiento. Esta situación suele producirse durante las pruebas en banco antes de la instalación y no durante la aplicación real.

Calibrar instrumentos con intervalos de presión inferiores a 15 psi puede resultar complicado. Esto es especialmente cierto en el caso de los presostatos con puntos de ajuste inferiores a 6 psi. En estos casos, es posible que estos instrumentos no funcionen de forma fiable sobre el terreno, aunque estén calibrados por el fabricante. Los intervalos y puntos de ajuste de baja presión exigen un esfuerzo de proceso suficiente para que el instrumento funcione correctamente y también son vulnerables a factores como las variaciones de temperatura. 

Cuando se trata de presiones altas o extremadamente bajas, las juntas tradicionales (de brida, de collarín o roscadas) son soluciones más eficaces porque pueden adaptarse a aplicaciones específicas. Por ejemplo:

• Los diseños tradicionales de juntas de diafragma son más adecuados para presiones superiores a 1000 psi y, en algunos casos, de hasta 10.000 psi.
• Diafragmas de Viton: Proporcionan flexibilidad para instrumentos con vanos de baja presión.
• Juntas de alto desplazamiento: Utilice diafragmas más grandes para desplazar más fluido de llenado.

También hay muchos casos en los que los proyectos exigen presostatos en anillos de aislamiento que requieren puntos de ajuste tan bajos como 1 psi. Los anillos de aislamiento no son tan sensibles como los conjuntos de sellado de diafragma y los presostatos mecánicos no funcionan de forma fiable con puntos de ajuste tan bajos. 

En resumen, los anillos de aislamiento tienen diseños de paso de caudal increíblemente duraderos que pueden proteger eficazmente sus instrumentos en las circunstancias adecuadas. Sin embargo, si la instalación está expuesta a productos químicos agresivos, altas presiones (superiores a 200 psi), bajas presiones (tramos inferiores a 15, puntos de ajuste inferiores a 6 psi) o si se instalan en tuberías de más de 14 pulgadas, puede ser mejor considerar un diseño de junta de diafragma tradicional.

En mi experiencia, siempre sería mejor consultar al fabricante de los instrumentos, así como al fabricante del dispositivo de aislamiento, para saber qué configuración funcionaría mejor cuando se presiona sobre cualquiera de estos parámetros. 

¿Quiere saber más?

Ahora que conoce mejor las ventajas y las limitaciones de los anillos de aislamiento, quizá desee recabar más información sobre el tema. Los siguientes recursos pueden ser de interés: 

• Razones para utilizar un anillo de aislamiento o una junta de diafragma
• Prácticas recomendadas para la instalación de juntas de diafragma embridadas
• Cuándo utilizar un conjunto de instrumentos soldados

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