¿Cuándo utilizaría un dispositivo de amortiguación con junta de diafragma?

Un dispositivo amortiguador, como un amortiguador de presión o amortiguador de pulsaciones, puede ser recomendable utilizarlo junto con un sello de diafragma cuando las pulsaciones, los picos o las oscilaciones de presión en el proceso puedan dañar el instrumento de presión o dificultar la interpretación de sus lecturas.

En aplicaciones de proceso exigentes, los sellos de diafragma, también denominados aisladores, protegen a los instrumentos de presión frente a medios corrosivos, sustancias abrasivas y partículas de gran tamaño. Sin embargo, es posible que el conjunto necesite protección adicional cuando la aplicación implique además fluctuaciones de presión intensas. En estos casos, un dispositivo amortiguador puede limitar dichas fluctuaciones antes de que lleguen al instrumento, lo que contribuye a estabilizar las lecturas, reducir el desgaste de los componentes internos y prolongar la vida útil del instrumento.

Lee este artículo para descubrir por qué puede ser necesario controlar las pulsaciones en un sello de diafragma, cómo funcionan los distintos dispositivos y qué aspectos hay que tener en cuenta a la hora de elegir uno.

¿Cómo protege un dispositivo amortiguador a un instrumento de presión?

Los dispositivos amortiguadores limitan los cambios bruscos de presión antes de que lleguen al instrumento.

Las pulsaciones de presión pueden presentarse como picos de baja frecuencia y alta amplitud (ciclos largos y continuos) o como picos de alta frecuencia y baja amplitud (ciclos cortos y rápidos). La exposición de un manómetro a estas fluctuaciones de presión puede provocar:

• Lecturas deficientes o inestables
• Desgaste significativo de los componentes internos
• Reducción de la vida útil del instrumento
• Pérdida total de la funcionalidad del instrumento

En un caso extremo, las pulsaciones dañaron un manómetro de tal manera que se proyectaron virutas de metal a través del orificio de la carcasa y la esfera del manómetro.

Los amortiguadores de presión y los amortiguadores de pulsaciones contrarrestan las fluctuaciones transmitidas a través de los medios de proceso. Las vibraciones mecánicas que se propagan a través de los equipos, las tuberías o el punto de montaje pueden requerir otras medidas de protección, como el relleno de líquido, un mecanismo de manómetro amortiguado o un montaje a distancia.

¿En qué aplicaciones puede ser necesario utilizar un sello de diafragma y un sistema de control de pulsaciones?

Hay muchas aplicaciones en las que puede ser necesario utilizar tanto un sello de diafragma como un dispositivo de amortiguación para proteger los instrumentos y el proceso. Algunos ejemplos son:

• Sistemas de bombeo 

• Integradores de sistemas, fabricantes de plataformas modulares y fabricantes de bombas

• Plantas químicas, instalaciones de tratamiento de aguas y refinerías 

Dado que las bombas y las válvulas pueden generar pulsaciones, picos de presión y picos de corriente, para seleccionar la protección adecuada es necesario conocer los fluidos del proceso, el comportamiento de la presión, la configuración de los instrumentos y el tiempo de respuesta requerido.

¿Qué tipos de dispositivos de control de pulsaciones se pueden utilizar con los sellos de diafragma?

Existen varios amortiguadores de presión, amortiguadores de pulsaciones y dispositivos de restricción para diferentes condiciones de proceso y requisitos de medición. A continuación, explicamos con más detalle cómo funcionan: 

Un amortiguador de presión sinterizado o filtrado ralentiza la variación de presión a través de un disco metálico poroso.

El disco amortiguador de presión Ashcroft® 1112 actúa como una restricción controlada, pero esta acción de filtrado también ralentiza la respuesta del instrumento a los cambios de presión. Al utilizar este diseño con un sello de diafragma, asegúrese de que la porosidad sea adecuada para el fluido de relleno. Algunas porosidades están diseñadas para aire limpio o agua y pueden resultar demasiado restrictivas para fluidos a base de aceite.

Figura 1: Amortiguador de presión Ashcroft 1112

Un amortiguador de tipo pistón limita las pulsaciones mediante un pistón móvil y un orificio de tamaño determinado.

El amortiguador de pulsaciones Ashcroft® 1106 incluye cinco tamaños de orificios, lo que permite adaptar la restricción a cada aplicación. A medida que varía la presión, el pistón se desplaza dentro de su cámara y ayuda a mantener el conducto libre de partículas. Este diseño autolimpiante puede instalarse tanto en posición vertical como horizontal.

Figura 2: Amortiguador de pulsaciones Ashcroft 1106

Un amortiguador de presión ajustable puede abrirse o apretarse para proporcionar el nivel deseado de control de las pulsaciones.

Un diseño como el amortiguador de presión Ashcroft® PD02 puede abrirse mientras se llena y se calibra el conjunto del sello de diafragma, para luego apretarlo y establecer la restricción necesaria.

El ajuste del amortiguador modifica el volumen interno del sistema, lo que puede afectar a la precisión en rangos de presión más reducidos. Si el instrumento permite ajustar el cero y el rango, este efecto puede corregirse durante la calibración. De lo contrario, debe tenerse en cuenta cuando se realicen mediciones precisas o se traten de puntos de consigna de interruptores de presión.

Figura 3: Amortiguador de presión Ashcroft PD02

Las válvulas de estrangulamiento y los tornillos de estrangulamiento también pueden limitar las pulsaciones, pero pueden plantear dificultades cuando se utilizan con conjuntos de sellos de diafragma. Al igual que el amortiguador de presión, una válvula de estrangulamiento puede abrirse durante el llenado y, a continuación, ajustarse para controlar las fluctuaciones de presión. Sin embargo, cada ajuste modifica el volumen interno del conjunto y puede afectar a la precisión, al tiempo de respuesta o a los puntos de conmutación. Por este motivo, debe evaluarse su efecto sobre el sistema completo.

Figura 4: Válvula de mariposa Ashcroft 7001

Los tornillos reguladores y los tapones se suelen instalar en las conexiones de los manómetros para minimizar las pulsaciones. Ashcroft suele utilizarlos con manómetros de bajo rango de presión, manómetros rellenos de líquido y manómetros contecnología« PLUS!™».

Sin embargo, la pequeña abertura puede impedir que el líquido de llenado expulse el aire atrapado del conjunto del sello de diafragma. Por ello, normalmente se prescinde del tornillo regulador. Cuando se prevén fluctuaciones de presión, puede ser necesario utilizar en su lugar un amortiguador externo.

¿Por qué es importante el control de la pulsación cuando un conjunto incluye un manómetro y un interruptor?

La incorporación de un control de pulsaciones puede ayudar a proteger ambos instrumentos cuando un manómetro y un presostato comparten el mismo conjunto de sellado de diafragma.

El manómetro puede contar con un mecanismo amortiguado o una carcasa llena de líquido que ayude a estabilizar su aguja. Sin embargo, estas características no protegen el presostato. La instalación de un amortiguador de presión o de pulsaciones antes de ambos instrumentos reduce las fluctuaciones que afectan a todo el conjunto.

Figura 5: Conjunto de sello de diafragma con manómetro, presostato y dispositivo de control de pulsaciones.

¿Cómo se elige el dispositivo de amortiguación adecuado para un conjunto de sello de diafragma?

La solución adecuada debe reducir las fluctuaciones de presión perjudiciales sin ralentizar la respuesta del instrumento más de lo que la aplicación pueda tolerar. Una restricción insuficiente podría permitir que las pulsaciones dañinas llegaran al instrumento. Una restricción excesiva podría impedir que el instrumento responda con la rapidez suficiente a los cambios de presión legítimos.

Ten en cuenta los siguientes factores:

• Comportamiento ante la presión: Determina la frecuencia y la amplitud de la pulsación y si el sistema sufre picos o oscilaciones bruscas.
• Tiempo de respuesta requerido: Ten en cuenta la rapidez con la que el instrumento debe responder a un cambio en la presión del proceso.
• Fluido de llenado: Comprueba que la resistencia al flujo o la porosidad sean adecuadas para el fluido de llenado del sello de diafragma.
• Rango de presión: Hay que tener en cuenta si los cambios en el volumen interno podrían afectar a la precisión en rangos de presión más reducidos.
• Configuración de los instrumentos: Hay que tener en cuenta todos los instrumentos conectados al conjunto, especialmente cuando un manómetro y un interruptor comparten el mismo sello de diafragma.

El sello de diafragma, el fluido de relleno, la restricción seleccionada, el rango de presión y los instrumentos conectados deben evaluarse como un único sistema de medición completo.

Más información sobre cómo proteger los conjuntos de sellos de diafragma

Un sello de diafragma protege a un instrumento de presión frente a medios de proceso agresivos, mientras que un amortiguador de presión o un amortiguador de pulsaciones reduce los efectos de las pulsaciones, los picos y las oscilaciones de presión. Las aplicaciones en las que se dan estas condiciones simultáneamente pueden requerir ambos tipos de protección.

Consulta los recursos relacionados que figuran a continuación o ponte en contacto con nosotrossi necesitas ayuda para determinar si tu conjunto de sello de diafragma requiere protección adicional contra las pulsaciones.

Mientras tanto, descarga nuestra guía para encontrar el conjunto de instrumentos más adecuado a tus necesidades específicas.