Presión: Criterios de selección de Manómetros

16 Octubre 2009

 

A la hora de seleccionar un indicador de presión local para cualquier línea de proceso o equipo en general, el primer criterio que nos viene a la mente es que el rango del instrumento seleccionado sea el adecuado según la presión de operación que se desea medir, sin embargo hay mucho más que se debe considerar para una correcta elección.

Siendo el instrumento local más empleado para medición de presión en ambientes industriales, el manómetro con sistema de deflexión basado en el Tubo de Bourdon debe ser correctamente especificado para no tener complicaciones con los resultados obtenidos de su empleo. Si bien es cierto que la presión que se desea medir debe ser tal que se pueda leer en el manómetro, la simple especificación del rango no lo es todo, ya que se debe considerar para obtener la mejor lectura que la presión a la que va ha operar el manómetro sea tal que se encuentre en los 2 cuartos medios de la escala total, es decir, si dividimos la escala del manómetro en cuatro secciones, la presión normal de trabajo debe estar en la segunda o tercera sección, mientras más próximo al valor medio de la escala mejor. Además la presión de trabajo máxima no debe exceder el 75% del rango de deflexión de la escala. El error de no seleccionar un manómetro dentro de estos criterios podría resultar finalmente en falla por fatiga del tubo de Bourdon.

Además del rango, la resolución del manómetro debe ser especificada, esto es la mínima división visible para la lectura de la presión, si esta lectura tiene una importancia elevada, se deberán considerar divisiones de menor valor y en mayor número.

Ahora la exactitud dependerá del Grado especificado para el instrumento según el ASME B40.100, teniendo como consideración estándar para mediciones en procesos el Grado 2A, que establece un error máximo de 0.5% del span.

Teniendo como punto de partida que ya tenemos un rango, resolución y exactitud especificados, lo siguiente a considerar es el nivel de temperatura al cual estará sujeto un manómetro. La exactitud de este será afectada aproximadamente en 1.5% por cada 100°F. Si bien los manómetros con uniones soldadas podrían soportar hasta poco más de 500°F, esto sería solo por periodos cortos antes de presentar una ruptura, además otras partes del manómetro podrían con anterioridad ser destruidas y la calibración perderse. Dado que no se estila soldar un instrumento a la línea o equipo por el coste que esto implicaría en su reemplazo o mantenimiento, los tubos sifones son la solución para aplicaciones de temperaturas elevadas, estos van acoplados a los manómetros u otros instrumentos de presión, cuando éstos deben ser instalados en líneas cuya temperatura supera el límite de temperatura de operación del instrumento. Los sifones tienen una sección curva en la cual queda retenido el líquido, enfriándose y produciendo una caída de temperatura, esta caída de temperatura debe ser tal que al medir la temperatura del fluido después de su paso por el sifón esta no exceda la temperatura de operación del instrumento acoplado (generalmente de 150 °F para manómetros de conexión roscada).

Ahora si se tiene que el manómetro va ha ser empleado en una línea o equipo que presenta constante vibración, las lecturas incorrectas, el daño y desgaste del sistema de deflexión pueden ser problemas constantes. Para evitarlos se debe incluir como requerimiento que el instrumento tenga líquido de relleno, en general glicerina. Los mismos problemas ocurrirían en aplicaciones con fluido pulsante, aunque aquí la solución es distinta, un amortiguador de pulsación antes del instrumento restringiría el pasaje del fluido del proceso, controlando la transmisión de presión, estabilizando la lectura y evitando el desgaste prematuro del instrumento.

Ya solucionado cualquier inconveniente causado por la temperatura, lo siguiente es considerar el material del Tubo de Bourdon según que tan corrosivo pueda ser el producto al que este se va ha exponer, hay disponibles para ello una amplia variedad de materiales tales como latón, bronce fosforado, acero inoxidable, monel e inconel. Si no se dispone del material correcto, podría requerirse del uso de un sello de diafragma para proteger el sistema contra el fluido del proceso.

Finalmente ya que el instrumento de indicación local debe tener una construcción acorde al ambiente industrial al que va ha estar expuesto, es imprescindible tomar en cuenta el material de la carcaza, así es posible considerar desde cajas de fenol negro con ventana de plástico o vidrio, para aplicaciones en que el indicador no se exponga a mucha temperatura; hasta cajas de acero inoxidable con vidrio laminado de seguridad, que soportan la exposición a temperaturas elevadas y ambientes altamente corrosivos; todas ellas están diseñadas con el único fin de extender la vida útil del instrumento.

Para evitar su aplicación incorrecta, hemos visto que los manómetros deben ser seleccionados tomando en cuenta algunas pautas como las sugeridas en este pequeño artículo, pero que sin lugar a dudas dependerá no del instrumento en sí, sino del estudio previo realizado en su selección lograr la máxima eficiencia del trabajo y fiabilidad del instrumento.

Por: Edwin Oblitas S. - Ingeniero Electrónico

 

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José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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