Instituto Tecnológico de Veracruz INGENIERÍA BIOQUÍMICA Dr. Vicente Miguel Díaz de León Santiago Instrumentación y Control
NORMA ISA S20
Contenido
ISA-S20-1981: Formas de Especificación para Instrumentos de Medición y Control, Elementos rimarios y Válvulas de Control para Procesos Propósito Instrucciones para hoja de especificación para instrumentos: Potenciómetro Instrumentos de temperatura (llenados de sistemas) Termopares y Termopozos Sensores de Resistencia de Temperatura Termómetros Bi-metal Instrumentos de Presión Diferencial Placa-orificio y brida Rotámetros Fljiómetro Magnético Flujómetro de Turbina Medidor de Desplazamiento Positivo Instrumentos de Nivel (desplazador o flotador) Instrumentos de Nivel, tipo de capacitancia Vidrio y llave de nivel Trampa y desagüe Instrumentos de Presión Manómetro Interruptor de Presión Válvula de control-Norma ISA S20.50, Rev. 1 Válvula para controlar presión-pilotos y reguladore Reguladores de Temperatura Automático Válvulas de Alivio de Presión Discos de Ruptura Válvulas Solenoides
ISA-S20-1981 Aprobada en el 30 de Octubre de 1981
Standard Formas de Especificación para Instrumentos de Medición y Control, Elementos Primarios y Válvulas de Control para Procesos
Propósito El objetivo de este estándar es promover la uniformidad de datos específicos del instrumento, tanto en el contenido como la forma. A causa de la complejidad de instrumentos de días presentes y mandos es deseable tener algún tipo de forma de especificación para catalogar detalles pertinentes para el empleo por todas las partes interesadas. El empleo general de estas formas por usuarios y fabricantes ofrece muchas ventajas, como catalogado:
1) Ayuda en la preparación de especificación completa listando y proporcionando el espacio para todas las opciones principales descriptivas. 2) Promueve la terminología uniforme. 3) Facilita la cotización, la compra, la recepción, la contabilidad y procedimientos de ordenamiento por la demostración uniforme de información. 4) Proporciona un registro útil permanente y quiere decir para comprobar la instalación. 5) Mejora la eficacia del concepto inicial a la instalación final.
Alcance
Estas formas son requeridas para ayudar al escritor a presentar la información básica. En este sentido son datos específicos "cortos" " o hojas de comprobación " y no pueden incluir todos los datos necesarios de la ingeniería o las definiciones de exigencias de aplicación.
Algunas formas consisten en una hoja primaria y una secundaria (tabulación). La hoja primaria puede ser usada por sí misma para especificar un instrumento solo, mientras que la hoja secundaria se usa para especificar exigencias generales para una serie de instrumentos similares.
El título usado sobre todas las formas es diseñado para permitir al usuario añadir el nombre de la compañía, la posición de planta, la marca de fábrica, o datos específicos de proyecto.
Las formas de especificación incluidas en este estándar son requeridas para cubrir el más comúnmente Instrumento usado. La lista no es un catálogo completo de instrumentos y válvulas de control disponibles. Esto es requerido que formas nuevas serán agregadas con cada revisión general de este estándar.
Una hoja de instrucción es prevista para explicar los términos usados y el procedimiento intencionado. Las instrucciones son clave a la forma en cuanto a los números de línea. El Comité ha reducido al mínimo la dependencia en la hoja de instrucción ya que las formas con frecuencia son reimpresas y usadas sin las instrucciones.
Los datos específicos de instrumento pueden ser preparados por el empleo de Proceso automático de datos (ADP) técnicas. El formato de tales datos específicos puede ser modificado para ser compatible con capacidades de máquina de ADP. Sin embargo, la consistencia general con este Estándar será conservada.
Instrucciones para Hoja de Especificación para Instrumentos Potenciómetro Instrumentos de temperatura (llenados de sistemas) Termopares y Termopozos Sensores de Resistencia de Temperatura Termómetros Bi-metal Instrumentos de Presión Diferencial Placa-orificio y brida Rotámetros Flujómetro Magnético Flujómetro de Turbina Medidor de Desplazamiento Positivo Instrumentos de Nivel (desplazador o flotador) Instrumentos de Nivel, tipo de capacitancia Vidrio y llave de nivel Trampa y desagüe Instrumentos de Presión Manómetro Interruptor de Presión Válvula de control-Norma ISA S20.50, Rev. 1 Válvula para controlar presión-pilotos y reguladore Reguladores de Temperatura Automático Válvulas de Alivio de Presión Discos de Ruptura Válvulas Solenoides
Instrumentos de Recepción e Indicadores
Instrumentos Indicadores: Disponen de un índice y de una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable. Según la amplitud de la escala se divide en indicadores concéntricos y excéntricos. Existen también indicadores digitales que muestran la variable en forma numérica con dígitos.
FORMATO ISA 20.1a
FORMATO ISA 20.2a
Potenciómetro
El Potenciómetro da indicación sobre la posición de la válvula (Figura 5) proporcionando, además, indicación exacta sobre la posición de la válvula a lo largo de su trayectoria o bien de las Barras de Control. La extensión es físicamente conectada a una resistencia variable. Como los movimientos de la extensión son hacia arriba o hacia abajo, la resistencia conectada al circuito cambia, cambiando la cantidad de corriente que fluye en el circuito. La cantidad de corriente es proporcional a la posición de la válvula.
Las fallas de un Potenciómetro indicador de posición de válvula, son normalmente de naturaleza eléctrica. Un corto o un circuito abierto causa que la indicación falle hacia cualquier extremo. Si ocurre un aumento o disminución de la resistencia del potenciómetro, entonces también se presenta indicación de error en la posición de la válvula.
FORMATO ISA 20.10a
Instrumentos de Temperatura (llenados de sistemas)
La medida de temperatura constituye una de las mediciones más comunes y más importantes que se efectúan en los procesos industriales. Las limitaciones del sistema de medida quedan definidas en cada tipo de aplicación por la precisión, por la velocidad de captación de la temperatura, por la distancia entre el elemento de medida y el aparato receptor y por el tipo de instrumento indicador, registrador o controlador necesarios; es importante señalar que es esencial una comprensión clara de los distintos métodos de medida con sus ventajas y desventajas propias para lograr una selección óptima del sistema más adecuado.
Los instrumentos de temperatura utilizan diversos fenómenos que son influidos por la temperatura y entre los cuales figuran:
Variación o en volumen o en estado de los cuerpos (sólidos, líquidos o gases. Variación de resistencia de un conductor (sondas de resistencia). Variación de resistencia de un semiconductor (termistores). f.e.m. creada en la unión de dos metales distintos (termopares). Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo (pirómetros de radiación). Otros fenómenos utilizados en laboratorio _(velocidad del sonido en un gas, frecuencia de resonancia de un cristal, etc.).
De este modo se emplean los instrumentos siguientes:
Termómetros de vidrio. Termómetros bi-metálicos. Elementos primarios de bulbo y capilar rellenos de líquido, gas o vapor. Termopares. Pirómetros de radiación. Termómetros de resistencia. Termómetros ultrasónicos. Termómetros de cristal de cuarzo.
FORMATO ISA 20.11a
Termopares y Termopozos Termopares
Para medir corrientes alternas de alta frecuencia se utilizan medidores que dependen del efecto calorífico de la corriente. En los medidores de termopar se hace pasar la corriente por un hilo fino que calienta la unión del termopar. La electricidad generada por el termopar se mide con un galvanómetro convencional. En los medidores de hilo incandescente la corriente pasa por un hilo fino que se calienta y se estira. El hilo está unido a un puntero móvil que se desplaza por una escala calibrada en amperios.
Termopozos
Es un receptáculo en forma tabular a prueba de presión, diseñado para encerrar y proteger un elemento sensor de temperatura, provisto de rosca exterior u otro medio para conectarse al proceso en forma hermética.
CRITERIOS QUE SE DEBEN TOMAR PARA LA ELECCION DEL TERMOPOZO
Que sea resistente a la temperatura. Acción de gases oxidantes y reductores. Que contengan una conductividad térmica muy alta para hacer una transferencia de energía rápida. Resistente a los cambios bruscos de temperatura. Resistente a los esfuerzos mecánicos. Resistente a la corrosión de vapores ácidos.
FORMATO ISA 20.12a
Detector de Temperatura R es istivo (R TD) La resistencia de ciertos metales cambia con las variaciones de temperatura. Esta característica es básica en la operación de una R TD. La RTD incorpora materiales puros o ciertas aleaciones que aumentan en resistencia con un aumento en la temperatura y, a la inversa, con un decremento en la temperatura, la res is tencia decrece. Los metales s on lo mejor para usarse como sensores RTD s iendo puros , de calidad uniforme estables en ciertos rangos de temperatura y posibilitan la reproducibilidad de lecturas temperaturaresistencia
TERMOMETROS
BIMETALICO
DE VIDRIO
Termómetro bimetalico
Termómetro de vidri o
Este dispositivo mide la temperatura utilizando las diferentes razones de expansión diferencial de dos o mas metales unidos entre s í.
Este dispositivo mide la temperatura basado en la expansión y contracción de un fluí do debido a la temperatura.
S i una tira de dos metales es enrollada en forma de hélice o espiral, fijando una terminal, la otra terminal g ir ará cuando es aplicado calor.
El termómetro de cristal comprende un bulbo de cristal el cual está unido a un tubo capilar.
La deflexión varía directamente con el cambio de temperatura y la longitud de la tira e inversamente con el espesor del material.E l movimiento del elemento helicoidal es transmitido a un puntero o aguja por una flecha. Con objeto de tener una fricción mínima, s e añaden cojinetes y g uías a la flecha. El rango máximo de un termómetro bimetálico es de (-200 C a 500 C), la operación contínua y exactitud en los extremos es limitada (± 1%).
Una escala calibrada es g rabada en el bulbo de cristal, la cual nos dará la lectura de la temperatura. Cuando la temperatura aumenta o dis minuye, el volúmen del fluído en el tubo capilar (generalmente mercurio o alcohol) cambia, causando que el fluído s e expanda o contraig a, forzando el fluído haci a arriba o hacia abajo del tubo capilar.
FORMATO ISA 20.14a
Presión del Diferencial (DP) La medición de nivel por el método de presión diferencial (DP) usa un detector de DP conectado al fondo del tanque que se está monitoreando. Se compara la presión más alta causada por el fluido en el tanque, con una presión de referencia más baja (normalmente atmosférica). Esta comparación tiene lugar en el detector de DP. La figura 9 ilustra un detector típico de presión diferencial conectado a un tanque abierto.
El tanque está abierto a la atmósfera; por consiguiente, es necesario usar sólo la conexión de alta presión (HP) en el transmisor de DP. El lado de baja presión (LP) es venteada a la atmósfera; por consiguiente, el diferencial de presión es la cabeza hidrostática o peso del líquido en el tanque. El nivel máximo que se puede medir con el transmisor DP es determinado por la altura máxima de líquido sobre el transmisor. El nivel mínimo que se puede medir es determinado por el punto dónde el transmisor se conecta al tanque. No todos los tanques o recipientes están abiertos a la atmósfera. Muchos están totalmente cubiertos para prevenir que el vapor se escape o para permitir que se presuricen los contenidos del tanque. Al medir el nivel en un tanque que está presurizado o el nivel que puede presurizarse por la presión de vapor del líquido, tanto el lado de alta presión como el lado de baja presión del transmisor DP se deben conectar (Figura 10). Figura 10. Pierna de referencia seca.
FORMATO ISA S20.20a
Placa de Orificio
La placa de orificio es la más simple de las restricciones en las trayectorias usadas para detección de flujo, así como también la más económica. Las placas de orificio son platos planos de 1/16 a 1/4 plg de grueso. Están normalmente montadas entre un par de bridas y son instaladas en un tramo recto de tubería lisa para evitar perturbaciones de flujo desde accesorios y válvulas. Se usan tres de tipos de placas de orificio: concéntrico, excéntrico, y segmentado (mostrado en la Figura 2). Figura 2. Placas de orificio.
La placa de orificio concéntrica es la más común de los tres tipos. Como se muestra, el orificio es equidistante (concéntrico) al diámetro interior del tubo. El fluido que pasa a través de una placa de orificio se caracteriza por un cambio en la velocidad. Cuando el fluido pasa por el orificio, el fluido converge, y la velocidad del fluido aumenta al valor máximo. En este punto, la presión está a un valor mínimo. Cuando el fluido diverge para llenar el área entera del tubo, la velocidad decrece regresando al valor original. La presión aumenta sobre 60% a 80% del valor de entrada original. La pérdida de presión es irrecuperable; por lo tanto, la presión de salida siempre será menor que la presión de entrada. Las presiones sobre ambos lados del orificio se miden, resultando en una presión diferencial que es proporcional al valor de flujo.
Las placas de orificio excéntricas y segmentadas son funcionalmente idénticas al orificio concéntrico. La sección circular del orificio segmentado es concéntrica con el tubo. La porción segmentada del orificio evita obstruir de materiales extraños el lado aguas arriba del orificio cuando es montado en un tubo horizontal. Dependiendo del tipo de fluido, la sección segmentada se coloca hacia arriba o hacia abajo del tubo horizontal para aumentar la exactitud de la medida. Las placas excéntricas de orificio cambian el borde del orificio hacia adentro de la pared del tubo. Este diseño también impide obstruir aguas arriba y se usan del mismo modo como la placa segmentada de orificio. Las placas de orificio tienen dos desventajas distintas; ellas ocasionan una caída de presión permanente alta (la presión de salida será 60% a 80% de la presión de entrada), y están sujetas a la erosión, que eventualmente ocasionan inexactitudes en la presión diferencial medida.
FORMATO ISA 20.21
Rotámetro Los rotámetros miden el cambio de área y por lo tanto su escala es lineal, variando directamente con e] flujo, Los rotámetros caracterizan el perfil interi or del tubo para utilizar una es cala logarítmica, lográndose mejorar la resolución de las lecturas en la parte baja del rango de medición.
Salida Extremo Sup. acampanado
Flotador Extremo inferior acampanado
Las partes principales que constituyen un rotametro son:
El tubo El flotador La escala Conexiones al proceso Regulador de flujo Accesorios
El tubo. El diseño más sencillo de tubo para rotámetro es el de cono de vidrio, el cual es ampliamente usado. Condiciones de proceso. El fluido provoca serias pulsaciones dando lugar a golpeteo del flotador contra las paredes del tubo. Aun cuando la sección interior del tubo es cónica. El diámetro enmarcado por las estrías es constante lo cual restringe el movimiento del flotador en dirección horizontal. Otra manera de lograr esto es mediante paredes en triángulo o mediante flotador con guía.
Escala de placa Logarítmica
Escala rotámetro Proporcional
Escala de rotámetro Lineal
Rotámetro con Tubo Metálico En las aplicaciones donde el tubo de vidrio es inapropiado (fluidos peligrosos, altas pres iones y/o temperaturas ,) etc., s on utilizados los tubos metálicos , lo cuales utilizan un acoplamiento mag nético entre el flotador y un mecanismo externo que proporciona la indic ación del flujo.
Caja Escala Tubo de extensión Adaptador
Magneto Seguidor indicador
Anillo “O”
Tubo medidor
Flotador
Tope
Flotadores
FLOTADOR. Es una obstrucción al flujo, la cual es desplazada según este flujo aumenta. La forma del flotador determina los efectos que un cambio de viscosidad tiene en la exactitud de la medición. Normalmente son fabricados de acero inoxidable, vidrio negro, zafiro rojo, tantalum, carburo de tungsteno o bronce, siendo la selección del material lo que determinará el rango para un determinado tubo . Para alta exactitud se utiliza un flotador de perfil aerodinámico el cual proporciona una gran capacidad de flujo para un tamaño dado, sin embargo, éste flotador no proporciona ninguna compensación por viscosidad por lo que su aplicación se restringe a fluidos de viscosidad relativamente constante En los fluidos con variaciones amplias de viscosidad se utilizan los flotadores compensados los cuales son prácticamente inmunes a los cambios de viscosidad pero requieren un mayor tamaño de tubo para un flujo dado.
Esférico
Aerodinámico
Semicompensado por viscosidad
Compensado por viscosidad
Flujómetro Magnético Consiste esencialmente de un transmisor de flujo conectado eléctricamente a un receptor que normalmente es un potenciómetro de c.a. que puede proporcionar indicación, registro, integración o control de flujo.
Su diseño es ideal para líquidos viscosos o corrosivos así como para aquellos con sólidos en suspensión y substancias pastosas.
Son medidores de velocidad, por lo tanto la exactitud no está modificada por la presión, densidad, viscosidad o carácter del flujo.
FORMATO ISA 20.23
Flujómetro de Turbina Son velocímetros diseñados para medir caudales de flujo de fluidos limpios. Un medidor de turbina consiste básicamente de un rotor con aspas, suspendido en la trayectoria del flujo con su eje de rotación paralelo a la dirección del flujo. El rotor es movido por el impulso del líquido sobre los alabes; la velocidad angular del rotor es proporcional a la velocidad del fluido la cual a su vez es proporcional al flujo.
Ventajas
Limitaciones
1.- Alta exactitud de medición. 2.- Muy buena repetibilidad 3.- Versátil para operación en condiciones severas. 4.- Disponible para un amplio rango de presión y temperatura. 5.- Disponible en amplia gama de tamaños. 6- Salida digital lineal. 7.- Respuesta rápida. 8.- Pequeño y ligero. 9.- Fácil instalación.
1.- No se puede utilizar con fluidos muy viscosos. 2.- Requiere calibración 3.- Puede dañarse por sobre velocidad. 4.- Relativamente caro. 5.- Partes móviles sujetas a desgaste. 6.- No entrega valores de flujo en forma directa. 7- Requiere de filtros.
FORMATO ISA 20.24
Medidor de Desplazamiento Positivo
Este tipo de medidor toma una cantidad de flujo definida y lo lleva a través de un medidor y procede con la siguiente porción y así en adelante, es decir, el gasto total es una acumulación de incrementos medidos que se totalizan mecánicamente por medio de cuenta revoluciones.
Las partes mecánicas del instrumento se mueven aprovechando la energía del fluido y da lugar a una pérdida de carga. La precisión depende de los huecos entre las partes móviles y las fijas y aumenta con la calidad de la mecanización y con el tamaño del instrumento.
Tipos Básicos de Medidores de Desplazamiento Positivo
Disco oscilante Pistón oscilante Pistón alternativo Rotativos Diafragma
FORMATO ISA 20.25
Instrumentos de Nivel
En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento del proceso como de la consideración del balance adecuado de materias primas o de productos finales.
Los instrumentos para la medición de nivel varían en complejidad de acuerdo con la aplicación y su dificultad.
Cuando las distancias entre el punto de medición y el lugar donde queremos la lectura son muy grandes nos podemos auxiliar con transmisores. Estos hacen
posible la interpretación del nivel real (puede eliminar o compensar la influencia de la espuma en flotación del tanque, en la lectura), la eliminación de las falsas alarmas (tanques con olas en la superficie debido al agitador de paletas en movimiento), y la fácil calibración del aparato en cualquier punto de la línea de transmisión.
En la selección correcta de un instrumento para la medición de nivel intervienen en mayor o menor grado los siguientes factores:
Rango de medición. Naturaleza del fluido que va a ser medido. Condiciones de operación.
Clasificación Los instrumentos de nivel pueden dividirse en:
medidores de nivel de líquidos
medidores de nivel de sólidos
Y a su vez estos se aplican básicamente en 2 formas:
medición de nivel en tanques abiertos
medición de nivel en tanques cerrados
Medidores de Nivel de Líquidos Instrumentos basados en el desplazamiento:
Medidor de nivel de tipo desplazamiento
Instrumentos de medida directa:
Medidor de sonda Medidor de cinta y plomada Medidor de nivel de cristal Medidor de flotador
Instrumentos que miden el nivel aprovechando la presión hidrostática:
Medidor manométrico Medidor de membrana Medidor de tipo burbujeo Medidor de presión diferencial de diafragma
Instrumentos que utilizan características eléctricas del líquido:
Medidor conductivo Medidor capacitivo Medidor ultrasónico Medidor de radiación Medidor láser
Medidor de Nivel de Tipo Desplazamiento
Consiste en un flotador parcialmente sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión unido rígidamente al estanque. Dentro del tubo y unido a su extremo libre se encuentra una varilla que transmite el movimiento de giro a un transmisor exterior al estanque.
Al aumentar el nivel, el líquido ejerce un empuje sobre el flotador igual al volumen de la parte sumergida multiplicada por la densidad del líquido, tendiendo a neutralizar su peso propio, así que el esfuerzo medido por el tubo de torsión será muy pequeño. Por el contrario, al bajar el nivel, menor parte del flotador queda sumergida, y la fuerza de empuje hacia arriba disminuye, resultando una mayor torsión.
La precisión es del orden de ± 0,5 % a ± 1 %.
El instrumento puede utilizarse en tanques abiertos y cerrados a presión o a vacío, tiene una buena sensibilidad pero presenta el inconveniente del riesgo de depósitos de sólidos o de crecimiento de cristales en el flotador que afectan a la precisión de la medida y es apto sólo para la medida de pequeñas diferencias de nivel.
Medidor de Flotador
Consiste en un flotador ubicado en el seno del líquido y conectado al exterior del estanque indicando directamente el nivel sobre una escala graduada. Es el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de gran capacidad tales como los de petróleo y gasolina. Tiene el inconveniente de que las partes móviles están expuestas al fluido y pueden romperse, además el flotador debe mantenerse limpio.
Hay que señalar que en estos instrumentos, el flotador puede tener formas muy variadas y estar formados por materiales muy diversos según sea el tipo de fluido.
Los instrumentos de flotador tienen una precisión de 0,5 %. Son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos y cerrados a presión o a vacío, y son independientes del peso específico del líquido.
FORMATO ISA 20.26
Medidor de Nivel Capacitivo
Mide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque. La capacidad del conjunto depende linealmente del nivel del líquido.
En fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad total del sistema se compone de la del líquido, la del gas superior y la de las conexiones superiores.
En fluidos conductores el electrodo está aislado usualmente con teflón interviniendo las capacidades adicionales entre el material aislante y el electrodo en la zona del líquido y del gas.
La precisión de los transductores de capacidad es de ± 1 %.
Se caracterizan por no tener partes móviles, son ligeros, presentan una buena resistencia a la corrosión y son de fácil limpieza. Su campo de medida es prácticamente ilimitado. Tiene el inconveniente de que la temperatura puede afectar las constantes dieléctricas (0,1 % de aumento de la constante dieléctrica / °C) y de que los posibles contaminantes contenidos en el líquido puedan adherirse al electrodo variando su capacidad y falseando la lectura, en particular en el caso de líquidos conductores.
FORMATO ISA 20.27
Tubo de Vidrio y Llave de Nivel •Indicador de Vidrio En el método del indicador de vidrio, un tubo transparente se conecta al fondo y a la tapa del tanque que se está monitoreando (la conexión de la tapa no se necesita en un tanque abierto a la atmósfera). La altura del líquido en el tubo debe ser igual a la altura del agua en el tanque. •Indicador de Vidrio de Reflejo En este tipo, un lado de la sección de vidrio es de forma de prisma. El vidrio se moldea a modo de que un lado tiene ángulos de 90 grados que corren a todo lo largo. Los rayos de luz golpean la superficie exterior del vidrio a un ángulo de 90 grados. Los rayos de luz viajan a través del vidrio golpeando el lado interno del vidrio a un ángulo de 45 grados. La presencia o ausencia de líquido en la cámara determina si los rayos de luz se refractan en la cámara o se reflejan de nuevo a la superficie exterior del vidrio.
•Indicador de Vidrio de Refracción Este tipo es especialmente útil en las áreas de iluminación reducida; normalmente se anexan las luces al indicador de vidrio. El funcionamiento se basa en el principio de que la desviación de la luz, o refracción, será diferente conforme la luz pase a través de varios medios. La luz se desvía, o refracta, en una magnitud mayor en el agua que en el vapor. Para la porción de la cámara que contiene vapor, los rayos de luz viajan relativamente rectos, y el lente rojo se ilumina. Para la porción de la cámara que contiene el agua, los rayos de luz son desviados, causando que el lente verde sea iluminado. La porción del indicador que contiene agua aparece verde; la porción del indicador por encima de ese nivel aparece rojo.
FORMATO ISA 20.28
Colectores y Desagüe •
Colector de polvo. Tanque cilíndrico de acero, cubierto de tabique y de, aproximadamente, aproximadamente, 30 o 40 pies de diámetro. Es en esencia una cámara de sedimentación. El polvo sale del gas al reducir la velocidad de flujo.
•
Colector electrostático. Reducen el contenido de polvo en el gas hasta el grado limpieza requerido para su uso final. Se fabrican dos tipos de precipitadores:
1. El circular-v circular-vertica ertical, l, se construy construye e generalme generalmente nte en un un tanque tanque cilíndric cilíndrico o con un cabezal en el interior, interior, cerca de la parte superior; s uperior; en él se colocan tubos que actúan como electrodos colectores. 2. De tipo placa placa horizon horizontal, tal, tienen tienen placas placas verticale verticales s paralelas paralelas como como electrodo electrodos s colectores. Los electrodos de descarga son una serie de alambres suspendidos en forma equidistante entre las placas y pueden operarse como unidades “húmedas” o “secas”.
FORMATO ISA 20.29
Instrumentos de Presión Aunque las presiones son monitoreadas monitoreadas continuamente, continuamente, estas varían levemente dependiendo de los detalles del diseño de la instalación, todos los detectores de presión se utilizan para proporcionar hasta tres funciones básicas: indicación, alarma y control.
Puesto que el fluido del sistema puede funcionar en condiciones de saturación y de subenfriamiento, la indicación exacta de la presión debe estar disponible para mantener un enfriamiento adecuado. Algunos detectores de presión tienen una señal de alarma audible y visual asociadas a él, que se activan cuando se exceden los límites preestablecidos. Algunas aplicaciones de los detectores de presión son como señales de protección y funciones de control.
•El Sensor de Presión que se utiliza con mayor frecuencia es el Tubo de Bourdon; es muy simple y resistente. Se diseña de tal forma que cubra rangos entre 0 y 100,000 psi, así como vacíos desde 0 a 29.92 in de mercurio. El tubo, que es de forma circular y sección ovalada, se conecta al lugar donde se quiere medir la presión. Al elevarse la presión, el tubo tiende a enderezarse y, cuando disminuye, a cerrarse. Por medio de un conjunto de engranes y resortes, puede adaptarse al Sensor un sistema de medición. •Sensor de Presión de Diafragma Móvil. Como se observa en la figura, este Sensor es una celda, con un diafragma libre, conectada directamente al recipiente donde se debe medir la presión y, por el otro lado, a una presión de referencia que, en muchos casos, es la atmosférica. SE AL AL EQUIPO DELECTURA
TUBO DE BOURDON
400
DIAFRAGMA MOVIL
600
RESORTE
kPa AGUJA
200
800
ENGRANE PIÑON
CONECTOR
0
1000
PRESION INTERNA
PRESION ATMOSFERICA
FORMATO ISA 20.40a
Manómetros La Figura muestra el manómetro de tubo abierto. Es un Sensor de Presión donde la diferencia del nivel en cada rama del tubo depende de la relación entre la presión de cada lado y la densidad del liquido empleado dentro del tubo.
EQUIPO, TANQUE O TUBERIA
FLUIDO CON DENSIDAD 1 LIQUIDO CON DENSIDAD 2
FORMATO ISA 20.41a
Interruptores de Presión Los interruptores automáticos de circuito de alto voltaje son del tipo en aceite, en el cual los contactos se abren dentro del aceite; o del tipo de chorro de aire, en el cual se extingue el arco por medio de un potente chorro de aire dirigido a través de un orificio para que cruce el arco y llegue a un canal para arco.
Un objetivo principal en el proyecto de los interruptores de circuito es apagar el arco con la suficiente rapidez, a fin de que puedan seguirse usando los mismos contactos.
FORMATO ISA 20.42a
Válvulas de Control Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.
Válvula de control: La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.
Partes de la Válvula de Control Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son:
Actuador:
el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte. Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera.
Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador.
Categorías de Válvulas
Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio).
FORMATO ISA 20.50
Válvulas de Control de Presión - Pilotos y Reguladores -
FORMATO ISA 20.51
Válvulas de Alivio de Presión
Permiten el DESALOJO de vapor con una capacidad igual o mayor de la capacidad de generación nominal del equipo. En algunos casos se requiere un 10 - 15 % por encima de la capacidad.
Las válvulas de seguridad o de alivio deben ser accionadas manualmente con regularidad, mínimo una vez al mes, para asegurar su buen funcionamiento; sedimentos retenidos en el asiento de la válvula podrían “pegar” la válvula o impedir el cierre total, generando fugas.
En caso de fallo, la válvula sustituto deberá tener la misma capacidad de desalojo que la original y respetar el diámetro.
FORMATO ISA 20.53
Discos de Ruptura
Es un dispositivo de alivio de presión para sistemas cerrados que provee apertura instantánea a una presión predeterminada. Su función es proteger frente a sobrepresiones a un sistema que pueda estar sujeto a presiones excesivas causadas por el mal funcionamiento del equipo mecánico, reacciones fuera de control, y fuegos internos o externos.
FORMATO ISA 20.54
Válvulas Solenoides
La válvula solenoide es un tipo de válvula que es accionada por medio de una bobina ,las puedes encontrar de diferente voltaje y potencia asi como de ac o dc.
Se utiliza para controlar el flujo de líquidos o gases.
Su apertura o cierre responde a la aplicación de tensión sobre un electroimán cuyo núcleo esta adosado a la compuerta que abre o cierra el paso dentro de ella.
FORMATO ISA 20.56
