LIBRO-1- Instrumentación en Los Separadores

INSTRUMENTACION EN LOS SEPARADORES

-R.G.R-

1.0 Separadores.

Los fluidos provenientes del yacimiento son mezclas complejas compuestas de hidrogeno y carbono cada uno de ellos con diferentes propiedades físicas como la densidad, viscosidad, presión de vapor entre otras. Las Continuas variaciones de presión y temperatura son experimentadas por las corrientes de flujo a medida que ascienden a superficie. El gas es generado de los líquidos y vapor vapor de agua condensada debido a la caída de presión presión que sufren las corrientes del fluido del pozo; además del gas libre encontrado. La separación física de las fases aceite, gas y agua es una de las operaciones básicas en producción, procesamiento y tratamiento de crudo. En la industria petrolera se entiende por separador, un cilindro presurizado que se usa con el propósito de disgregar o separar los componentes líquidos y gaseosos de los fluidos del pozo. La acción de separación, se lleva a cabo debido a la fuerza de gravedad y a efectos mecánicos, haciendo que el fluido entre chocando continuamente sobre las platinas y mallas. En la mayoría de los procesos de tratamiento del petróleo crudo se presentan múltiples problemas en la separación de las mezclas, como por ejemplo la espuma y la emulsión, para contrarrestar esto se hace necesario adicionar unos compuestos químicos, como son el antiespumante y el rompedor de emulsión entre otros. En la figura de entrada se se pueden ver unos separadores típicos dentro de una batería.

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1.1 Etapas De Separación.

La separación de las mezclas del crudo se realizan en varias etapas para garantizar que el producto final (crudo neto) transferido transferido a refinería a través del oleoducto, o el gas seco a las las plantas a través del del gasoducto, cumplan con las especificaciones de acuerdo al Ministerio De Minas Y Energía. La primera etapa de separación arranca propiamente en los separadores y esta a su vez para facilitar el proceso se lleva a cabo en 4 etapas a saber: Diferencia de densidades o gravedad específica entre las mezclas Agua – Aceite – Gas. Dispositivos mecánicos para ayudar a separar las mezclas presentes en el petróleo crudo inmersas en el separador. Adición de compuestos químicos para solucionar problemas en la separación.   Implementación de la Instrumentación Industrial, como recurso inherente para garantizar la eficiencia en los procesos, facilidades en la opresión, los estándares de calidad, el rendimiento de la producción y la seguridad integral.  

1.2 Clasificación De Los Separadores.

Los separadores se pueden clasificar dependiendo de las fases que separan, como de la forma y utilización de trabajo. Según las fases que separan pueden ser bifásicos, trifásicos o tetrafásicos, en cuanto a la forma pueden ser cilíndricos horizontales, cilíndricos verticales o esféricos y de acuerdo a su utilización pueden haber en las baterías separadores de prueba y de producción general. Serán bifásicos si solamente separan gas y líquido, trifásicos si separan gas, petróleo y agua, y tetrafásicos si esta provisto de una sección para la separación separación de la espuma. Los bifásicos son mas comunes comunes y los trifásicos se usan generalmente donde hay crudos livianos y no se presentan emulsiones. 1.2.1 Separadores Horizontales.

Los separadores horizontales (figura 1) de de un solo tubo se usan cuando se tienen una relación gas-liquido (RGL) alta pero una tasa líquida estable. En el diseño de un separador horizontal el fluido entra y golpea un deflector de entrada causando un cambio repentino de momentum. La separación bruta inicial de líquido y vapor ocurre en el deflector de entrada. La fuerza de gravedad gravedad induce a que las gotas de líquido salgan del chorro de gas al fondo fondo del tanque, donde este es es recogido en la sección de recolección. recolección. Esta sección proporciona el tiempo de retención requerido, para permitir que el gas arrastrado salga del petróleo y ascienda al espacio de vapor. El líquido abandona entonces el tanque a través de la válvula controladora de nivel (LCV) que es regulada por un control de nivel (LC). El gas abandona el tanque a través través de una válvula controladora de presión presión (PCV), quien regula su salida a través de un un control de de presión (PC). Si el separador es trifásico el agua evacuaría del separador por medio de una válvula automática accionada por un control de nivel.

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1.1 Etapas De Separación.

La separación de las mezclas del crudo se realizan en varias etapas para garantizar que el producto final (crudo neto) transferido transferido a refinería a través del oleoducto, o el gas seco a las las plantas a través del del gasoducto, cumplan con las especificaciones de acuerdo al Ministerio De Minas Y Energía. La primera etapa de separación arranca propiamente en los separadores y esta a su vez para facilitar el proceso se lleva a cabo en 4 etapas a saber: Diferencia de densidades o gravedad específica entre las mezclas Agua – Aceite – Gas. Dispositivos mecánicos para ayudar a separar las mezclas presentes en el petróleo crudo inmersas en el separador. Adición de compuestos químicos para solucionar problemas en la separación.   Implementación de la Instrumentación Industrial, como recurso inherente para garantizar la eficiencia en los procesos, facilidades en la opresión, los estándares de calidad, el rendimiento de la producción y la seguridad integral.  

1.2 Clasificación De Los Separadores.

Los separadores se pueden clasificar dependiendo de las fases que separan, como de la forma y utilización de trabajo. Según las fases que separan pueden ser bifásicos, trifásicos o tetrafásicos, en cuanto a la forma pueden ser cilíndricos horizontales, cilíndricos verticales o esféricos y de acuerdo a su utilización pueden haber en las baterías separadores de prueba y de producción general. Serán bifásicos si solamente separan gas y líquido, trifásicos si separan gas, petróleo y agua, y tetrafásicos si esta provisto de una sección para la separación separación de la espuma. Los bifásicos son mas comunes comunes y los trifásicos se usan generalmente donde hay crudos livianos y no se presentan emulsiones. 1.2.1 Separadores Horizontales.

Los separadores horizontales (figura 1) de de un solo tubo se usan cuando se tienen una relación gas-liquido (RGL) alta pero una tasa líquida estable. En el diseño de un separador horizontal el fluido entra y golpea un deflector de entrada causando un cambio repentino de momentum. La separación bruta inicial de líquido y vapor ocurre en el deflector de entrada. La fuerza de gravedad gravedad induce a que las gotas de líquido salgan del chorro de gas al fondo fondo del tanque, donde este es es recogido en la sección de recolección. recolección. Esta sección proporciona el tiempo de retención requerido, para permitir que el gas arrastrado salga del petróleo y ascienda al espacio de vapor. El líquido abandona entonces el tanque a través de la válvula controladora de nivel (LCV) que es regulada por un control de nivel (LC). El gas abandona el tanque a través través de una válvula controladora de presión presión (PCV), quien regula su salida a través de un un control de de presión (PC). Si el separador es trifásico el agua evacuaría del separador por medio de una válvula automática accionada por un control de nivel.

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Figura 1. Separador Horizontal

El gas fluye sobre el deflector de entrada y luego horizontalmente a través de la sección de influencia de la gravedad sobre el fluido. A medida que el gas fluye a través través de esta sección, pequeñas gotas de líquido son separadas por la gravedad y caen a la interfase de gas- liquido. En la figura 2 pueden apreciarse los diferente dispositivos que constituyen un separador. Figura 2. Esquema Separador Horizontal

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1.2.2

Separadores Verticales.

Los separadores verticales (figura 3) se usan cuando hay una RGL más bien baja y en pozos que pueden tener producción de arena. En el diseño de un separador vertical el flujo entra al tanque por un lado, el deflector de entrada hace la separación inicial. El líquido fluye hacia abajo a la sección colectora de líquido. El liquido continua el flujo hacia abajo a través de esta sección a la salida del liquido. A medida que el líquido alcanza el equilibrio, las burbujas de gas fluyen en dirección contraria al flujo del líquido y eventualmente migran al espacio de vapor. El controlador de nivel y la válvula de descarga operan lo mismo como en el separador horizontal. El gas fluye sobre el deflector de entrada y luego verticalmente hacia arriba, hacia la salida del gas. En la sección de influencia de la gravedad, las gotas de líquido caen verticalmente hacia abajo contrariamente al flujo de gas. El gas pasa a través de la sección extractora de vapor/coalescencia, antes de que este abandone el tanque. La presión y el nivel son controlados como en el separador horizontal. NOTA: En una batería hay separadores de prueba y generales, y separadores de alta y baja presión; estos

dos últimos existen cuando a una batería llegan pozos con presiones bastante altas y se requieren dos etapas de separación. Figura 3. Esquema Separador Vertical.

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1.3 Mecanismos De Separación.

En general los mecanismos de separación en un separador son físicos y mecánicos. Los mecanismos físicos son la segregación y la fuerza centrífuga y los métodos mecánicos hacen uso de dispositivos que pueden ayudar a atrapar una fase, generalmente la fase líquida, y dejar escapar la otra, generalmente la fase gaseosa, o pueden ayudar a que se presente una mejor separación por gravedad o fuerza centrífuga. 1.3.1 Secciones Del Separador. Para efectuar una separación lo más completa posible, consta de cuatro secciones: 1.3.1.1 Sección De Separación Primaria. El separador en esta sección posee dispositivos que impartirán fuerza centrífuga, distribuirán la corriente que está entrando y/o disminuirán la turbulencia para que se presente una separación más rápida. En esta sección la separación es por gravedad y fuerza centrífuga. 1.3.1.2 Sección Secundaria. En la sección secundaria, parte de éste líquido alcanza a caer por gravedad, en un compartimiento donde se presenta la separación de fases. 1.3.1.3 Sección Acumuladora De Líquido. El líquido por ser más pesado que el gas cae mientras el gas trata de escaparse. El líquido al caer se acumula en la sección acumuladora de líquido en donde permanece un determinado tiempo en reposo permitiendo que pueda escaparse el gas que se ha venido atrampando en él. El tiempo que permanece el líquido en esta sección se conoce como tiempo de retención y puede ser desde unos 3-5 minutos hasta unos 20 minutos cuando se trata de crudos espumosos.

La presencia de esta sección de acumulación de líquido cumple dos funciones especiales. Por una parte, como se dijo permite que el gas acabe de separarse del líquido y por otra impide que el gas se vaya por el fondo del separador donde está la salida de los líquidos. En esta sección, en el caso del separador trifásico se presentará también la separación de agua y petróleo. 1.3.1.4 Sección Extractora De Humedad. Esta sección extractora se encarga de retirar las gotas de humedad, consta de unas especies de filtros donde queda atrapado el líquido en forma de pequeñas gotas las cuales se van uniendo hasta alcanzar un tamaño lo suficientemente grande para caer. Al salir el gas de la sección extractora de humedad pasa a buscar la salida del gas del separador y hacia la línea colectora de gas. 1.3.2 Dispositivos Mecánicos De Separación. Como se mencionó en el capitulo anterior los separadores cuentan con una serie de dispositivos los cuales nos facilitan el proceso de separación. En la figura 2 pueden apreciarse cada uno de ellos dentro de un separador. 1.3.2.1 Platina Deflectora. La placa deflectora o platina de impacto esta ubicada en frente de la línea de entrada del separador. Esta causa un rápido cambio en la dirección y la velocidad de los fluidos, forzando las partículas liquidas a caer al fondo de la vasija. La placa deflectora es la responsable de la separación inicial liquido – gas.

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1.3.2.2 Platinas De Coalescencia. Estas platinas se colocan longitudinalmente en forma de V invertida en la parte superior del separador. Las gotas liquidas en el gas golpean contra las platinas separándolas de este, cuanto mas pase el gas por las platinas mas gotas se unen para forman gotas mas grandes que alcanzan un mayor peso y caen al fondo de la vasija.

1.3.2.3 Rompedor De Espuma. Esta pieza del equipo es hecha de malla de alambre. Como el extractor de neblina previene que las partículas de aceite en la espuma (Liquido y gas) pasen a través del separador y lleguen a la línea de gas. 1.3.2.4 Extractor De Neblina. Esta pieza del equipo esta compuesto por una alambre tejido a manera de malla. Antes de dejar el separador la corriente de gas pasa a través del extractor de neblina, causando que las diminutas partículas de aceite que pueda contener aun el gas caigan y no se vallan por la línea de gas.

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1.3.2.5 Weir Plate. Esta placa, esta localizada en el fondo de la vasija, divide el separador en dos compartimentos: aceite y agua. Con tal que el nivel de agua sea controlado, solo permite que el aceite rebose al compartimiento de aceite. 1.3.2.6 Rompedores Vortex. Estos rompedores están localizados en las salidas de aceite y agua. Su función es contrarrestar el efecto de remolino que puede ocurrir cuando el aceite y el agua salen del separador por sus respectivas salidas. Estos dispositivos previenen que partículas de gas salgan por las líneas de líquido.

1.4 Instrumentación Del Separador.

Para tener éxitos en el proceso de separación de hidrocarburos, es fundamental la implementación de una efectiva instrumentación, tanto en la medición, como en el control de las variables en juego, así como en materia de seguridad. En la figura 4 y figura 5 podemos apreciar la gama de instrumentos asociados a los separadores.

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Figura 4. Instrumentos Separador Horizontal

1.4.1 Indicadores (PI – LI – FQI - TI). Estos instrumentos constituyen los parámetros fundamentales en el monitoreo y medición de las variables involucradas en el proceso de separación. 1.4.1.1 Indicador De Presión (PI), Manómetros. Para verificar los cambios de la variable de presión es indispensable la incorporación de este instrumento al proceso, el cual es el soporte fundamental en el control mismo, por ello hay que garantizar su correcto funcionamiento y calibración, en el capitulo 2.1 se hace referencia a los manómetros en cuanto a su operación, mantenimiento, calibración e instalación. 1.4.1.2 Indicador De Nivel De Líquidos (LI). Como cualquier variable medida juega un papel importante en los niveles de inter-fase tanto Gas-Aceite, como Aceite-Agua, el cual garantiza a través de su monitoreo la efectividad en los procesos de separación de hidrocarburos, Su funcionamiento esta basado en el sistema de vasos comunicantes. En el capitulo 2.2 se relaciona los tipos de medidores más usados, su aplicación y mantenimiento. 1.4.1.3 Indicador Totalizador De Flujo (FQI). Instrumento diseñado para medir la rata de caudal y a su vez el acumulado total previo a un parámetro de tiempo para la liquidación final de la producción respectiva de un determinado pozo. En el capitulo 2.3 se estudiará el medidor de turbina Analizador de Flujo MC II. 1.4.1.4 Indicador De Temperatura. Si bien la temperatura no es tan indispensable en materia de separación en el proceso de los separadores, si es importante tenerla en cuenta en materia de medición, la cual se estudiará en el capitulo 2.4.

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1.4.2 Reguladores De Presión (PCV). Estos instrumentos permiten reducir la presión de descarga de los sistemas de compresión a un valor constante fijo, como fuente de alimentación a la instrumentación neumática o a los equipos de combustión a gas. Conocidos también como válvulas auto-reguladoras de presión. Operan con la ayuda de un diafragma el cual amplifica la fuerza para vencer la resistencia de un resorte. En el capitulo 2.5 se explicará su principio de operación y seting de regulación entre otros. 1.4.3 Controladores (PC – LC). En operación normal los controles del separador son un control de presión y un control de nivel. Los controladores son aquellos instrumentos que comparan el valor real de la variable del proceso, con un valor deseado o punto de consigna (set point), y de acuerdo a la desviación ejercen una corrección para mantener la variable en un valor constante. 1.4.3.1 Controlador De Presión (PC). Mantiene la presión del separador constante regulando la salida del gas a través de la válvula controladora de presión. Si la presión aumenta el controlador de presión enviará una señal de salida neumática proporcional (output) a la válvula automática y esta abrirá más para permitir más salida de gas; si la presión disminuye la válvula de control se cerrará bloqueando o regulando la salida de gas y presurizando el separador. Se recomienda utilizar un controlador de acción inversa en el lazo de control para que satisfaga la operación con la válvula de control, la cual beberá ser de acción directa. Entiéndase como control de acción inversa, aquel que ante los aumentos de la variable del proceso disminuye su señal de salida al elemento final de control.

Nota: Este controlador es el que permite fijar los parámetros de control de acuerdo a las condiciones establecidas en función de virtudes programadas para el sistema. En el capitulo 2.6 se estudiará el Controlador de Presión “Fisher” 4150, en el cual se comprenderá su principio de funcionamiento, instalación, mantenimiento, calibración, etc. 1.4.3.2 Controlador De Nivel (LC). Mantiene constante el nivel de líquido en el separador regulando la salida de líquido. Si el control está instalado en un separador bifásico este responderá ante los cambios de nivel de líquido, enviando una señal de salida neumática proporcional (output) a la válvula de control, regulando la salida del producto. Por su parte si el separador es trifásico este contará con un control interfase aceite-agua y otro aceite-gas, los cuales operaran como en un separador bifásico, teniendo en cuenta que el peso especifico de los flotadores deberá ser diferente de acuerdo a la densidad de cada producto. En este lazo de control, el control respectivo deberá ser de acción directa, es decir aquel que ante los aumentos de la variable del proceso disminuye la señal de salida al elemento final de control. En el capitulo 2.7 se estudiará el Controlador de Nivel “Fisher” 2500, en el cual se comprenderá su principio de funcionamiento, instalación, mantenimiento, calibración, etc. 1.4.4 Válvulas De Control O Automáticas (PCV – LCV). Constituyen los Elementos Finales de Control en cualquier proceso, y son las que regulan la variable del proceso, para mantener en un valor constante la variable misma, operan con la ayuda de los controladores, de quienes reciben la energía (señal) para su accionamiento. Las válvulas que aquí se estudiarán son de actuador neumático por cuanto constituyen las de mayor aplicación en la industria del petróleo. Estas válvulas pueden operar en un rango de presión de aire de 3 a 15 psi o 6 a 30 psi de acuerdo al actuador de la válvula, presión que es suministrada por los controladores. En el capitulo 2.8 se estudiarán las válvulas “Fisher”. 1.4.4.1 Válvula Automática Controladora De Presión (PCV). La válvula utilizada para el control de presión, es una válvula de acción directa, es decir normalmente abierta, la cual requiere presión de aire para cerrar. Esta válvula regula la presión de operación en el separador. Es accionada por un control neumático,

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cuando la presión en el separador aumenta, el control disminuye la señal de presión de suministro sobre el diafragma de la válvula aumentando su apertura, descargando el gas a la tea para aliviar la sobre-presión o presión remanente. Cuando la presión en el separador ha bajado el control aumenta la presión al diafragma, y disminuye la apertura de la válvula para mantener la contra-presión del separador en el valor deseado de acuerdo a los parámetros de control. El sistema de control que garantiza esta condición es el BP (back pressure), el cual controla la presión aguas arriba del obturador de la válvula. 1.4.4.2 Válvula Automática Controladora De Nivel De Líquidos (LCV). La válvula utilizada para el control de nivel de líquido, es una válvula de acción inversa, es decir normalmente cerrada, la cual requiere presión de aire para abrir. Esta válvula se encarga de regular el nivel de aceite o agua dentro del separador, Cuenta con un control neumático, el cual es accionado a su vez por un desplazador (flotador) el cual está inmerso en la interfase Gas-Aceite o Aceite-Agua. Cuando el nivel en el separador se sube, el flotador pasa la señal al control de nivel y éste a su vez envía una señal de salida neumática proporcional al diafragma de la válvula automática haciéndola abrir, Cuando el nivel baja el control corta la presión que actúa sobre el diafragma y la válvula se cierra. 1.4.5 Válvula De Alivio O Seguridad (PSV). Su función es liberar el exceso de presión cuando la válvula automática controladora de presión no actúa, como medida de protección de los equipos involucrados en el proceso. Se encuentra instalada en la parte superior del separador y su funcionamiento es automático; cuando la presión en el separador aumenta y alcanza el seting de apertura o set de calibración de la PSV, ésta actúa y permite descargar la presión del separador a la tea de alta presión. Una vez la presión del separador se baja, esta válvula cierra automáticamente la salida de gas. Esta válvula es seteada para que abra a unos 20 a 30 psi por encima de la presión a la cual va a trabajar el separador. En el capitulo 2.9 se estudiaran algunos aplicaciones frecuentes y mecanismo de operación, como también su mantenimiento y calibración. 1.4.6 Porta Orificio. Elemento de medición donde se instala una platina de orificio, la cual, causa una diferencial de presión a la entrada y salida de la restricción causada por el elemento primario de medición (platina de orificio), y de esta forma permite calcular la cantidad de fluido (gas) que sale del separador. Su función principal consiste en retirar o instalar los orificios bajo presión, es decir sin interrumpir el proceso a la hora de efectuar la respectiva selección adecuada de platinas de orificio. En el capitulo 2.10 se estudiara el principio que mide la presión diferencial y el mecanismo de operación del Porta-Orificio “Daniel”. 1.4.7 Registrador De Presión Estática, Diferencial Y Temperatura (PR/PDR/TR). El registrador tiene por objeto hacer los registros de la presión del sistema en un tiempo determinado y registrar la temperatura del fluido, como también la presión diferencial que genera el porta orificio para el cálculo del volumen de flujo. Para este cálculo es importante tener en cuenta otras variables y propiedades del fluido como la presión estática, la temperatura, la gravedad especifica, los diámetros de la tubería y de la platina etc. En el capitulo 2.11 se estudiará el Registrador de Presión Estática, Diferencial y Temperatura “ITT Barton”. 1.4.8 Interruptores O Switches De Presión Y Nivel (PS/LS). Los interruptores de presión y nivel son instrumentos que tiene como función activar las alarmas o paradas (shut-down) por bajas o altas presiones o niveles de líquidos, como medida de seguridad ante fallas en los sistemas de control. Este tema será tratado en el capitulo 2.12. 1.4.9 Transmisores (PT – LT). Estos instrumentos captan la variable del proceso a través del elemento primario y envían una señal a distancia o remota a los instrumentos receptores o controladores que se encuentran instalados en cuartos de control. Para el respectivo monitoreo o control de la variable. En el

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capitulo 2.13 se estudiarán estos instrumentos. 1.4.9.1 Transmisor De Presión (PT). El transmisor de presión tiene como función enviar una señal remota (output) de 4 a 20 mA a los instrumentos receptores o controladores para medir o controlar la variable de presión desde un cuarto de control. 1.4.9.2 Transmisor De Nivel De Líquidos (LT). El transmisor de nivel tiene como función enviar una señal remota (output) de 4 a 20 mA a los instrumentos receptores o controladores para medir o controlar la variable de nivel desde un cuarto de control. 1.4.10 Bombas Dosificadoras De Química. Estas bombas tienen por objeto inyectar un producto determinado a la mezcla del petróleo crudo para facilitar el tratamiento, ante problemas frecuentes que se presentan en la separación, como por ejemplo la espuma o la emulsión, entre otros, para lo cual se utilizan agentes neutralizantes como son el anti-espumante o el rompedor de emulsión respectivamente. En el capitulo 2.14 se profundizará en este tema. 1.4.11 Válvulas De Bloqueo (SDV). Su función es la de permitir aislar o cortar la corriente de un fluido con el fin de realizar un adecuado mantenimiento a los equipos, unidades o instrumentos asociados al proceso, estas válvulas son operadas manualmente y se tienen de diferentes tipos, diámetros y capacidad de acuerdo a las necesidades operativas o condiciones del trabajo. Gracias a la utilización de las válvulas de bloqueo se pueden sacar de servicio, como poner en marcha los separadores e intercambiar o aislar las corrientes de los fluidos provenientes de los yacimientos a través del múltiple de producción. En el capitulo 2.15 se estudiaran los diferentes tipos de válvulas utilizadas en la industria del petróleo. 1.5 Operación. La producción del pozo entra al separador mediante el impulso que le imprime la energía del yacimiento o el equipo de subsuelo instalado.

Al entrar, el flujo se estrella contra la platina deflectora, que como su nombre lo indica ayuda a dispersar los tres componentes del fluido que entra: gas, agua y crudo. Hacia el fondo o parte baja del separador se acumulan en forma separada el crudo y el agua. Esta última por tener mayor densidad (más pesada) se precipita al fondo y el crudo viaja sobrenadando en ella por ser menos denso, (más liviano). Cuando el nivel superior del crudo alcanza la altura del tabique o pared que conforma el colector de crudo, pasa por encima de él para ser descargado al exterior a través del tubo que conecta el fondo del colector con el exterior del separador. De esta salida el crudo normalmente pasa a tratadores, gunn barrel o directamente a los tanques de almacenamiento según el caso. Con relación al agua que se ha separado y acumulado en la parte más baja del separador seguirá acumulándose hasta que su nivel superior sobrepase la altura del tabique separador. Alcanzado este nivel el agua caerá al compartimiento conformado por este tabique y la pared frontal del separador, saliendo al exterior por la conexión que se desprende del fondo de este compartimiento. El agua que sale de este punto va al skimming tank o tanques desnatadores, para eliminar las trazas de crudo que haya podido arrastrar consigo. Mientras tanto el gas se libera por la parte superior del separador, el cual antes de abandonar el recipiente pasa a través del extractor de neblina permitiendo separar por último las partículas pequeñas del crudo quedando impregnadas en el elemento, las cuales luego de alcanzar el peso ideal caen al fondo del separador en forma de rocío, para que finalmente el gas fluya por la línea de salida lo más seco posible antes de ser tratado en los scrubber’s o plantas deshidratadoras según el caso. El fluido gaseoso es el que permite mantener presurizado el separador, con la ayuda de la válvula controladora de presión quien regula su salida para mantener constante la presión misma en el separador.

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Nota: La operación de un separador horizontal es básicamente la misma de un separador vertical. 1.6 Sacar De Operación.

Cerrar la válvula de bloqueo en la línea de entrada. Si no va a drenar cierre la válvula de bloqueo en la línea de salida del líqu ido. Si va a drenar abra la línea alterna o by-pass a la válvula de control en la salida de líquido o desactive el control de nivel para que permita drenarla. Una vez drenado cierre la línea de salida del líquido. Si va a despresurizar el recipiente, cierre la válvula de bloqueo en la línea de salida de gas y abra la válvula de venteo para despresurizar. Si se le va a efectuar mantenimiento general al separador, hay que tener en cuenta que antes de despresurizar el recipiente hay que drenar por completo el mismo, con el fin de que la presión acumulada en el separador sirva como herramienta para evacuar el liquido de la vasija. 1.7 Puesta En Marcha.

Verificar que el separador este vació, todas las válvulas de drenaje cerradas, manómetros y termómetros instalados, platina de orificio retirada, instrumentación del medidor de gas instalada, medidor de aceite aislado, válvulas de visores abiertas, controles alimentados y libres de obstrucción y en general toda la instrumentación disponible y lista para operar. Ajuste el control de presión; setear la presión según últimas pruebas realizadas o según requerimientos de la operación. Desactive los dispositivos de cierre por bajo nivel si el nivel de fluido es bajo. Teniendo en cuenta que el nivel debe mantenerse entre el 20% y 50%, como margen de seguridad especialmente cuando se tiene quemadero. Asegúrese que las salidas de gas y líquido del separador tienen la orientación adecuada y sus respectivas válvulas de bloqueo en posición normal. Recuerde que las válvulas de bloqueo aguas arriba y aguas abajo de las válvulas de control, tanto de gas como de líquidos deben estar 100% abiertas y los respectivos by-pass cerrados. Lentamente abra la válvula de entrada. A través del múltiple o manifold de producción, inyéctele la producción necesaria al separador abriendo los pozos o pozo respectivo de acuerdo a la programación establecida. Ver esquema de un separador con toda su instrumentación.

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Figura 5. Instrumentación En El Separador

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2.0 Instrumentos. 2.1 Manómetros. Figura 6. Manómetros

El manómetro es un instrumento diseñado para la medición de presión de líquidos o gases comprimidos. Es un sistema formado por un tubo Bourdon metálico cerrado por un extremo, el cual tiende a enderezarse al aumentar la presión en su interior, el movimiento es amplificado y transmitido a una aguja indicadora por un sector dentado y un piñón, el cual mide los cambios de la variable sobre una escala graduada en unidades de presión, tales como psi, Kg/cm2, bar, Nm/m2 (Pa), mm Hg, In H2O, Atm, entre otras. El funcionamiento de este instrumento se basa en el tubo Bourdon e instrumentos tipo articulación (palancas y eslabones). Estos tubos Bourdon se clasifican en: Tipo “C” Tipo Helicoidal Tipo Espiral Además de los tubos Bourdon también tienen aplicación otros elementos elásticos de presión tipo: Diafragma Fuelle

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A.

Tubo Bourdon En Forma De “C”

Es el más usado, en el extremo del tubo hay un sistema ajustable de conexión que es conectado a un piñón que mueve el puntero. Un pequeño movimiento en el tubo puede ser amplificado por la conexión y medido por el movimiento de la aguja. B. Tubo Bourdon Espiral Y Helicoidal

Para estos tipos de tubo Bourdon, el movimiento total de la base del tubo es amplificado debido a la forma enrollada del tubo. El tubo puede ser enrollado a lo largo del mismo plano (tubo espiral) o a lo largo de un cilindro (tubo helicoidal).

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C.

Diafragmas

Se basa en un diafragma circular flexible. El diafragma se fija a una cámara en la que la presión a ser medida es aplicada. La fuerza (F) resultante de la presión (P) aplicada sobre el área del diafragma (A) es contrabalanceada por un resorte con una rigidez K. Para deflexiones mayores, se recomienda el uso de diafragmas corrugados. El desplazamiento es mejorado por el sistema de unión, conectado a un puntero (igual que en el tubo Bourdon). D. Fuelles

Los fuelles son construidos de tubos de pared delgada, con circunvoluciones profundas. También están sellados al extremo que se desplaza axialmente cuando se aplica una presión al extremo fijo. Cada circunvolución se comporta como una cápsula individual tal como se muestra en la fi gura. * Fuelle con presión aplicada al interior. * Fuelle con presión aplicada al exterior 2.1.1 Selección Y Aplicación. Los manómetros deben ser seleccionados considerando el medio, el ambiente y las condiciones de operación. Una aplicación incorrecta puede ir en detrimento del manómetro, causando posibles lesiones personales, daños ambientales o daños materiales. El rango del instrumento deberá ser aproximadamente dos veces el máximo de la presión de operación. Un

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rango demasiado bajo puede propiciar: Fatiga del elemento elástico debido a la alta t ensión de operación. Susceptibilidad para sobre-presiones debido a los cambios transitorios que excedan la presión de operación normal. También un rango demasiado alto puede dar insuficiente resolución para la aplicación. Figura 7. Partes Internas De Un Manómetro

2.1.2 Temperatura De Operación. Los manómetros no deberán ser expuestos a procesos o temperaturas ambiente por encima de 150°F. Esto en especial con manómetros llenos de líquido, debido a la expansión térmica que causa el fluido de llenado. La exposición por largos períodos a temperaturas que exceden los 150°F provoca la decoloración de la carátula, tambi én un endurecimiento de los sellos y posibles pérdidas del líquido. La soldadura suave, la plata bronceada y las uniones soldadas a presión trabajan en rangos de 250°F máximo, 450°F máximo y 750°F máximo respecti vamente. Las cajas de plástico, incluido la fenólica, no deben ser expuestas a temperaturas que excedan los 250°F. El servicio máximo recomendado de temperatura para las ventanas de los manómetros son como sigue: 350°F para vidrio plano; 300°F para polisulfonato; 270°F para policarbonato; 200°F par a vidrio de seguridad laminado; 180°F para acrílic o. 2.1.3 Medio De Operación. El material del elemento en contacto con el proceso tiene que ser compatible con el medio y su punto de corrosión. El uso de un sello de diafragma con el manómetro se recomienda para medios de proceso que:

Son corrosivos para el elemento que está en contacto con el proceso. Que contienen partículas pesadas. Que estén muy viscosos, incluidos aquellos que se endurecen con el cambio de temperatura. Adicionalmente, los sellos de diafragma con sus líneas de ensamble flexibles deberán considerarse para las aplicaciones que involucren líneas calientes o niveles significativos de vibración y/o pulsación. 2.1.4 Pulsación/Vibración. Los manómetros deberán ser protegidos de las pulsaciones de presión severas, con la inclusión de un amortiguador, tales como un tornillo/tapón regulador o una empaquetadura de metal poroso. Si la pulsación es demasiado crítica, el llenado de líquido como amortiguador deberá ser utilizado. Un manómetro lleno de líquido será significativamente más exacto, comparándolo con uno seco, cuando la vibración está presente. Si los niveles de vibración son demasiado altos, la única solución puede ser montar remotamente el manómetro, lejos de la fuente de vibración. En este caso una tubería flexible puede ser

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utilizada para conectar el manómetro a la fuente de presión. Figura 8. Manómetro De Glicerina

2.1.5 Llenado Del Manómetro. Una vez se ha determinado que el llenado de líquido es la solución, el siguiente paso es la selección del líquido. La glicerina satisface la mayoría de las aplicaciones (ver figura 8). Mientras que es el llenado de menor costo, su rango de temperatura tolerable es de 0/250°F. El llena do de silicona tiene un rango de servicio más amplio 40/300 °F. Los medios oxidantes requieren el uso de Halocarbon, con un rango de servicio de 50/250 °F. 2.1.6 Condiciones de instalación. Siempre que sea posible, los manómetros deberán ser localizados tratando de minimizar los efectos de la vibración, temperatura extrema y humedad. Son preferibles las ubicaciones lejos de las fuentes térmicas altas. Si el nivel de vibración mecánica es extrema, el manómetro deberá ser localizado remotamente y conectado a la fuente de presión a través de tubería flexible. 2.1.7 Ajuste Del Manómetro. No debe aplicarse torque a la caja del manómetro. En lugar de eso, debe utilizarse siempre una llave boca fija o ajustable en las caras de la conexión para ajustar el manómetro a la tubería. Los hilos de NPT requieren el uso de un sello apropiado, tal como pasta de sellado para tubería o cinta de teflón y tiene que estar muy bien apretado para que garantice un sello contra fugas. Debe instalarse una válvula entre el manómetro y el proceso para poder inspeccionar o reemplazar el manómetro sin suspender el proceso. 2.1.8 Operación. La frecuencia de inspección es bastante subjetiva, y depende de la severidad del servicio y que tan crítica sea la precisión de la presión indicada. Cualquier comportamiento raro de la aguja del manómetro amerita un chequeo de la precisión. Un manómetro debe ser calibrado cuando presente:

Movimientos erráticos aleatorios de la aguja. Lecturas de presión cuando el usuario sabe que la presión verdadera es 0 psig. Aún si el manómetro no está mostrando síntomas de desempeño anormal, el usuario puede establecer una frecuencia de inspección en banco de calibración. 2.1.9 Sustitución de manómetros. Los manómetros que tengan un servicio de mucho tiempo, se debe

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considerar la posibilidad de reemplazarlos en vez de repararlos. categoría son los siguientes:

Los manómetros incluidos en esta

Los manómetros que presenten un desvío del span mayor a un 20%. Es posible que el tubo bourdón presente corrosión en sus paredes. Los manómetros que presenten un desvío mayor a un 25%. Es probable que el tubo Bourdon presente significativa sobre-presión dejando esfuerzos residuales que pueden ser perjudiciales para la aplicación. Los manómetros que muestran cualquier señal de corrosión y/o fuga en el sistema de presión. Los manómetros que hayan sido expuestos a altas temperaturas o que simplemente muestren signos de haberlo estado, específicamente a 250°F ó más para sistemas en soldadura suave; 450°F o más para sistemas en bronce; y 750°F o más para sistema s soldados a presión. Los manómetros que muestran error por fricción y/o desgaste del movimiento y sus uniones (asumiendo, que el movimiento no puede reemplazarse). Los manómetros que presentan daños en la conexión, especialmente en los hilos de esta. Los manómetros llenos de líquido, que muestran pérdida del mismo. 2.1.10 Calibración manómetros. Se requiere un suministro de presión finamente regulada. Es importante que el sistema de tubería asociado con la configuración de la prueba esté libre de fugas. El manómetro bajo prueba deberá ser colocado como si estuviera en servicio, para eliminar los errores de posición debido a la gravedad.

Existen dos técnicas de revisión, directa y de lectura invertida. Se recomienda el método directo, donde las presiones conocidas son aplicadas y las lecturas son tomadas del manómetro bajo prueba. Cuando el manómetro bajo prueba tiene una graduación relativa, es conveniente utilizar el método invertido donde la presión aplicada es ajustada hasta alinear la aguja con el dial y entonces tomar lecturas en el patrón de presión. La técnica de lectura invertida frecuentemente es inexacta y no debería usarse. Después de registradas todas las lecturas es necesario calcular los errores asociados con cada punto de prueba, utilizando la siguiente formula:

% ERROR

=

VALOR REAL

VALOR LECTURA RANGO −

×

100

Graficando los errores individuales es posible visualizar todas las características del manómetro. La gráfica debe tener todas las cuatro curvas: Escala ascenso antes del golpe; ascenso después del golpe; descenso antes del golpe; descenso después del golpe. Golpee ligeramente el manómetro antes de leer, para eliminar la fricción. Los errores que se presentan en la calibración de un manómetro son error de cero de multiplicación y de angularidad, y se corrige con base en la calibración de instrumentos tipo articulación teniendo en cuenta los correspondientes ajustes. Otra de de las causas que provoca errores en la medida con manómetros es la fricción. Este error es definido como la diferencia en lecturas antes y después de un ligero golpe en la caja del manómetro. Si es excesivo el movimiento, deberá ser reemplazado. Una causa posible de fricción excesiva es un ajuste impropio del pelo. El pelo deberá ser nivelado y las espiras no deberán tocar o distorsionarse en cualquier punto entre cero y la escala completa. El torque del pelo deberá también estar en un nivel cercano al óptimo

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adecuado sin ser excesivo. Algunos tubos bourdon tienen una propiedad del material conocida como histéresis. Esta característica da como resultado diferencia entre la curva de escala ascenso y escala descenso. Esta clase de error no puede ser eliminado, por ajuste del movimiento del manómetro o por la posición de la c arátula. Se compara directamente el instrumento a prueba o a calibrar con el patrón adecuado, éste por supuesto que sea apto para serlo (buena precisión y patronado), por medio de un banco de pruebas para manómetros que según sea el caso será de liquido (en general aceite hidráulico) o de aires (es muy frecuente usar gas nitrógeno para evitar la humedad presente en el aire corriente), esto con el fin de determinar los valores de la lectura del instrumento a calibrar y compararlos con los valores del instrumento patrón. Las mediciones tendrán que cubrir toda la extensión de la escala de medición, hechas de manera creciente hasta alcanzar su valor máximo o rango y posteriormente, después de un lapso de tiempo en carga de presión máxima para observar si hay efectos de histéresis, repetir las mediciones ahora de manera decreciente hasta regresar a su valor de partida. Una calibración precisa y correcta requiere de por lo menos unas diez mediciones (tanto en subida como en bajada) espaciadas regularmente, comenzando la primera aproximadamente en el 10% de la escala y con un tiempo en carga en el intermedio de la prueba no menor a 10 minutos. Antes de cada lectura es conveniente golpear suavemente al manómetro para liberar o aliviar al mecanismo de fricciones y obtener así una buena lectura. Inspeccione el manómetro por precisión . Muchas veces los manómetros están simplemente «fuera de

cero» y un simple ajuste del puntero utilizando la aguja micrométrica es lo correcto. Si la inspección muestra que el manómetro requiere ser recalibrado para corregir errores de multiplicación y/o angularidad, proceda como sigue según el procedimiento de calibración. Figura 9. Dispositivos De Un Manómetro

Estas consideraciones nos indican que el manómetro debe ser calibrado: Doblamiento o desunión de las agujas debido a altas pulsaciones de presión. Ventanas quebradas que deberán ser remplazadas para mantener libre de impurezas las partes internas. Pérdida del llenado del manómetro. Casos de daño o abolladuras y/o grietas.

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Cualquier señal de fuga del fluido a través de manómetro, incluidas las conexiones. Decoloración del llenado que impide la lectura legi ble. Nota. No recomienda el movimiento de manómetros de una aplicación a otra. Figura 10. Manómetros Test Gauge Y Digital

Nota. En la figura 10 se observa los dos principales productos empleados como manómetros patrón.

2.1.10.1 Procedimiento De Calibración. 2.1.10.1.1. Instrumentos Y Herramientas Necesarias.

Estuche herramientas milimétricas. Extractor de punteros. Peso muerto hidráulico o Bomba Hidráulica con su respectivo Test Gauge Caja de herramienta general. 2.1.10.1.2 Descripción De Las Actividades

1. Cerrar la válvula de conexión al proceso. 2. Abrir lentamente la válvula de venteo y despresionar el manómetro. 3. Inspeccionar el estado en que se encuentra. 4. Desmontar y llevar el indicador al banco de trabajo. 5. Montar el indicador en el peso muerto o hacer un montaje con el Test Gauge con una escala no superior al 200% del rango de calibración 

a. b. c. d. e.

Montaje en el peso muerto:

Cerciorarse de que la base del probador este perfectamente nivelada. Conectar el medidor que se ha de probar a la línea Confrontar el nivel de aceite en el cilindro Introducir el pistón en el cilindro y colocar la plataforma. Colocar pesos sobre la plataforma hasta que se obtenga la presión que se desea.

Advertencia: No hacer subir el pistón más arriba de la posición indicada por la marca índice, pues si así se

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hiciera habría peligro de doblar el pistón. También pueden caerse las pesas y causar daños al operador y al equipo. f. Apretar el pistón hasta que la plataforma flote libremente sobre la columna de aceite y quede en su posición la marca índice del pistón. g. Hacer girar permanentemente con la mano la plataforma. Esto elimina la fricción entre el pistón y el cilindro. h. Dar unos toques suaves al medidor y leer. i. Si se encuentra con considerable desviación se procede a desensamblar el indicador para verificar el estado de sus componentes internos, en caso de encontrar cualquiera de ellos defectuosos o en mal estado, se debe reemplazar la parte en los casos que se pueda. 

Ajuste interno del manómetro.

a. Retire el anillo, la ventana y la tapa de la parte trasera. b. Hacer mantenimiento, limpieza y lubricación de las partes internas del manómetro. c. Presurice el manómetro una vez a escala completa y devuelva a cero. d. Ajuste la aguja micrométrica de modo que descanse en la posición de cero verdadero. e. Aplique la presión total de la escala y vea la magnitud de desfase que tiene el recorrido de la aguja. f. Si el error de recorrido excede el 0.25%, afloje el tomillo más bajo del eslabón y mueva el extremo del mismo hacia el mecanismo para incrementar el recorrido o hacia afuera para disminuir el mismo. Un ajuste de 0.004 de pulgada puede cambiar el recorrido aproximadamente 1%. Este es un procedimiento repetitivo el cuál frecuentemente requiere más de un ajuste de la posición del eslabón y el posterior chequeo del error cero y presión a escala completa. g. Aplique presión a la mitad de la escala y note el error en la lectura. Aun cuando el manómetro sea exacto a cero y a escala completa, puede ser inexacto en el punto medio. Esto es llamado error de angularidad, y es minimizado rotando el mecanismo. Si el error es positivo, el mecanismo deberá rotarse en dirección contraria al de las manecillas del reloj. Rotando el mecanismo un grado cambiará este error en aproximadamente un 0.25%. La rotación del movimiento frecuentemente afecta la multiplicación y deberá ser seguida de chequeos y reajustes si es necesario. h. El error de fricción es la diferencia entre las lecturas antes y después del golpe, no debe exceder la precisión básica del manómetro. Si este error es excesivo se debe ajustar la tensión y el torque del espiral o pelo y el sector dentado. i. Revisar la calibración en 0-25-50-75 y 100% del rango total, para obtener una calibración más exacta se realizan 10 mediciones subiendo en la escala y diez bajando, luego con los datos obtenidos se realiza el calculo de los errores (linealidad, multiplicación y angularidad) y se grafican Hacer los ajustes de multiplicación, linealidad y los necesarios para obtener la calibración. 6. Una vez calibrado el indicador se debe hacer un certificado de calibración con las respectivas anotaciones. pegar un sticker en el manómetro, el cual contenga los datos de la empresa que calibro y fecha. 7. Colocar cinta teflón en la rosca del manómetro y roscar teniendo cuidado de no apretarlo demasiado. 8. Cerrar la válvula de drenaje. 9. Abrir la válvula de conexión al proceso. 10. Entregar el instrumento con el visto bueno del supervisor. 11. Elaborar el respectivo registro de certificado de calibración.

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2.2 Indicadores de Nivel. 2.2.1 Indicador De Nivel De Cristal.

Consta de un tubo de vidrio soportado sobre dos válvulas de cierre hermético, las cuales vienen provistas con sellos en donde se acopla el tubo. Este sistema opera por vasos comunicantes (ver Figura 11) El ensamblaje tiene integrado dos guardas (varillas) metálicas dispuestas paralelamente al tubo para protegerlo o algunas veces viene cubierto con un plástico transparente. Se utiliza normalmente en sistemas de proceso por debajo de 600 PSI a baja temperatura y que maneje fluidos no peligrosos. Figura 11. Indicadores De Nivel De Cristal

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2.2.1.1 Accesorios De Los Indicadores De Nivel. Entre los dispositivos que complementan una instalación correcta y segura de un nivel de vidrio deben mencionarse las válvulas de cierre hermético, ubicadas en la parte superior e inferior del conjunto de nivel, las cuales vienen provistas de unos cheques (bolas), que sellan y evitan que el producto se salga del recipiente cuando se presenta en forma accidental una rotura de las laminas de vidrio.

Es importante instalar una válvula de drenaje para sacar de servicio el indicador cuando sea necesario y para limpiar el visor drenando el fluido. Cuando algunos niveles de vidrio se encuentran instalados en sitios donde la visibilidad es deficiente o el líquido es opaco, se recomienda la instalación de un bombillo en una hoja de plexiglás la cual distribuye la luz uniformemente a lo largo del indicador. La instalación de la iluminación debe hacerse de acuerdo a la clasificación de las áreas para equipo eléctrico. Figura 12. Inconvenientes En Los Cristales

Caso 1: El indicador esta operando de manera eficiente y se puede ver que las esferas permanecen en las

ranuras.

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Caso 2 : Se presenta una ruptura del vidrio indicador, las esferas sellan debido a la diferencia de presión. Caso 3 : Las esferas son empujadas por las válvulas para permitir la comunicación entre el tanque y el visor.

Las válvulas deben regresar a su posición inicial para que las esferas puedan sellar en caso de una nueva falla. La exactitud de los indicadores de vidrio es buena pero depende de la limpieza y mantenimiento de la cámara y los vidrios. Una desventaja es que no se pueden adaptar otros instrumentos al indicador. 2.2.1.2 Mantenimiento Del Visor De Nivel. Las partes del visor están sujetas al uso normal y deben inspeccionarse periódicamente. La frecuencia de mantenimiento y limpieza, depende de la severidad de las condiciones de operación. La inspección periódica asegura el buen funcionamiento del equipo. Es importante seguir los requisitos de fabricación (presiones, temperaturas, tolerancias y dimensiones, etc.). ADVERTENCIA: No proceda con el mantenimiento si el indicador se encuentra en operación. Libere la

unidad de presión 2.2.1.2.1 Sacar De Servicio El Visor.

a. Cerrar la válvula de la línea inferior. b. Cerrar la válvula de la línea superior. c. Abrir la válvula de drenaje. Nota: Para una limpieza del visor en el sitio de trabajo abra suavemente la válvula de la línea superior teniendo abierta la válvula de drenaje. d. Desmontar el vidrio por la parte superior, teniendo en cuenta de no romperlo. e. Hacer limpieza al vidrio, a la cámara y a las conexiones. f. Instale nuevamente el vidrio en la cámara. 2.2.1.2.2

Puesta En Marcha Del Visor.

a. Revise las conexiones entre la cámara y la vasija para asegurar la unión apropiada. b. Cierre la válvula de drenaje. c. Abra la válvula de cierre de la conexión de arriba. d. Lentamente abra la válvula de cierre de la conexión del fondo para permitir una igualación gradual de nivel en la cámara . e. Revise que no existan escapes en las conexiones, si no hay escapes, unidad está lista para el uso. f. Reporte el respectivo mantenimiento. 2.2.2 Indicador De Nivel Magnético. Figura 13. Indicador Magnético De Nivel

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El indicador magnético de nivel (figura 13) es usado para determinar el nivel de líquido contenido en un tanque. Este indicador elimina la necesidad de utilizar vidrio como visor, previniendo situaciones de peligro por el rompimiento de este, evitando así derramamientos de químicos. Para la operación apropiada, el medidor de nivel magnético debe estar en posición vertical. Las conexiones de la vasija deben estar completamente alineadas, para esto utilizar una plomada. La vasija debe estar libre de suciedad que pueda alterar el funcionamiento del indicador. Este instrumento cuenta con tres principales componentes: 1) Cámara de medida. 2) Flotador magnético. 3) Ensamble de aletas magnéticas (bi-color). La cámara de medida es montada vertical y paralelamente al tanque, en un lugar de fácil acceso y visibilidad. El nivel del líquido normal debe ubicarse en el rango medio de la escala del indicador. Dentro de la cámara de medida hay un flotador cilíndrico magnético que proporciona radialmente ( 360 grados ) un campo de flujo magnético. Cada flotador es pesado internamente con base en la gravedad específica para que el nivel del líquido coincida con la altura de los imanes dentro del flotador. Junto a la cámara de medida se encuentra un ensamble de aletas magnéticas, que es el medio de indicación visual del nivel del líquido. Este ensamble esta compuesto de una serie de aletas fluorescentes bi-color. Con los movimientos ascendentes y descendentes del flotador magnético en la cámara de medida, causado por el nivel del líquido, el campo de flujo magnético del flotador reacciona con las aletas magnéticas causando que estas giren 180 grados. Al girar las aletas presentan el otro color, indicando así el nivel del

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líquido en el tanque. La unidad puede configurarse con un transmisor electro magnético con una salida de 4 a 20 mA, con switches para alarmas por alto y bajo nivel, con una variedad de configuraciones. 2.2.2.1 Características Del Flotador. Cada flotador (ver figura 14) es escogido teniendo en cuenta la gravedad específica de los fluidos del proceso. El indicador, montado en la cámara de afuera, contiene un seguidor con una serie de láminas magnéticas que se acoplan con el flotador. El imán contenido en el flotador hace levantar las láminas o bajar dando la indicación visual del nivel. Figura 14. Flotador Magnético

Contiene un campo magnético de 360 grados y proporciona una constante interacción con las aletas en un flujo turbulento. Su peso interno esta basado en el peso específico, permitiendo que el nivel del líquido coincida con la altura del flotador. Su forma cilíndrica asegura mayor exactitud en aplicaciones de interfase de gravedad específica. Su imán esta compuesto de tierras raras que contiene alto volumen de energía y es muy resistente a la des-imantación y a las altas temperaturas. La mínima gravedad especifica del flotador normal es de 0.50 La máxima presión de trabajo es de 1200 psig. La máxima temperatura de trabajo es de 500 °F. 2.2.2.2 Instalación Del Transmisor En El Indicador. Este transmisor acoplado al indicador de nivel es utilizado para alarmar por alto o bajo nivel. El transmisor se instala directamente sobre el indicador magnético de nivel. El montaje del transmisor se hace junto a la cámara de medida, a la derecha o a la izquierda del ensamble de las aletas magnéticas. El tubo sensor es sujetado al ensamble de las aletas con abrazaderas apretándolas suavemente. En la instalación del tubo sensor es necesario una zona inactiva de 3 pulgadas en la parte inferior y en la parte superior. Nota: La cabeza del transmisor puede ser rotada 360°.

2.2.2.3 Puesta En Marcha.

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Revise las conexiones entre la cámara y la vasija para asegurar un acoplamiento apropiado y libre de escapes. Cierre el drenaje. Abra la válvula de la conexión superior.} Lentamente abra la válvula de cierre de la conexión inferior para permitir una igualación gradual de nivel en la cámara. Revise que no existan escapes en las conexiones, si no hay escapes, la unidad está lista para el uso. 2.2.2.4 Mantenimiento. Las partes del indicador están sujetas al uso normal y deben inspeccionarse y reemplazarse cuando sea necesario. La frecuencia de inspección y de reemplazo de repuestos, depende de la severidad de las condiciones de operación. Las prácticas de mantenimiento exigen la inspección periódica para asegurar el buen funcionamiento del equipo. Es importante seguir los requisitos de fabricación (presiones, temperaturas, tolerancias y dimensiones, etc.). ADVERTENCIA: No proceda con el mantenimiento si el indicador se encuentra en operación. Libere la unidad de presión Para limpiar con aspiradora, permítale alcanzar la temperatura ambiente, y purgué de todos los fluidos. Si el líquido del proceso está sucio o contiene depósitos, se recomienda vaciar el instrumento periódicamente. 2.2.2.4.1

Sacar De Servicio El Indicador.

a. Desconecte cualquier línea que proporcione poder eléctrico a swiches o transmisores acoplados al indicador. b. Cerrar la válvula de la línea inferior. c. Cerrar la válvula de la línea superior. d. Abrir la válvula de drenaje. Nota: Para una limpieza del indicador en el sitio de trabajo abra suavemente la válvula de la línea superior teniendo abierta la válvula de drenaje. e. Desmonte la cámara de las aletas y revise si están pegadas o desajustadas. Cambie las aletas en mal estado. f. Limpie y lubrique el juego de aletas. Nota: para limpiar con aspiradora, permítale alcanzar la temperatura ambiente, y purgué de todos los fluidos. Si el líquido del proceso está sucio o contiene depósitos, se recomienda vaciar el instrumento periódicamente. g. Instale nuevamente el juego de aletas. 2.2.2.4.2

Puesta En Marcha Del Indicador Magnético

a. Revise las conexiones entre la cámara y la vasija para asegurar la unión apropiada. b. Cierre la válvula de drenaje. c. Abra la válvula de cierre de la conexión de arriba. d. Lentamente abra la válvula de cierre de la conexión del fondo para permitir una igualación gradual de nivel en la cámara . e. Revise que no existan escapes en las conexiones, si no hay escapes, unidad está lista para el uso. f. Elabore el respectivo informe de mantenimiento.

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2.3

Indicador Totalizador De Flujo.

2.3.1 Panel. Figura 15. Analizador De Flujo MC II

El Analizador o totalizador de Flujo de Halliburton Modelo MC-II (figura 15) recibe pulsos magnéticos originados por el paso del fluido por la turbina y proporciona un registro de flujo totalizado e indicación de la rata de flujo utilizando un microprocesador. El flujo acumulado y la rata de flujo se muestran en dos pantallas (displays ) de cristal líquidos (LCD’s). En ambos displays se indican propiamente las unidades respectivas de medida. Los M C-II tienen la ventaja de trabajar con baterías que pueden durar de tres a cinco años, cuenta con una caja anticorrosiva e impermeable. Por esto es ideal para el uso en locaciones remotas y ambientes extremos. 2.3.1.1 Descripción Del Analizador MC-II. El panel frontal del totalizador MC-II presenta dos pequeñas pantallas digitales y un panel de botones para su operación.

La pantalla superior indica el TOTAL de flujo que ha pasado por el medidor, y aunque las unidades de flujo vienen pre-impresas en el panel en BBLS, pueden ser cambiadas determinando e introduciendo un factor de calibración llamado “divisor”. De esta forma el TOTAL podrá ser leído en Bbl, m 3, Ft 3, gal, etc. Dependiendo del factor que se halla determinado y calibrado. La pantalla inferior indica el caudal instantáneo que esta pasando por el medidor. De igual forma las unidades están pre-impresas en el panel como (BPD) pero pueden ser cambiadas determinando e introduciendo un factor de calibración llamado “factor multiplicador”. Los primeros cuatro botones son utilizados para el proceso de calibración y se encuentran agrupados en el

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panel frontal bajo un titulo de calibración. El primer botón “ACCESS”, es utilizado solamente para acceder al modo de calibración cuando se oprime al mismo tiempo durante 3 seg. Con el botón “ENTER / STEP”. El segundo botón “DEC POINT”, es utilizado durante el modo de calibración para introducir el punto decimal en los factores calculados. El botón “INCREMENT”, se utiliza durante el proceso de calibración para incrementar 1 a 1 los dígitos en el proceso de calibración. El botón “ENTER / STEP”, como se dijo anteriormente se utiliza para acceder al modo de Calibración en conjunto con el botón “ACCESS”, pero también es utilizado para aceptar los cambios a través del proceso de calibración. El botón “VIEW DIV” puede ser utilizado en cualquier momento. Al ser oprimido por 3 seg. Mostrará los factores de calibración en las dos pantallas. En la superior mostrará el factor “divisor ” y en la inferior el factor “multiplicador ”. El ultimo botón “RESET”, se puede utilizar en cualquier momento para colocar en “ceros” el totalizador (Pantalla superior). El analizador de flujo MC-II esta acondicionado con varios modos de operación y es posible cambiar el modo de operación si es necesario. 2.3.1.2 Instrucciones De Instalación. Es montado directamente sobre el medidor de flujo (turbina), con la opción de ser instalado horizontal o verticalmente y un lugar que este libre de vibración, y sin exponer los displays a la luz directa del sol. (Ver Figuras 16 - 17 ).

Cada analizador se calibra para el funcionamiento con un factor particular del medidor de flujo dado por el fabricante, pero puede recalibrarse para cualquier medidor de flujo compatible. Los números de serie del medidor de flujo pueden encontrarse gravados en el cuerpo y en su empaque. El número de serie para el analizador M C-II se localiza en su parte trasera y en su empaque. Figura 16. Instalación Típica

Figura 17. Configuración Del Montaje

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2.3.1.2.1 Montaje Sobre El Medidor De Flujo. Después de que el medidor de flujo ha sido instalado en la línea según las instrucciones, se procede a instalar el conector pickup , es aconsejable engrasar las roscas del conector para facilitar el desmonte en un futuro. Por la misma razón engrase la rosca del pickup que acompaña el conector.

Acople el conector sobre el final del cable del analizador por medio del pickup y gire de la pieza móvil hasta que el conector se inserte totalmente y la pieza móvil quede firme. Ajuste los tornillos que sostienen la base del analizador. Figura 18. Componentes Del Analizador

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Colocado el MC-II en el medidor de flujo, tire el exceso de cable cuidadosamente a través del ojal encima del montaje superior. Ensamble la base del montaje en el adaptador del medidor de turbina y gire dos roscas extras hasta que quede firme. Es importante impedir que el cable se dañe mientras se esté apretando la base. Ajuste el M C-II en la mejor la posición para ver la lectura fácilmente y apriete los tornillos. El ángulo para ver el displays puede ser ajustado. 2.3.1.2.2 Montaje Remoto. El analizador de flujo MC-II está diseñado para una instalación directa sobre el medidor de flujo; pero si en este medidor de flujo existe vibración que afecta al analizador, el hardware del analizador de flujo esta diseñado para permitir una instalación en un soporte de 2”.

Figura 19. Frontal Del Analizador

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2.3.1.3 Operación. Después de la instalación y un montaje apropiado, el MCII está listo para la operación, pero es necesario calibrarlo para las condiciones en que va a trabajar. Lea la sección de calibración .

Cuando el fluido empieza el paso a través del medidor de flujo, el MC II en los displays debe registrar el volumen total acumulado y el caudal instantáneo. El punto decimal aparece en su posición apropiada en el display cuando las unidades de su calibración son apropiadas. Para observar los factores de calibración presione por 3 segundos el botón “VIEW DIV”. En la pantalla superior mostrara el factor “Divisor ”, y en la inferior el factor “Multiplicador ” (Ver figura 19 ). El flujo total acumulado, puede restablecerse a cero presionando por unos segundos el botón "RESET" si esta función es habilitada (Refiérase a la calibración ). 2.3.1.4 Mantenimiento. Para tener el acceso a la parte interna del analizador MCII, suelte los ocho tornillos puestos alrededor de la caja en la parte trasera. Una vez estos tornillos están sueltos el frontal del MCII debe salir, soltar los tornillos que sujetan la tarjeta con las correas plásticas. Use un destornillador de pala delgada para sacar el frontal fácilmente. Deben sacarse la batería y la tarjeta del circuito para reparar. 2.3.1.4.1 Cambio De Batería. La batería usada en el MCII tiene una vida de aproximadamente tres a cinco años. Esta batería tiene una curva de descarga muy lenta, no se recomienda medir el voltaje de la batería. Cuando la batería se reemplaza, la batería nueva debe conectarse a los terminales de la batería vieja antes

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de desconectarla para prevenir perder la información de la calibración. Es aconsejable grabar la fecha del reemplazo para poder determinar la fecha del próximo cambio de batería. 2.3.1.4.2 Ensamble Del Circuito. Este circuito contiene componentes electrónicos. Para remover éste circuito, afloje los cuatro tornillos localizados en las esquinas de la tarjeta electrónica y desconecte, la batería, el cable de señal, y el frontal. 2.3.1.4.3 Recalibración. Para proporcionar la máxima exactitud, el MCII debe recalibrarse siempre que su medidor de flujo (turbina) tenga un nuevo rotor y kit de turbina, o siempre que el MC II se use con otro medidor de flujo con un factor de la calibración diferente. (Refiérase a la sección de la calibración .). Cambiando la calibración de un MC II no se borrara el flujo acumulado que esté grabado a ese tiempo. Se agregará el flujo adicional a ese total basado en la nueva información de la calibración. 2.3.1.5 Calibración. Los analizadores de flujo MC-II tienen diferentes modos de operación. Cada MC-II tiene su modo de operación específica en su orden. Es posible cambiar el modo de funcionamiento en el campo si el necesario. Figura 20. Posición De Los Jumper En La Tarjeta Electrónica

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2.3.1.5.1 Modo De Operación. El analizador de flujo MC-II tiene tres funciones para controlar con diferentes “Jumpers” o seguros internos que se encuentran en la tarjeta electrónica. Estas funciones son: (ver figuras 20 - 21).

Capacidad para calibrar. Capacidad para poner en ceros el totalizador. Capacidad para especificar las unidades de caudal. Ejemplo: Figura 21. Posición De Los Jumpers

ONC = ACTIVADO (solo para calibrar el factor divisor (pantalla superior)). RST = DESACTIVADO (no permite poner en ceros el totalizador desde el panel frontal). CAL = ACTIVADO (permite ingresar al modo de calibración desde el panel frontal). Calibración. El seguro de calibración CAL, activa o desactiva la posibilidad de poder calibrar el

MC-II desde el panel frontal sin tener que abrir la caja. Si el operador desea tener acceso a modo de calibración desde el panel frontal en todo momento, el seguro “jumper” debe estar colocado en la posición de ACTIVADO “enable”. Si el operador no desea que el modo de calibración sea accesado desde el panel frontal, el seguro “ jumper” debe estar en la posición DESACTIVADO “disable”. Si el seguro se encuentra en la posición DESACTIVADO, la caja del MC-II debe ser abierta y el seguro movido a la posición ACTIVADO para poder calibrar la unidad. El seguro “ jumper ” debe volver a la posición DESACTIVADO nuevamente cuando la calibración ha terminado. Reset. Este botón en el panel frontal permite colocar nuevamente en “ceros” el totalizador dependiendo la posición del seguro “jumper” RST en el interior de la caja. Si el operador desea poner en ceros el totalizador en cualquier momento, el “jumper” o seguro debe estar colocado en la posición de ACTIVADO, si el operador no desea tener esta posibilidad en todo momento entonces el seguro debe estar en DESACTIVADO.El analizador tiene la opción de restablecimiento (Reset ) en el panel frontal sin ser necesaria la abertura de la caja. Este botón en el panel frontal permite colocar nuevamente en “ceros” el totalizador dependiendo la posición del seguro “jumper” RST en el interior de la caja. Si el operador desea poner en ceros el analizador en cualquier momento, el “ jumper” debe ponerse en la posición de ACTIVADO. Si el operador no desea restablecer el analizador en cualquier momento con el botón ”RESET” del panel frontal, el jumper debe estar DESACTIVADO. Rata de multiplicación. El analizador MC-II puede calcular automáticamente el factor multiplicador para ser usado en la determinación del caudal de flujo si la unidad de tiempo deseada es “por Día”. Ejemplo Bbl/día, m3 /día, ft3 /día, gal/día. Si otra unidad de tiempo es requerida es posible entonces introducir un factor multiplicador calculado por el operador dependiendo de la unidad de tiempo deseada Ej. Bbl/min, m 3 /h, ft 3 /h, gal/min, etc. Si el operador desea que el MC-II calcule automáticamente el factor multiplicador el “jumper” o seguro ONC (one number calibration) debe estar puesto en la posición ACTIVADO, si el operador requiere

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configurar un factor multiplicador entonces el “jumper” o seguro ONC debe estar puesto en la posición DESACTIVADO. 2.3.1.5.2 Calculo Del Divisor. La señal del medidor de flujo usado con el analizador es amplificada y se guarda en el circuito electrónico. El divisor, es un número de medida de flujo de pulsos por unidad de volumen, que es programado en el analizador. Haciendo cálculos continuos con base en el número de pulsos guardados y en el divisor, el analizador genera las lecturas de volumen total o acumulado.

El factor divisor para un medidor de líquido esta determinado por el Factor de Calibración del medidor (turbina) que ha sido determinado en la fabrica y se encuentra escrito en una banda plástica alrededor del conector del colector de pulsos en la turbina. Las unidades de este factor son pulsos/gal. Medidas de flujo líquido. El divisor para la medida de un líquido es determinado por el factor de calibración en la medida de flujo y un factor de conversión apropiado para las unidades deseadas del registro. Ejemplo:

Se tiene una turbina de 2” con un factor de calibración de 55.2 pulsos por galón. Se desea tener unidades de registro en barriles. El divisor seria:

55.2

Pul GAL x 42 GAL BBL

=

2318.4

Pul BBL

=

2318

Pul BBL

El divisor debe redondearse al número entero más cercano. En este ejemplo, 55.2 pulsos por galón es el factor de calibración, 42 galones por barril es el factor de conversión apropiado para la unidad de medida deseada, y 2.318 es el divisor resultante. Un divisor para otras unidades de medida deben calcularse de manera similar. Si se hubieran deseado unidades de registro en décimas de barriles el factor de conversión seria 4.2 galones por décimas de barril y el divisor será 232. El divisor máximo que puede teclearse es 32.767. El analizador MC-II no aceptara un divisor mayor a 32.767 ni un divisor de cero. Medidas de flujo de gas. El divisor en la medida de gas es determinado por el factor de calibración en la medida del flujo y un factor apropiado de conversión para las unidades deseadas en el registro. Generalmente es necesario compensar el divisor en la medición de gas ya que este se refiere a volúmenes estándar normales y no a los reales. Los volúmenes de gas medidos son afectados por la presión y la temperatura. Si el flujo fluye a temperatura y presión constante, es posible ajustar el divisor para registrar volúmenes estándar usando la siguiente ecuación:

Divisor =

CF x PS x TF PF x TS

Donde: CF = Factor de calibración (pulsos/ACF)

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PS = Presión estándar 14.69 Psia PF = Presión de flujo Psia TF = Temperatura de flujo (°R) TS = Temperatura estándar 519.69 °R (60°F) Ejemplo:

Suponga que se tiene instalada en la línea una turbina de 2” para la medición de gas, con un factor de calibración de 124.36 pulsos/ACF, con una presión de operación de 70 PSIG y una temperatura de operación de 80 °F. Se necesitan unidades de regis tro en MCF. El divisor es:

124.36 x 14.69 x (80 + 459.69 ) 1000 CF x 1MCF (70 + 14.69 ) x 519.69

=

22401.15

P MCF

=

22.401

P MCF

El divisor debe ser redondeado al número entero más cercano. Para obtener un divisor en otras unidades de medida se procede de manera similar. El máximo divisor que se debe introducir es 32.767. El analizador no acepta un divisor de cero. 2.3.1.5.3 Calculo Del Multiplicador. El multiplicador es un número que producirá la lectura deseada del caudal por la medida de su frecuencia de flujo. Este numero se calculara automáticamente para las unidades seleccionadas (Barriles/Día) cuando el analizador esta en el modo numero de calibración. (Nota en algunos casos el modo del numero de calibración no corresponde al deseado, en este caso consulte la tabla 1).

Cuando en la lectura del caudal se requiere otro volumen por día, o una mayor exactitud, el multiplicador puede calcularse de la siguiente manera:

MULTIPLICADOR

=

TC C F x CON

Donde: TC = Conversión de tiempo (segundos / unidades de tiempo) CF = Factor de calibración de la turbina (pulsos / Galón) CON = Factor de conversión (Galón / Unidad de volumen)

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Tabla 1. Máximo Tamaño Del Multiplicador

+ Debido a un multiplicador tan pequeño (menos de .001), no se recomienda leer el multiplicador en estas unidades de medida. * No debe usarse este número. Ejemplo

Se tiene una turbina de 1” con un factor de calibración de 891.54 pulsos por Galón, se quiere leer el caudal en Barriles por Día. El multiplicador Será:

86400 Segundos/Día 891.54Pulsos/Galon x 42 Galon/Barril

=

2.307

Ejemplo:

Se tiene una turbina de ¾” con un factor de calibración de 2891.83 Pulsos por Galón. Se requiere una lectura en galones por minuto. El multiplicador seria:

60 Segundos/Minuto 2891.83Pulsos/Galon x Galon/Galon

=

0.021

El menor multiplicador permitido es 0.001. Para no exceder la capacidad del display, el multiplicador debe seleccionarse tal que los dígitos entrados correspondan a los de la tabla 1. 2.3.1.6 Procedimiento De Calibración.

a. Informar al operador del trabajo a realizar. b. Soltar cable y Pickup magnético del cuerpo de la turbina.

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c. Trasladar al banco de pruebas en el taller el medidor electrónico. d. Desarme el medidor, tomar dato de acumulado y desconectar la batería, medir voltaje de carga (no recomendable ) y cambiar si es necesario. e. Hacer mantenimiento tarjetas electrónicas, cambiar si es necesario, y verificar estado del paquete silica gel. f. Conectar batería, hacer el cambio de los switch y realizar el procedimiento de introducir el nuevo valor que tiene la turbina que se instalo. g. Entrada Del Divisor 1. 2.

Calcular el factor Divisor (ver sección 2.3.1.5.2 ). Ingresar el factor Divisor al analizador usando los botones del panel frontal (ver figura 19 ).

Presionar simultáneamente los botones “ACCESS” y “ENTER/STEP”. (El seguro o “jumper” de calibración CAL debe estar en la posición ACTIVADO, si no es así no se podrá accesar al modo de calibración hasta que la unidad sea abierta y el seguro movido de posición ), Al oprimir estos dos botones ambas pantallas deben quedar con un cero al lado derecho. Presionar el botón “INCREMENT” repetidamente hasta que la posición del número sea igual al digito  del número calculado del divisor que se quiere introducir (El factor debe introducirse digito a digito de derecha a izquierda).  Presionar el botón “ENTER/STEP”; un cero aparecerá en el siguiente digito de la pantalla. Use de nuevo el botón “INCREMENT” para obtener el número correspondiente a esta posición.  Repita el procedimiento anterior para la entrada de los otros dígitos del divisor.  Nota: Cuando se ha entrado el ultimo digito del divisor y el botón “ENTER/STEP se ha presionado después de la entrada del quinto digito, aparecerá una “L” en el display de volumen total. Esta es la señal para indicar que el punto decimal debe ser introducido. Presione el botón “DEC: POINT” repetidamente para ubicar el punto decimal en la posición  correspondiente para las unidades de registro determinadas para el divisor (décimo, centésimo, milésimo y numero entero). Presionar el botón “ENTER/STEP”.  Nota: Si el seguro “jumper” de ONC se encuentra ACTIVO, el factor multiplicador será calculado automáticamente por el dispositivo. De lo contrario un cero aparecerá en la pantalla inferior indicando que debe introducir el factor multiplicador. h. Entrada De La Rata Del Multiplicador. 

1. Calcular el factor Multiplicador (ver sección 2.3.1.5.3 ). 2. Ingresar el factor Multiplicador al analizador usando el panel frontal (ver figura 19 ). Nota: el “jumper” o seguro ONC en el interior del analizador MC II debe encontrarse en la posición DESACTIVADO. En la entrada del multiplicador se inicia con un cero en el digito derecho en el display de caudal. Presionar el botón “INCREMENT” repetidamente hasta que la posición del número sea igual al digito del número calculado del multiplicador.  Presionar el botón “ENTER / STEP”. Un cero aparecerá en el siguiente digito superior del display. Usar el botón “INCREMET” para obtener un número en la posición correspondiente al número del  multiplicador.  Repita el procedimiento anterior hasta que los dígitos del multiplicador sean ingresados. Nota: Es necesario entrar ceros en las posiciones superiores en el caso de multiplicadores con menos dígitos. 

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Presione el botón “ENTER / STEP”, una “L” aparecerá en el display de caudal. Para ingresar la posición del punto decimal. Presione el botón “DEC: POINT” repetidamente para ubicar el punto decimal en la posición  correspondiente para las unidades de registro determinadas para el divisor (décimo, centésimo, milésimo y numero entero). Presionar el botón “ENTER/STEP”.  Nota: Después del procedimiento anterior el analizador de flujo HALLIBURTON MC–II esta listo para su funcionamiento i. Revisar continuidad del cable al sensor, verificar estado cambiarlo si es necesario. j. Revisar Pickup magnético, cambiarlo si es necesario. k. Realizar prueba de operación conectando el cable al Pickup y luego pasar una laminilla varias veces por el Pickut y observar en el display una secuencia de números. Si esto no sucede cambiar el Pickut. l. Una vez terminado el chequeo del medidor, se debe pegar un sticker dentro del analizador, con los datos: empresa que calibró, y fecha de calibración. m. Instalar el equipo en el sitio. n. Entregar el instrumento con el visto bueno del supervisor. o. Informe y certificado de Calibración. 

2.3.2 Turbina. Figura 22. Turbinas

Este instrumento (figura 22) tiene por objeto medir el flujo que pasa a través de una tubería, se fundamenta en la medición del flujo por velocidad. Instalado con el analizador HALLIBURTON es capaz de medir el flujo instantáneo y el acumulado. Ver capitulo anterior. Este instrumento es adecuado para la medida de caudales de fluidos limpios o filtrados. Debe instalarse de tal modo que no se vacíe cuando cesa el caudal ya que el choque del fluido a alta velocidad contra el medidor vació lo dañaría seriamente. La sobrevelocidad por exceso de caudal puede ser también perjudicial para el instrumento. En la figura 23 se puede observar la estructura interna de una turbina. La instalación y acoplamiento del

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cuerpo de la turbina y su estructura interna debe hacerse de manera cuidadosa ya que un pequeño daño produciría un error significativo en la medida del flujo. Al finalizar la instalación el rotor debe girar sin ningún rozamiento. 2.3.2.1 Selección De La Turbina. Para obtener óptimos resultados en la medición del fluido con la utilización de la turbina es aconsejable tener en cuenta los siguientes aspectos:

Baja viscosidad. Presión máxima del fluido. Temperatura máxima (temperatura de operación constante). Fluido libre de partículas (sólidos). Corrosividad del fluido. Figura 23. Estructura Interna De La Turbina

2.3.2.1 Mantenimiento De La Turbina. 2.3.2.1.1 Instrucciones de instalación.

1. Retire el anillo retenedor de la ranura. 2. Retire las aletas y el rotor flujo arriba y flujo abajo. Si las aletas están atoradas, retírelos con pequeños golpes utilizando un martillo y una vara plástica o de madera. 3. Remueva el anillo retenedor interno y el rotor

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4. Limpie bien el cuerpo de la turbina con un estropajo. 5. Limpie apropiadamente las ranuras de los anillos retenedores para asegurar un sentado correcto de los nuevos anillos. 2.3.2.1.2 Cambio Del Kit De Reparación. 

Turbinas De 3/8 A 3 Pulgadas (ver figura 24 y tabla 2).

1. Inserte las aletas flujo abajo (downstream), en la dirección correspondiente a la indicada por la flecha de la aleta. 2. instale el anillo retenedor downstream . 3. Inserte el rotor con la flecha adecuadamente alineada. Asegure que entre en dirección corriente abajo (downstream). 4. Coloque corriente arriba (upstream) el aspa en el alojamiento (con la flecha que se encuentra en la hoja del aspa indicando el flujo) por medio de la ranura del pasador. Tal vez sea necesario girar el rotor para que el eje entre. NO FORCÉ EL ASPA EN CONTRA DEL ROTOR esto puede romper el eje del rotor. 5. Instale el anillo retenedor. 6. Asegure que el rotor gire libremente antes instalar el medidor de flujo en la línea. Turbinas de 4 A 8 Pulgadas (ver figura 25 y tabla 3).  1. Inserte el anillo retenedor interno flujo abajo (downstream). 2. Inserte las aletas flujo abajo (downstream), en la dirección correspondiente a la indicada por la flecha de la aleta. 3. instale el anillo retenedor flujo abajo 4. Inserte el rotor con la flecha adecuadamente alineada. Asegure que entre en dirección corriente abajo (downstream). 5. Instale el anillo retenedor. 6. Asegure que el rotor gire libremente antes instalar el medidor de flujo en la línea. 7. Informe de Mantenimiento. Tabla 2. Turbinas De 3/8 A 3 Pulgadas. MEDIDOR TAMAÑO DEL KIT 213/8” ½” ¾” 7/8” 1” 1-1/2” 2” 3”

GRADOS ESTÁNDAR 458.85 45 458.85538 458.45063 991.43516 458.85229 458.70076 458.70084 458.70077

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GRADOS INDUSTRIALES 458.0004 458.00021 458.00022 458.00030 458.00023 458.00024 458.00025 458.00026


Figura 24. Turbina De 3/8”- 3”

Tabla 3. Turbinas De 4 A 8 Pulgadas. MEDIDOR TAMAÑO DEL KIT

GRADOS ESTÁNDAR

GRADOS INDUSTRIALES

4”

458.70083

458.00027

6”

458.70079

458.00028

8”

458.70081

458.00029

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Figura 25. Turbina De 4” a 8”

2.4 Temperatura.

La medida de la temperatura constituye una de las mediciones más comunes que se efectúan en los procesos industriales. Por convención, todos los aparatos o dispositivos que se utilizan para la medición de la temperatura se denominan “termómetros”, sin embargo, para temperaturas considerables el dispositivo se denomina “pirometro”. 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, controlador etc. 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. Las mediciones de temperatura se basan en diferentes propiedades de la materia:         

Aumento en dimensiones Aumento de presión, a volumen constante. Cambio de la fuerza electromotriz. Cambio de la resistencia eléctrica. Cambio de estado. La expansión de líquidos la expansión de los sólidos La expansión de los gases la presión del vapor del liquido

Nota: Las propiedades termodinámicas de la materia (por ejemplo: la resistividad) cambian con las

variaciones de la temperatura y se pueden utilizar en el diseño de termómetros.

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A continuación se listan las principales características de los instrumento sensores de la temperatura: 2.4.1 Termómetros De Vidrio. Consiste en un deposito (ampolla) de vidrio que contiene un liquido que se comunica con un tubo capilar de vidrio que esta sellado en el extremo y que tiene marcada una escala para la indicación de mediciones en grados de una escala determinada de temperatura (figura 26).

El bulbo en la parte baja del termómetro contiene la mayor cantidad del liquido el cual se expande cuando se calienta y sube por el tubo capilar en el cual esta grabada una escala apropiada con marcas, en la parte superior del tubo se coloca un capilar en caso de que el margen de temperatura del termómetro se exceda de manera inadvertida. Los líquidos mas usados son el alcohol y el mercurio. El alcohol tiene la ventaja de poseer un coeficiente de expansión más alto que el del mercurio pero esta limitado a mediciones de baja temperatura debido a que tiende a hervir a temperaturas altas. El mercurio no puede usarse debajo de su punto de congelación de -38.78°F. El tamaño del ca pilar depende del tamaño del bulbo sensor, el líquido y los márgenes de temperatura deseados para el termómetro. Figura 26. Termómetro De Vidrio

Por lo general, los termómetros de mercurio en vidrio se aplican hasta 600°F (315°C) ; pero su alcance puede extenderse a 1000°F (338°C) llenando el espacio sobre el mercurio con un gas como el nitrógeno. Esto aumenta la presión en el mercurio, eleva su punto de ebullición y permite; por lo tanto, el uso de termómetro a temperaturas mas altas. 2.4.2 Termómetros De Bulbo Y Capilar. Estos termómetros consisten en un bulbo conectado por tubo capilar a un elemento en forma de hélice o espiral de bourdon situado en la caja del instrumento (figuras 2728). A medida que aumenta la temperatura y se dilata el líquido o se expande el gas en el bulbo, la hélice tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura.

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Figura 27. Termómetros De Capilar

Aunque los cambios de volumen son relativamente pequeños, las fuerzas ejercidas pueden ser grandes para accionar el elemento, y por consiguiente, este tipo de medida se considera buena para aparatos reguladores y registradores que requieran alto grado de estabilidad. Hay tres clases de este tipo de termómetros:    

Clase I Clase II Clase III Clase IV

: Termómetros actuados por liquido : Termómetros actuados por vapor : Termómetros actuados por gas ; Termómetros actuados por mercurio

Termómetros de líquido. Los termómetros actuados por líquido tienen el sistema de medición lleno de líquido y como su dilatación es proporcional a la temperatura, la escala de medición resulta uniforme. El volumen del líquido depende principalmente de la temperatura del bulbo, de la del capilar y de la del elemento de medición (temperatura ambiente). Los líquidos que se utilizan son, el alcohol y el éter. 

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Figura 28. Termómetros Tipo Bulbo

En un termómetro de líquido en dilatación, el sistema se llena completamente con un líquido apropiado y consiste en un bulbo conectado por tubo capilar a un elemento en forma de hélice o espiral de bourdon situado en la caja del instrumento. Aunque los cambios de volumen son relativamente pequeños, las fuerzas ejercidas pueden ser grandes para accionar el elemento, y por consiguiente, este tipo de medida se considera bueno para aparatos reguladores que requieran alto grado de estabilidad. Termómetros de vapor. En esta categoría, el bulbo o ampolla se llena de líquido hasta la mitad, y el resto de la ampolla y del tubo capilar se llenan con el líquido volátil y se basan en el principio de presión de vapor. La “presión del vapor” de un liquido depende solamente de la temperatura de liquido, por ello, la influencia sobre el elemento indicador de presión y sobre el tubo capilar es nula y por lo tanto no se necesita de compensación. La “presión de vapor” de un liquido se determina empíricamente como una función de la temperatura la curva resultante no es lineal; lo mismo aplica, por ende a la escala. 

Termómetros de gas. Los termómetros actuados por gas están completamente llenos de gas. Al subir la temperatura, la presión del gas aumenta proporcionalmente y por lo tanto estos termómetros tienen escalas lineales. 

La presión en el sistema depende principalmente de la temperatura del bulbo, pero también de la temperatura del tubo capilar y del elemento de medición, siendo necesario compensar la temperatura del ambiente en el sistema de medición. Termómetros de mercurio. Los termómetros actuados por mercurio son similares a los termómetros actuados por líquidos. 

2.4.3. Termómetros Bimetálicos.

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Figura 29. Termómetros Bimetálicos

Este termómetro (figura 29) consiste en una cinta hecha de dos metales de coeficientes de dilatación térmica muy diferente, soldados cara con cara en toda su longitud. La cinta puede ser casi recta o puede formar una espiral para conseguir mayor sensibilidad. Una elevación de temperatura cambia la curvatura de la cinta. Si uno de los extremos es fijo, un indicador unido al extremo libre se mueve sobre una escala graduada en temperaturas o una pluma se mueve sobre una tarjeta movible para registrar la temperatura. Las cintas bimetálicas se emplean para obrar sobre contactos eléctricos que controlan la temperatura. 2.4.4 Termómetros Sensibles A La Resistencia. Los metales puros tienen un coeficiente de resistencia de temperatura positivo bastante constante. El coeficiente de resistencia de temperatura, generalmente llamado coeficiente de temperatura es la razón de cambio de resistencia al cambio de temperatura. Un coeficiente positivo significa que la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura. Si el coeficiente es constante, significa que el factor de proporcionalidad entre la resistencia y la temperatura es constante y que la resistencia y la temperatura se graficarán en una línea recta.

Cuando se usa un alambre de metal puro para la medición de temperatura, se le refiere como detector resistivo de temperatura, o RTD (Resistive Temperature Detector ). Cuando se usan óxidos metálicos para la medición de temperatura, el material de oxido metálico esta conformado en forma que se asemejan a pequeños bulbos o pequeños capacitores. El dispositivo formado así se llama termistor . Como regla general, los termistores son preferibles cuando la banda de temperaturas esperada es angosta, mientras que los RTD son preferibles cuando la banda de temperatura esperada es amplia. 2.4.4.1. Detectores De Temperatura Resistivos (RTD). (Figura 30) Este detector se basa en el principio según el cual la resistencia de todos los metales depende de la temperatura. El cambio de temperatura es

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producido por la variación de una resistencia eléctrica, estos detectores se designan con las siglas RTD (Resistance Temperature Detector ). Estos instrumentos consisten en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado, bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o cerámica. El material que forma el conductor, se caracteriza por el "coeficiente de temperatura de resistencia" este se expresa en un cambio de resistencia en ohmios del conductor por grado de temperatura a una temperatura específica. El material empleado con mayor frecuencia para realizar medidas más exactas y estables es el platino, llamado a veces PRT (Platinum Resistance Thermometer). Los RTD más económicos utilizan níquel o aleaciones de níquel, pero no son tan estables ni lineales como los que emplean platino. En las figuras se muestran los termómetros de Platino y níquel respectivamente. Figura 30. RTD

2.4.4.2 Termistores. Los termistores (Thermistor, contracción de Tthermally Sensitive Resistor" ) son semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, por lo que presentan unas variaciones rápidas y extremadamente grandes para los cambios relativamente pequeños en la temperatura.

Estos instrumentos tienen coeficientes de temperatura negativos grandes que no son constantes. En otras palabras, el cambio de resistencia por unidad de cambio de temperatura es mucho mayor que para el metal puro, pero el cambio es en la otra dirección: “la resistencia disminuye a medida que se aumenta la temperatura”. El hecho de que el coeficiente no sea constante significa que el cambio en la resistencia por unidad de cambio de temperatura es diferente a diferentes temperaturas. Los termistores se conectan a puentes de Wheatstone convencionales o a otros circuitos de medida de resistencia. En intervalos amplios de temperatura, los termistores tienen características no lineales. Al tener un alto coeficiente de temperatura poseen una mayor sensibilidad y permiten incluso intervalos de medida de 1°C ( Span ).

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Los termistores, que son detectores resistivos fabricados normalmente de semiconductores cerámicos, ofrecen una impedancia mucho más alta que los RTD. Su alto rendimiento (un gran cambio de resistencia con un pequeño cambio de temperatura) permite obtener medidas de alta resolución y reduce aún más el impacto de la resistencia de los hilos conductores. Por otra parte, la bajísima masa térmica del termistor minimiza la carga térmica en el dispositivo sometido a prueba. 2.4.5 Termopares O Termocuplas. Las termocuplas (figura 61) son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres (Unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck; Circula una corriente cuando dos hilos de metales distintos se unen y se calienta uno de los extremos) del orden de los milivoltios el cual aumenta con la temperatura. Esta circulación de corriente obedece a efectos termoeléctricos combinados, que provocan la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando una corriente circula a través de la unión. El voltaje medido será casi proporcional a las diferencias de las temperaturas de ambas uniones. Figura 31. Termocupla.

2.5 Reguladores De Presión.

Las principales funciones de los reguladores de presión son las si guientes: (ver figuras 32 -33) Reducir la presión. Mantener constante la presión a favor de la corriente. Para actuar en calidad de filtro si fuere necesario. Los reguladores están compuestos generalmente por: Un cuerpo de varias partes. Un diafragma. Una clavija (varilla de empuje), su superficie de apoyo y un resorte (muelle de calibración) de clavija. Se puede agregar un elemento de filtro. 2.5.1 Operación. Con el propósito de pasar de la corriente ascendente o en contra del regulador a la corriente a favor, el gas que se tiene que reducir pasa a través de un sistema de asiento de clavija (varilla de empuje). La presión a favor de la corriente, contra el diafragma , produce una fuerza que es contrarestada

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por la tensión del resorte (muelle de calibración). El tonillo de ajuste del resorte permitirá que se pueda ajustar el valor de dicha fuerza. La presión a favor de la corriente del regulador varía. Primer caso: se reduce la presión a favor de la corriente. La tensión del resorte en este caso es mayor que la fuerza ejercida por la presión del gas sobre el diafragma . Lo que ocasiona que:

La clavija se desplace de su asiento o superficie de apoyo. La presión a favor de la corriente aumente hasta el valor deseado. Segundo Caso: la presión de la corriente a favor aumenta. En este caso la tensión del resorte es menor que la fuerza ejercida por el gas contra el diafragma . En consecuencia: La clavija , presionada por su muelle de apoyo, se aproxima a su asiento. La presión a favor de la corriente (o descendente) disminuye hasta alcanzar el valor deseado. 2.5.2 Desmonte Y Ensamble. Ajuste. El valor del rango de la presión a favor estará en función del resorte utilizado; a fin de reducir el valor de dicho rango, todo lo que se requiere es un cambio de resorte siguiendo las instrucciones del fabricante. Figura 32. Regulador Fisher 67 CF

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Figura 33. Regulador Fisher 67 AFR

El valor de la presión a favor (dentro de su rango) se obtiene con el tornillo de ajuste de la tensión del resorte gracias a la ayuda de un tornillo de ajuste.    

Mantenimiento. Purgue con frecuencia. Limpie el filtro poroso si lo hay. Fallas en el funcionamiento Diafragma perforado. Filtro bloqueado.

2.5.3. Tipos De Reguladores. A continuación se describen tres tipo de reguladores de la marca FISHER, considerados como los más representativos en la industria petrolera: 2.5.3.1 El Regulador Fisher 67 CF y 67 AFR. (ver figura 32 y 33). El objeto de estos tipos de reguladores es el de suministrar, a una presión constante aire o gas, a toda clase de controladores neumáticos, electroneumáticos o a otro tipo de instrumentos. 2.5.3.1.1 Observación. Si la presión a favor es demasiado grande, el gas o el aire se pueden desfogar a

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través del orificio ubicado en la mitad del diafragma. Durante la operación normal, este orificio queda cubierto por la parte superior cónica de la clavija . El gas se puede desfogar hacia la atmósfera a través de un orificio en el sombrerete , orificio que permite que el diafragma "respire" durante la operación normal. 2.5.3.1.2 Desmantelamiento Y Ensamble. (Ver figura 34) Para desmantelar solo basta con quitar el sombrerete , soltando los tornillos que lo sostiene y el tornillo de ajuste de calibración del muelle. 2.5.3.1.3 Ajuste. La presión de salida del regulador está señalada en el sombrerete . Los diferentes rangos o intervalos posibles son: Intervalo (en bars) 0.35 a 1.4 0.35 a 2.4 2.1 a 4.2 3.85 a 7

Color Del Spring Verde Plateado Azul Rojo

Se utiliza generalmente un intervalo de 0.35 a 2.4. Nota: Cada muelle o resorte puede producir una presión de salida igual a 0 (cero).

Figura 34. Partes Del Regulador 67 CF

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1 2 3 4 5 6 7 8

Cuerpo Cubierta superior Copa del Filtro Válvula de aguja Soporte del resorte y válvula Resorte de la válvula Diafragma Soporte superior del resorte

9 10 11 12 13 14 15 16 16

Resorte Tornillo de ajuste Contra tuerca Soporte Filtro Cubierta inferior Válvula de drenaje Empaque Tornillos

2.5.3.1.4 Para Cambiar La Presión De Salida (output) Del Regulador: (Ver figura 34).

1. Desatornille la contratuerca 2. Haga girar el tornillo de ajuste Atornille para aumentar la presión de salida  Desatornille para disminuir la presión de salida  3. Vuelva a apretar la contratuerca. La entrada máxima (ínput) es de 17.5 bar (250 Ib/pg 2 ). 2.5.3.1.5 Mantenimiento

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 

Purgue con frecuencia Limpie el filtro

2.5.3.1.6 Fallas En El Funcionamiento  

Diafragma perforado Filtro bloqueado

2.5.3.2 Regulador Fisher tipo 627. (figura 35) 2.5.3.2.1 Función. Se utiliza en los calentadores para reducir el aprovisionamiento de gas para el quemador principal. Dicha reducción se realiza entre el depurador trabajando a 100 lb/pg2 y el quemador principal, al que se le debe surtir entre 10 y 25 lb/pg 2. 2.5.3.2.2 Descripción. (Ver figura 36)

Un cuerpo que contiene el resorte y el diafragma. Un conducto (formado por el cuerpo y el sombrerete) que provee la comunicación entre la parte inferior del diafragma y la salida (output) del regulador. Un orificio (tubo pitot) calibrado que permite la caída de la presión.   

Figura 35. Regulador Tipo 627



salida.

Un disco que cubre más o menos el orificio calibrado de acuerdo a las variaciones en presión de

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

Un sistema de enlace que que conecta el disco con el diafragma.

2.5.3.2.3 Operación. (ver figura 36).

El gas se reduce a través del orificio calibrado . En lo que se refiere a todos los reguladores, una variación en la presión a favor de la corriente origina que el disco sea desplazado, lo que permite que el paso de gas aumente o se reduzca. Como consecuencia, la presión descendente o a favor puede ser restablecida.  

Figura 36. Partes Regulador Tipo 627

2.5.3.2.4 Desmantelamiento Y Montaje. No hay que efectuar nada fuera de lo normal, excepto durante el montaje: reemplace el tornillo de ajuste o graduación comprimiendo suavemente el resorte antes antes de volver a apretar los tornillos de colocación del del sombrerete ; esto se hace con el fin de darle al diafragma un un poquito de holgura para que permita al regulador funcionar; el cual constituye también, no hay que olvidarlo, un controlador. 2.5.3.2.5 Ajuste. El intervalo o rango de la presión de salida se encuentra en función de tres parámetros:   

El resorte El diámetro del orificio calibrado (tubo calibrado (tubo pitot), pitot), el cual se puede puede modificar según el flujo previsto. Para el ajuste de una presión precisa de salida se obtiene con la regulación de la tensión del resorte .

2.5.3.2.6 Mantenimiento. Inspección del disco y y el orificio . Esta tarea se realiza fácilmente fácilmente desatornillando la unión que conecta la caja (fija caja (fija sobre la tubería) con tubería) con el conjunto del diafragma .    • •

Cerciórese de que que la unión ha sido correctamente correctamente apretada. En caso de fuga fuga en este punto, cambie la empaquetadura. empaquetadura. Para quitar el diafragma: Quite el tornillo de ajuste o o graduación. Quite los tornillos de colocación del del sombrerete

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•

Quite la cabeza del conjunto del diafragma desconectando desconectando la varilla de empuje del del brazo .

2.5.3.2.7 Fallas En El Funcionamiento. 

Diafragma perforado perforado

2.5.3.3 Regulador Fisher Tipo 630 “Big Joe”. (Figura37) este regulador se utiliza en calentadores para disminuir el abastecimiento de presión entre la salida del separador y el depurador del calentador. Ello quiere decir que se encuentra entre 1500 Ib/pg 2 que corresponde al límite máximo reducidor, y 100 lb/pg 2 que es el límite máximo de la presión de trabajo del depurador. 2.5.3.3.1 Operación. El mismo principio que para el regulador tipo 627. 2.5.3.3.2 Desmantelamiento Y Montaje (Ver figura 38).

Durante el montaje no olvide colocar el sombrerete que que contiene el muelle en el lado de la presión baja. La flecha en el sombrerete indica la dirección de flujo del fluido. comprimiendo ligeramente el muelle antes de volver a  Durante el montaje, reemplace el tornillo de ajuste comprimiendo apretar los tornillos de colocación del del sombrerete . Ello tiene como objeto hacer que el diafragma adquiera adquiera un poquito de holgura. 

2.5.3.3.3 Ajuste. El rango o intervalo de presión de salida está en función de dos parámetros: (ver figura 38)  

El resorte El diámetro del orificio

La información acerca del resorte y y del orificio está señalada en el sombrerete . Figura 37. Regulador Tipo 630

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Si la presión de entrada del gas combustible es débil (generalmente es la presión del separador), separador), se tendrá que utilizar un orificio grande grande y viceversa. Por lo tanto, se concluye que para la obtención de una correcta correcta presión de abastecimiento, se deberá regular tanto el diámetro del orificio como como el resorte , al mismo tiempo. Nota Si Si existe la presencia de H 2 2 S, utilice Acero Inoxidable en lugar de latón para los orificios.

2.5.3.3.4 Mantenimiento.   

Revise que los orificios se se encuentren limpios Engrase las conexiones machos antes de apretarlas. Para cambiar el disco proceda proceda de la siguiente manera; - Quite el sombrerete y y el conjunto del diafragma . - Quite el portador del disco , revise el orificio

Figura 38. Partes Regulador Tipo 630

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Para cambiar el diafragma , proceda de la siguiente manera: - Quite el tornillo de ajuste . - Quite el conjunto del diafragma . - Reemplace el diafragma  Para realizar el montaje: - Revise que la varilla de empuje o pieza de soporte de conexión del diafragma se encuentre bien fijo en el brazo . - Apriete el tornillo de colocación del sombrerete antes de colocar el conjunto del diafragma nuevamente en su posición. No olvide reemplazar el tornillo de ajuste antes de volver a apretar los tornillos de colocación del sombrerete , con el fin de proveer de la holgura necesaria al diafragma . 

2.5.4 Procedimiento De Calibración De Reguladores. 2.5.4.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.

Presión de aire con regulador. Manómetro con rango apropiado o Test Gauge. Caja de herramienta general. 2.5.4.2 Descripción De Actividades.   

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1. Cerrar la válvula de bloqueo de aire de proceso, drenar y ventear la presión aguas abajo del regulador luego ventear la presión para aliviar cualquier presión remanente. 2. Desmontar y llevar el regulador al banco de trabajo. 3. Proceder a desarmar y a realizar mantenimiento, luego revisar las partes internas y cambiar las que estén en mal estado .verifique el estado de desgaste o erosión del cuerpo internamente y cambie si es necesario. Nota: Siempre que el regulador se desarme es necesario cambiar el Kit de reparación y l a empaquetadura. 4. Ensamble y coloque en el banco de prueba, simule la presión de entrada del regulador (aire o gas) observe el manómetro a la salida del regulador y comience a incrementar la presión de salida con el tornillo de calibración hasta obtener la presión de salida deseada, ajuste con la contratuerca de seguridad el tornillo de calibración para que no se mueva de su posición. 5. Monte nuevamente el regulador en su sitio. 6. Pegar un sticker o instalar una lámina que contenga: La empresa que ejecuta el trabajo y fecha de mantenimiento y rango del registrador. 7. Abra lentamente la válvula de conexión al proceso. 8. Entregar el regulador con el visto del supervisor. 9. Informe de Calibración y mantenimiento. 2.6

Controladores De Presión. Figura 39. Controlador De Presión

Los controladores son aquellos instrumentos que comparan el valor real de la variable con un valor deseado

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fijo (punto de consigna o set point), y de acuerdo a la desviación ejercen una corrección, permitiendo con esto mantener constante la variable. 2.6.1 Tipos De Controladores De Presión. Existen dos tipos de controladores neumáticos: 2.6.1.1 De Acción Directa. Es aquel que ante los aumentos de la variable del proceso (presión), aumenta la señal de salida (output) al elemento final de control (PCV). 2.6.1.2 De Acción Inversa. Es aquel que ante los aumentos de la variable del proceso (presión), disminuye la señal de salida (output) al elemento final de control (PCV).

Nota: En un mismo controlador la acción se puede conmutar cambiando de posición la tobera en el sistema Tobera-Obturador. Figura 40. Control Wizard 4150 Fisher

El controlador de presión WIZARD TIPO 4150 (figura 40) es un instrumento neumático de acción proporcional, cuyo objetivo es controlar la presión en un sistema (separadores, tratadores, compresores,

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bombas, tanques, etc) enviando una señal corregida a las válvulas controladoras de presión de actuador neumático que actúan como elemento final de control. La señal del sistema que recibe del sensor en este caso un tubo bourdon es comparada con un valor deseado o punto de consigna “set point” previamente establecido. De este modo se determina el error o desviación de la variable presión. Los controladores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática. Sistema Tobera – Obturador. Consiste en un tubo neumático alimentado a una presión constante Ps, con una reducción en su salida en forma de tobera (nozzle), la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obturador (flapper) cuya posición depende del elemento de medida. El escape de aire a través de la tobera depende de la posición del obturador, es decir, del valor de x. Debido a este escape, el volumen V se encontrará a una presión P1, intermedia entre Ps, y la presión atmosférica. Para x = 0 el obturador tapa casi totalmente a la tobera, con lo cual no hay escape de aire a la atmósfera y P1, llega a ser casi igual a la presión Ps, del aire de alimentación: para x relativamente grande el obturador está bastante separado de la tobera y no limita el escape a la atmósfera siendo la presión P1, próxima a la atmosférica. (ver figura 2.1). Figura 41. Sistema Tobera-Obturador

2.6.2 Dispositivos De Los Controladores De Presión. Los siguientes componentes forman un controlador de presión neumático Wizard 4150 Fisher: (ver figura 40.)

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Elemento Sensible (tubo Bourdon tipo C) Sistema Tobera-Obturador (nozzle-flapper) Relevador (relay) Ajuste de Presión (set point) Banda Proporcional (ganancia) Manómetros

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La desviación es corregida por medio del elemento Proporcional (ganancia) o un sistema tobera obturador (nozzle-flapper), que controla el porcentaje de presión que necesita el proceso, enviando una señal de salida proporcional a la cantidad de desviación. El obturador controla la cantidad de aire que sale de la tobera, de esta manera regula la presión de salida al actuador de la válvula de control, manteniendo el punto fijo (set point) establecido. La meta es fijar la banda proporcional lo mas bajo posible mientras se estabiliza el proceso y posteriormente, calibrar la presión de operación a la cual se debe trabajar. La selección apropiada del elemento primario o tubo bourdon es fundamental. El rango de la presión normal del proceso, debe estar en el punto medio del rango del tubo bourdon. La precisión y la sensibilidad del elemento esta dada para mantener el proceso dentro de un 30 a 70% del rango total del elemento. La alimentación del controlador (air supply) debe ser constante, para lo cual es indispensable el uso de los reguladores de presión. Si se esta trabajando con un sistema de 3 a 15 psi, la alimentación debe ser regulada a 20 psi. Si se esta trabajando con un sistema de 6 a 30 psi, la alimentación debe ser regulada a 35 psi. El fluido de la alimentación lo puede proporcionar un compresor de aire o simplemente una realimentación del gas del sistema, aunque en materia de seguridad y eficiencia en la operación se recomienda el uso de un gas inerte (aire seco comprimido). El controlador está provisto de un manómetro que mide la presión de suministro (air supply), y otro que mide la presión de salida (output). Si la presión de suministro es de 20 psi, y su salida de 3 a 15 psi, el rango de los manómetros serán de 0 30 psi. Si la presión de suministro es de 35 psi y su salida de 6 a 30 psi, el rango de los manómetros serán de 0 a 60 psi. El relay es un amplificador que permite amplificar la respuesta de la válvula de control, se compone además de un mecanismo de regulación de presión (punto de trabajo) y un mecanismo de regulación de la sensibilidad (banda proporcional). Gracias a estos accesorios se puede obtener la abertura total de la válvula automática para una variación muy importante o débil de la presión a controlar. La banda proporcional varía la presión controlada con relación a la capacidad del tubo bourdon, que puede provocar el desplazamiento total del obturador de la válvula automática. Esta variación de presión es independiente de la presión del trabajo del regulador. Dos pequeños manómetros indican, uno, la presión de alimentación (air suplí) 20 o 35 Psi, de acuerdo a la salida, y el otro la presión de salida (output), aplicada al diafragma de la válvula automática que varia entre 3 -15 psi o 6 – 30 psi. La variación de la presión a controlar provoca un cambio en la presión que comanda la válvula automática por medio de la acción del tubo bourdon, lo que quiere decir que los movimientos del obturador permiten mantener la presión del sistema o proceso en un valor fijo. La figura 42 Representa un esquema del controlador de presión, donde se observa las diferentes magnitudes de la presión dentro del sistema. (Principio de operación). Figura 42. Principio De Operación

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2.6.3 Regulación Del Ajuste De Presión. La perilla para establecer el punto de trabajo (set point) permite hacer variar muy rápidamente la luz del obturador con respecto al orificio o tobera por medio de una barra. Quiere decir que se tiene una regulación normal de la abertura de la válvula automática permitiendo obtener la presión de separación deseada.

Cuando el caudal de gas recibido varía la presión en el sistema, provoca la acción del controlador que corregirá la abertura de la válvula para mantener automáticamente la presión elegida anteriormente. 2.6.4 Principio De Regulación De La Sensibilidad. En el esquema del control Wizard se puede ver que una extremidad del obturador está fijo a un fuelle que permite desplazar su punto de articulación. Hay dos fuelles (en el tipo W. 4150), pero uno solo está alimentado, el otro que es opuesto trabaja solamente como un resorte. Gracias a una válvula de tres vías es posible alimentar el fuelle con la presión ejercida sobre el diafragma de la válvula.

La válvula (relay) se compone de 3 vías, una abierta a la atmósfera (ver figura 43.). Cuando se abre totalmente esa válvula, la presión del servo-motor trabaja totalmente dentro del fuelle. Si se cierra un poco dicha válvula, el gas se escapará parcialmente a la atmósfera y el fuelle no recibirá más que una parte de presión del servo-motor de la válvula automática. Supongamos que la válvula está en parte abierta y que un aumento de presión del sistema se produce. La presión en el relay disminuye porque el tubo bourdon aleja la tobera (nozzle ) del obturador (flapper ). La

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presión dentro del fuelle disminuye, este hecho hace que la paleta se acerque al orificio estabilizando la presión produciendo un equilibrio, la presión sobre el diafragma se estabiliza y el movimiento del obturador de la válvula cesa. Es lo contrario de lo que se produce cuando la presión del sistema disminuye, el tubo bourdon acerca la paleta al orificio mientras que el fuelle se expande tendiendo a alejarlo, un nuevo equilibrio se establece: a) La válvula esta cerrada. En este caso el fuelle no recibe alimentación y por lo tanto no trabaja. Los

desplazamientos del tubo de bourdon son integralmente transmitidos a la paleta y la reacción del regulador con una pequeña variación de presión es brusca; la acción del regulador es del tipo todo o nada., (La acción proporcional en este caso es igual a 0%). La válvula se abre o se cierra frente a una débil variación de presión. b) La válvula esta totalmente abierta. En esta situación el fuelle es alimentado por la misma presión que

la válvula y reduce mucho los desplazamientos del obturador debido al tubo de bourdon. El regulador reacciona poco para variaciones de presión importantes. La acción proporcional es máxima (100%). La válvula automática reacciona poco a las variaciones de presión. C) La válvula esta parcialmente abierta. Reconoceremos una escala graduada en porcentaje sobre el

botón de regulación que permite observar la abertura de la válvula. La acción del tubo de bourdon es parcialmente compensada por un fuelle, la sensibilidad del regulador depende de la abertura de la válvula. Entonces es posible obtener una abertura de la válvula automática adecuada para una variación de presión controlada, tan pequeña como se requiera. Vemos que ciertas variaciones de presión sean capaces de provocar la abertura o el cierre total de a válvula automática. Se comparan esas variaciones con la capacidad del tubo bourdon para definir el porcentaje de acción proporcional indicando la escala de la v álvula de acción proporcional. Figura 43. Partes De Un Relay

En la figura 44 se representa la instalación del control de presión con la válvula automática que en este caso es conveniente utilizar una válvula normalmente abierta. Para la alimentación es necesario utilizar un regulador de presión. Figura 44. Sistema De Control De Presión

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2.6.5 Procedimiento De Calibración 2.6.5.1. Instrumentos Y Herramientas Necesarias    

Presión de aire con regulador Manómetro certificado Caja de herramienta general. Regulador de presión

2.6.5.2. Descripción De Las Actividades. Nota La siguiente calibración es realizada para un controlador de 3 a 15 psi y una válvula normalmente

abierta.

a. El trabajo se realiza con el equipo principal fuera de servicio. b. Sacar de servicio el control de presión. Cortar la alimentación y cerrar válvulas de entrada y salida de la presión de operación. c. Desmontar y llevar el control de presión al banco de trabajo. d. Proceder a desarmar y a realizar mantenimiento para luego revisar las partes internas y cambiar las que estén en mal estado, verifique el estado de desgaste o erosión del cuerpo internamente y cambie si es necesario. Nota: Cuando el control es desarmado, es aconsejable cambiar empaques y el Kit de reparación .

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e. Ensamble y coloque en el banco de pruebas, Conecte un regulador para la señal de alimentación (input ) y un manómetro a la salida (output ) del controlador. f. Regule la presión de alimentación por medio del regulador de presión a 20 psi. La presión se regula con el tornillo de calibración del regulador hasta obtener la presión deseada, ajuste con la contratuerca de seguridad el tornillo de calibración para que no se mueva de su posición. g. Simular la presión de operación de acuerdo con rango del elemento sensible o tubo bourdon. h. Ajuste de Escala de Variación de Presión  

calibración

Gire la perilla de la banda proporcional a 1.5 (15% de la banda proporcional). Verificar que los tornillos de ajuste de calibración estén centrados con respecto ajustador de

Aplique la presión de entrada equivalente al menor valor del elemento sensible o tubo bourdon. Ajustar el punto de trabajo (set point) al mínimo valor, sin colocar presión en el tubo Bourdon. Consecuentemente la válvula deberá estar t otalmente cerrada.  Ajustar el sistema tobera – obturador del controlador para obtener una salida entre 8 y 10 psi Aplicar 100% de la presión nominal del tubo de Bourdon.   Girar la perilla del set point al máximo valor. La presión de salida debe estar entre 8 y 10 psi. Si esto no ocurre, mover los tornillos de ajuste  de calibración a la izquierda o derecha, hasta conseguir que la presión de salida este entre 8 y 10 psi. Repita los pasos anteriores hasta conseguir el ajuste.  Cerrar la presión aplicada al tubo Bourdon, la presión de salida deberá ser 15 Psi.  Ajustar un punto fijo cualquier en la escala de trabajo. Aplicando 100% de la presión nominal del  tubo Bourdon, debe haber una variación de presión de hasta 30 Psi.  

i.

Ajuste Del Punto De Trabajo

Colocar la banda proporcional en 10, con eso se tendrá un control sensitivo. Ajustar el punto de trabajo (set point) en 50 % de la escala. Aplicar 50 % de presión nominal del tubo Bourdon. Ajustar la altura del orificio en relación a la paleta, de tal forma que obtenga 18 Psi. No levantar  el orificio más de 1,5 mm, pues el tomillo allen de fijación puede dañar el oring. Verificar con el punto de trabajo cerca de cero y sin presión aplicada en el Bourdon, la presión  de salida debe ser de 6 psi o menos. Verificar con el punto de trabajo cerca del 100% y sin presión aplicada en el Bourdon si la salida  es de 30 Psi o más.   

j.         

Prueba De La Banda Proporcional Ajustar la banda proporcional en 25 %. Ajustar el punto de trabajo para conseguir 15 Psi de salida. Aplicar 25 % de la presión nominal del tubo Bourdon. Verificar sí la salida es de 3 Psi o menos. Ajustar la banda proporcional en 75 %. Aplicar 75 % de presión nominal del tubo Bourdon. Verificar si la salida es de 3 Psi o menos. Ajustar la banda proporcional para 100 %. Aplicar 100 % de la presión nominal del tubo Bourdon.

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

k.      

Verificar si la salida es de 3 Psi o menos. Prueba De Alimentación De Los Fuelles Colocar la banda proporcional cerca de cero. Ajustar el punto de trabajo para obtener en la salida 9 Psi. Marque la posición del punto de trabajo en la escala (Set Point). Aplicar 100% de la presión nominal del tubo Bourdon. Ajustar el punto de trabajo para que consiga una presión de salida de 9 Psi. Marcar la posición de punto de trabajo en la escala.

Nota: Las dos maneras deben estar aproximadamente a la misma distancia del 50%. En caso que no se

tenga esto, será necesario sustituir los fuelles, que pueden estar dañados por exceso de presión u otras causas. l.

Verificación De Campo

Verificar que la válvula de alimentación del tubo Bourdon esté completamente abierta. Verificar que la presión de alimentación es de 20 Psi. Ajustar la banda proporcional al 10% como medida de seguridad. Ajustar el punto de trabajo para obtener 15 Psi, consecuentemente la válvula estará cerrada. Se debe verificar para una correcta operación del controlador que moviendo el tubo Bourdon manualmente, una pequeña deflexión debe resultar en una gran alteración en la presión de la salida. Ajuste la banda proporcional para un valor que produzca la mínima alteración en la presión  diferencial en función de las variaciones de la presión estática.

    

m.

Mantenimiento

Drenar el regulador de presión (67 FR) para evitar que líquidos vengan a inferir en el buen funcionamiento del Regulador de presión. Limpiar el orificio, ocasionalmente presionando la válvula del relay para permitir pasar aire a  través de él. Lubricar el sistema de perillas y articulaciones del control.  

n. Monte nuevamente el regulador en su sitio. o. Pegar un sticker o instalar una lámina que contenga: Empresa que ejecuta el trabajo y fecha de mantenimiento. p. Abra lentamente la válvula de conexión al proceso. q. Entregar el control con el visto del supervisor. r. Informe de calibración.

2.7 Controladores De Nivel De Líquidos.

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Figura 45. Controlador De Nivel

El controlador de nivel FISHER 2500 – 2503 (figura 45.) es un instrumento neumático de acción proporcional, cuyo objetivo es controlar el nivel en un sistema (separadores, tratadores, tanques etc) enviando una señal corregida a las válvulas de control de actuador neumático que actúan como elemento final. La señal del sistema que recibe del sensor en este caso un flotador es comparada con el set point previamente establecido. De este modo se determina el error o desviación de la variable.

Figura 46. Desplazador

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Este equipo es diseñado para controlar el nivel de líquido o la interfase entre dos fluidos de diferente densidad o gravedad especifica. A un cambio de nivel en el líquido, nivel de interfase o cambio de densidad, se ejerce una fuerza flotante sobre el sensor “flotador 0 desplazador” (ver figura 46) que a su vez imparte un movimiento rotatorio al tubo o eje. Este movimiento es aplicado al control, que usa un tubo bourdon, un sistema tobera - obturador y un relay neumático para convertir el movimiento rotatorio en una señal neumática (output). La señal de entrada (input) es indicada en un manómetro y enviada a una válvula de control automático normalmente cerrada para controlar el nivel de líquido en la vasija.

Figura 47. Control De Nivel Fisher 2500

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2.7.1 Componentes Del Controlador De Nivel. Un controlador de nivel esta compuesto principalmente de tres elementos:(Ver figuras 47 - 48)

Flotador . (figura 46). Sistema de torque: Consiste en una varilla giratoria y un tobo de torque, la varilla giratoria convierte el empuje del fluido en el flotador en un desplazamiento angular del flapper (Ver figura 54.). Equipo de suministro y regulación: Consiste en siete partes (Figuras 48 – 49 – 50) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Elemento Sensible (bourdon). Sistema tobera – obturador. Banda Proporcional (ganancia). Ajuste de nivel (set point). Relevador o amplificador (relay). Cámara piloto. Manómetros.

Figura 48. Componentes De Un Control De Nivel

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El control de nivel esta basado en el sistema tobera-obturador. El obturador controla la cantidad de aire que sale de la tobera, de esta manera regula la presión de salida al actuador de la válvula de control, manteniendo el punto de trabajo (set point ) previamente establecido. La meta es fijar la banda proporcional lo mas bajo posible mientras se estabiliza el proceso y posteriormente, calibrar la presión de operación a la cual se debe trabajar. El relay es un amplificador que permite amplificar la respuesta de la válvula de control se compone además de un mecanismo de regulación de presión (punto de trabajo) y un mecanismo de regulación de la sensibilidad (banda proporcional). Gracias a estos accesorios se puede obtener la abertura total de la válvula automática para una variación muy importante o débil del nivel a controlar. La banda proporcional varía la presión controlada con relación a la capacidad del tubo bourdon, que puede provocar el desplazamiento total del obturador de la válvula automática. Esta variación de presión es independiente de la presión de trabajo del regulador. La alimentación del controlador debe ser constante, si se esta trabajando con un sistema de 3 a 15 psi, la alimentación debe ser de 20 psi. Si se esta trabajando con un sistema de 6 a 30 psi, la alimentación debe ser de 35 psi. El fluido de la alimentación lo puede proporcionar un compresor o simplemente una realimentación del gas del sistema. Dos pequeños manómetros indican, uno, la presión d e alimentación (normalmente 20 psi) y el otro la presión de salida, aplicada al diafragma de la válvula automática que varia entre 3 -15 psi. Figura 49. Control De Nivel On – Off

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Figura 50. Control De Nivel De Acción Proporcional

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2.7.2 Principio de operación. La presión de operación es proporcionada proporcionada a la válvula del relay y a una una restricción fija (B), en esta restricción, la presión del aire va dentro de una cámara (C), a través de un pequeño tubo dentro del bourdon, y la tobera. Cuando la tobera no es restringida por el obturador (B) una gran cantidad de gas escapa pasando a través de la restricción y la presión cae entre la tobera y la restricción. Cuando la tobera (nozzle) nozzle) es restringida por el obturador (flapper) ( flapper),, la presión aumenta en el sistema entre A y J. Así cualquier movimiento del obturador causado por un cambio en el nivel del líquido produce un cambio de presión dentro de la cámara. cámara. Los diafragmas son utilizados para balancear la presión dentro de cámara en el relay. Figura 51. Principio De Operación

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Cuando la presión en la cámara (L) aumenta el diafragma es empujado hacia abajo, abriendo la entrada de la válvula (O). Esto permite que la presión pase a la cámara (N), hasta que el relay empuja el diafragma a la posición original y la entrada a la válvula es cerrada de nuevo. nuevo. Una disminución en la presión en la cámara (L) causara que el diafragma se mueva hacia arriba, abriendo la cámara de alivio (K), permitiendo que la presión de la cámara (N) salga a la atmósfera hasta que el diafragma retorne al sitio original y la válvula de alivio se cierre de nuevo. La presión en la cámara (N) va a la válvula válvula de control para que la válvula abra y el nivel de líquido en el tanque retorne al nivel deseado. Cuando la válvula (H) esta demasiado abierta t oda la presión en el diafragma es transmitida al tubo bourdon, causando que el tubo regrese de nuevo y detenga la subida de presión en la cámara (L) (Ver figuras 51 – 52) Figura 52. Control De Nivel

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2.7.3 Ajuste de nivel deseado. Este procedimiento es realizado abriendo la tapa del control, Suelte y gire la perilla al rededor del dial Set point que esta ubicada en la esquina derecha superior. El nivel de líquido o interfase de fluidos es aumentado girando la perilla en la dirección que indica la flecha. El nivel o interfase decrece cuando se gira la perilla en sentido opuesto a la flecha.

El ajuste del cero se realiza soltando la perilla y girándola alrededor del dial “zero adjustment” ubicado en la parte superior derecha. Este ajuste se realiza para que la señal de la presión de salida corresponda a un desplazamiento definido del nivel. 2.7.4 Ajuste de la banda proporcional. La banda proporcional es definida como la variación del nivel necesaria para obtener una respuesta en la válvula de control, la escala de la banda proporcional se puede expresar en porcentaje del rango del tubo bourdon. Se ajusta para variar la fuerza de desplazamiento. Figura 53. Vista Interna Del Tubo Bourdon

La banda proporcional es accionada por la válvula interna de tres vías. Esta se puede ajustar en cualquier punto entre la entrada y la descarga por medio de la perilla de la banda proporcional. Esta perilla esta localizada sobre un dial con una escala calibrada, ubicado sobre el manómetro derecho. La acción mínima de la banda proporcional es obtenida colocando el dial en cero, mientras el máximo de la banda proporcional es obtenido con el dial en 10.

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2.7.5 Sensor de nivel. En la figura 54 se muestra el sistema de torque que consiste en una varilla y un tubo de torque, la varilla esta unida al flotador y tiene por objetivo convertir el empuje del fluido en el flotador que es un desplazamiento ascendente y descendente en un movimiento angular del tubo torque, ocasionando el movimiento del obturador. Figura 54. Ensamble Tubo Torque.

2.7.6 Acciones del controlador.

Acción Directa : Con un aumento en el nivel se causa un incremento en la presión de salida (Output) al elemento final de control (válvula controladora de nivel). Acción Inversa : Con un aumento en el nivel se causa una disminución en la presión de salida (Output) al elemento final de control (válvula controladora de nivel). El flotador y su varilla pueden ser adecuados ya sea a la derecha o izquierda del tubo de torque (figuras 55 56). En ambos casos, las dos acciones mencionadas pueden ser obtenidas por simple inversión de la posición del tubo bourdon y el flapper.

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Figura 55. Flotador Y Varilla A La Izquierda Del Tubo Torque

Figura 56. Flotador Y Varilla A La Derecha Del Tubo Torque

Cuando sea necesario cambiar la acción del control de nivel se debe proceder de la siguiente forma: Afloje la tuerca que sostiene el eje y desmonte el flapper haciendo rotar el eje. Desconecte el tubo bourdon de su base. Suelte los dos tornillos que sostienen el bourdon a la caja y retírelo. Gire el tubo bourdon y móntelo en la posición opuesta. Ajuste los tornillos. Conecte el tubo bourdon. Lleve el tubo frente al relay , y conéctelo sobre la marca “R” en la base del tubo bourdon. Ensamble el flapper sobre el eje de rotación en la posición mostrada en la figuras 55 - 56, ubique el flapper en la parte superior de la boquilla y ajuste la tuerca del eje. Si es necesario haga un ajuste del dial de nivel y alineé el tornillo como en la sección de calibración.

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2.7.7 Procedimiento De Calibración. 2.7.7.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.       

Regulador Manómetro certificado Caja de herramienta general. Suministro de aire. Una pesa de 4 ¾ libras (2.15 Kgr), correspondiente al peso del flotador. Una pesa de 2.92 libras (1.33 Kgr), correspondiente al peso del flotador sumergido hasta la mitad. Una pesa de 1.1/8 libras (0.51 Kgr), correspondiente al peso del flotador totalmente sumergido.

2.7.7.2 Descripción De Actividades. Nota La siguiente calibración es realizada para un controlador de 3 a 15 psi y una válvula normalmente

cerrada. a. b.

Sacar de servicio el sistema (separador, tratador, tanque etc). Sacar de servicio el control de nivel. Cortar la alimentación y cerrar válvula de señal de salida a la válvula de control. c. Desmontar y llevar el control de nivel al banco de trabajo. d. Proceder a desarmar y realizar mantenimiento a las partes internas y cambiar las que estén en mal estado, verifique el estado de desgaste o erosión del cuerpo internamente y cambie si es necesario. Nota: Cuando el control es desarmado, es aconsejable cambiar empaques y el Kit de reparación . e. f. g.      



Ensamble y coloque en el banco de pruebas, Conecte un manómetro a la salida (output ) del controlador. Regule la presión de alimentación por medio del regulador de presión a 20 psi. La presión se regula con el tornillo de calibración del regulador hasta obtener la presión deseada, ajuste con la contratuerca de seguridad el tornillo de calibración para que no se mueva de su posición. Mantenimiento:

Chequee que la entrada de presión es apropiada para el rango del tubo bourdon. Drene el suministro de presión del regulador abriendo el desagüe por pocos segundos. Chequee visualmente partes dañadas, torcidas, corroídas etc. Chequee todos los tornillos y observe que los componentes estén correctamente asegurados a la caja y/o a otro componente. Cheque todos los empaques en las conexiones de presión y observe fugas, use espuma de jabón o algún otro detector de escapes. Chequee la conexión del Relay. Despresione por la restricción del flotador. Desconecte el tubo del Relay y sostenga el dedo sobre la salida, la presión en la salida aumenta hasta que termine el suministro de presión, retire el dedo para que la presión vuelva a cero. Si hay respuesta en la señal de salida el Relay esta bien. Reconecte el tubo, use un manómetro que este calibrado. Cheque el tubo bourdon y las partes internas. Gire la banda proporcional en sentido de las manecillas del reloj. Al sostener el obturador contra la tobera, la presión de salida debe subir cerca a la de suministro. Al sostener el obturador lejos de la tobera, la presión de salida debe bajar a cero. Si la variación de la presión de salida es la apropiada el tubo bourdon esta en buen estado.

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 

Si se presentan problemas en los puntos anteriores, Puede ser causa de un mal montaje o daño en el tubo torque, remplácelo si es necesario. Drene periódicamente el filtro del regulador de presión, para prevenir que líquidos interfieren en la operación del control, hay un tapón para este propósito.

Nota: Ciertas dificultades con el sistema de control de nivel, como el ciclaje (cycling o hunting: incremento de la banda proporcional), pueden ser causadas por la válvula de control. Una válvula de control que este siendo operada fuera de su rango o que el vástago de la válvula se este pegando puede alterar el sistema y causar daños en el control. Cheque el montaje de la válvula de control. h.

Calibración del rango de la escala.

Coloque la banda proporcional al 100%, en esta posición la variación del nivel es igual al movimiento total del flotador que resulta ser todo el movimiento de la válvula de control. (3 – 15 Psig Output).  Ajuste del obturador (flapper ) en el control de nivel. El obturador puede ser ajustado con el tornillo de alineación, apretando para empujar el flapper hacia abajo. Este deberá quedar perpendicularmente a la boquilla. Sujetar la pesa de 4 ¾ libras (2.15 Kgr) a la correspondiente varilla del flotador y sumergirlo.   Colocar el ajuste de nivel (Setting point ) en la posición cero, con una presión de salida de (Output ) de 3 psig, chequee que la válvula de control este cerrada. Reemplace la pesa a 1.1/8 libras (0.51 Kgr) en la varilla del flotador, la presión de salida (Output )  deberá ser de 15 psig, si no, ajuste la tobera ( nozzle ) moviendo el bloque hacia la derecha o hacia la izquierda si es necesario, hasta que la válvula de control se abra y chequee que la válvula este completamente abierta. Repita los dos pasos anteriores hasta obtener 3 y 15 Psig.   El alcance (span ) puede ser corregido deslizando el brazo de nivel (Level set arm ) a lo largo de la ranura. Esta acción cambia la sensibilidad del sistema nozzle-flapper. Deslizando el brazo nivel a la izquierda aumenta la sensibilidad e incrementa el alcance de la salida de presión. 

i.

Ajuste del nivel a la correspondiente escala

Aumentar la sensibilidad de la banda proporcional al 10 %. Ajustar el nivel al 50% de la escala. Emplee la pesa que corresponde al peso aparente del flotador medianamente sumergido 2.92  Lbr (1.33 Kgr). Ajuste el tornillo de regulación del obturador a 9 psig de salida de presión y revisar que la válvula  de control este abierta a la mitad.  

j.

Chequeo del control proporcional de la válvula

Cuando el ajuste de nivel este en el 50 % y el nivel de liquido esta variando, la válvula podrá ir de totalmente abierta a totalmente cerrada por una variación del 50% de el flotador.    

Ponga la banda proporcional en 50%. Aplique el peso correspondiente del flotador no sumergido (4 ¾ Libra o 2.15 Kgr). Ajuste el punto de nivel hasta obtener 3 psig de salida (Válvula de control cerrada). Aplique el peso correspondiente del flotador medianamente sumergido (2.92 Libras o 1.33 Kgr).

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   

k.

Chequee que la salida este como mínimo en 15 psig, (válvula de control completamente abierta). Ajuste el nivel hasta obtener 3 psig de salida (todavía con el peso del flotador medianamente sumergido y la válvula de control cerrada). Aplique el peso correspondiente al flotador totalmente sumergido. Chequee que la salida este en un mínimo de 15 psig (válvula de control totalmente abierta). Operación en campo.

Asegure que el flotador ha sido instalado. Cheque que el suministro de aire sea de 20 psig. Ajuste la banda proporcional a un 10 o 20 %. Ajuste el punto de nivel para una salida de 3 psig en el controlador, para que el controlador pueda actuar inmediatamente al aumentar el nivel del líquido en el t anque. Regule el nivel usando el ajuste de nivel (set point ).     

Nota: Hay un venteo en la parte trasera de la caja para prevenir la humedad y el aumento de presión en la caja. Deje este agujero abierto y cheque periódicamente para ver que no este obstruido. l. m. n.

Pegar un stiker donde se coloque los datos de la empresa y fecha de mantenimiento. Entregar el equipo operando con el visto bueno del supervisor del área. Informe y certificado de Calibración.

2.8 Válvulas Controladoras De Actuador Neumático. Figura 57. Válvula De Control

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Una válvula de control (Figura 57) es un instrumento mecánico-neumático con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación de líquidos o gases mediante una pieza móvil que abre, cierra u obstruye el flujo. Recibe la señal del controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control. Tiene la función de controlar el caudal del fluido, se comporta como un orificio cuya área de corte transversal varía continuamente en respuesta a una señal recibida desde un control, con la finalidad de manejar el caudal de forma determinada. 2.8.1 Tipos De Válvulas Controladoras De Actuador Neumático. Existen dos tipos de válvulas de actuador neumático: 2.8.1.1 De Acción Directa. Es aquella que requiere presión de aire para cerrar. Se considera normalmente abierta. 2.8.1.2 De Acción Inversa. Es aquella que requiere presión de aire para abrir. Se considera normalmente cerrada. 2.8.2 Descripción. La válvula consta de cuatro partes: 2.8.2.1 Actuador. También llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser los más sencillos y de rápida actuación. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria petrolera son accionadas neumáticamente. Al actuador llega la señal de presión del control que mueve el mecanismo que acciona la válvula interior. Figura 58. Actuador De Una Válvula Automática

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Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte tal como se muestra en la figura 58 . Lo que se busca con 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. Las partes de un actuador son (Figura 58):      

Un diafragma. Un resorte de contra presión. Un tornillo de regulación. Una horquilla de hierro fundido. Una cámara para el diafragma. Un plato metálico el cual va unido al eje.

El rango de trabajo de un actuador esta entre 3 a 15 psig o 6 a 30 psig. La medida del actuador depende de la medida de la válvula y la presión a controlar. 2.8.2.2 Cuerpo De La Válvula. El cuerpo de la válvula (figura 59) contiene en su interior el obturador (macho de la válvula), los asientos y esta provista de rosca o de bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del fluido; esta unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor. Figura 59. Válvula Globo

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El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la presión del fluido sin pérdidas, tener un tamaño adecuado para el caudal que debe controlar y ser resistente a la corrosión producida por el fluido. 2.8.2.3 Tapa De La Válvula. La tapa de la válvula de control tiene por objeto unir el cuerpo al servomotor. A su través desliza el vástago del obturador accionado por el motor. Este vástago dispone generalmente de un índice que señala en una escala la posición de apertura o de cierre de la válvula. Para que el fluido no escape a través de la tapa es necesario disponer de empaquetadura entre la tapa y el vástago. La empaquetadura ideal debe ser elástica, tener un bajo coeficiente de rozamiento, ser químicamente inerte y ser aislante eléctrico, para evitar formar un puente galvánico con el vástago que de lugar a una corrosión de partes de la válvula. La caja de empaquetadura de la válvula consiste en unos anillos comprimidos por medio de una tuerca o bien mediante una brida de presión regulable con dos tuercas. La empaquetadura puede ser apretada manualmente de modo periódico o bien si es presionada elásticamente con un muelle apoyado interiormente con la tapa. 2.8.2.4 Obturador. Está en contacto directo con el fluido. Constituye el corazón de la válvula al controlar el caudal gracias al orificio de paso variable que forma cambiando su posición relativa, y que además tiene la misión de cerrar el paso del fluido. El obturador se fabrica normalmente en acero inoxidable. 2.8.3 Clases De Válvulas. (figura 60). Figura 60. Comparación De Clases De Válvulas

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2.8.3.1 Válvulas Normalmente Abiertas. (figuras 61 - 62). Son aquellas que requieren presión de aire para cerrar, también llamada de acción directa, son usadas en una batería para el control de la presión. Al aplicar una presión mayor de 3 psi (la cual determina el equilibrio en el resorte) se mueve el vástago en forma proporcional a la presión aplicada para cerrar la válvula. Al aplicar una presión de 15 psi debe cerrarse totalmente. Figura 61. Válvula Normalmente Abierta

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Figura 62. Cuerpo De la Válvula Normalmente Abierta

2.8.3.2 Válvulas Normalmente Cerradas (figuras 63 - 64). Son aquellas que requieren presión de aire para abrir, también llamada de acción inversa, son usadas en una batería para el control de líquidos. Al aplicar una presión mayor de 3 psig (la cual determina el equilibrio en el resorte) se mueve el vástago en forma proporcional a la presión aplicada para abrir la válvula. Al aplicar una presión de 15 la válvula debe abrirse totalmente, en este momento el buje de sujeción del sello (empaque) recibirá toda la presión del fluido.

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Figura 63. Válvula Normalmente Cerrada

Figura 64. Cuerpo De la Válvula Normalmente Cerrada

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2.8.4 Procedimiento De Calibración. 2.8.4.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.    

Suministro de aire o nitrógeno Manómetros Certificados o Test Gauge Caja herramienta general. Regulador de presión

2.8.4.2 Descripción De Actividades.

Las partes de la válvula están sujetas al uso normal y deben inspeccionarse y reemplazarse cuando sea necesario. La frecuencia de inspección y de reemplazo de repuestos, depende de la severidad de las condiciones de operación. Las prácticas de mantenimiento exigen la inspección periódica para asegurar el buen funcionamiento del equipo. Es importante seguir los requisitos de fabricación (presiones, temperaturas, tolerancias y dimensiones, etc.). 1. Informe al operador del trabajo a realizar, para coordinar y sacarla de servicio sin interrumpir el proceso. Verificar el tipo de acción abierta o cerrada (sin aire). 2.

Antes de realizar cualquier operación de mantenimiento:

a. Desconecte cualquier línea que proporcione presión, poder eléctrico, o una señal de mando al actuador. Esté seguro que el actuador no abra o cierre de repente la válvula. b. Libere la válvula de presiones remanentes del proceso. c. Aislé la válvula de la señal de presión de la línea, descargue la presión del cuerpo de la válvula, y agote los medios de comunicación con el proceso de ambos lados de la válvula. Cierre también todas las líneas de señal presión al actuador, desfogue la presión del actuador. 3.

Sacar de servicio la válvula.

a. Use las válvulas de desviación (by-pass), cierre las válvulas ubicadas antes y después de la de control, para aislar la válvula de la presión del proceso. b. Desmontar la válvula con ayuda de la cuadrilla de mantenimiento y trasladar al banco de pruebas del taller. 4.

Desarmar la válvula ;

a. b. c.

Desconecte el actuador del cuerpo de la válvula Saque el acoplamiento que une el vástago del actuador y el vástago de la válvula. Saque la tuerca en forma de anillo, que sujeta la horquilla al cuerpo y el cuerpo del actuador.

5.

Desarme del actuador:

a. Desatornille totalmente el tornillo y la tuerca que mantiene la tensión del resorte y remueva la presión del diafragma, para ayudar a quitar o reemplazar el diafragma. b. Saque los pernos que unen las tapas del actuador. c. Levante el diafragma de las placas que forman la cámara.

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6.

Desarme del cuerpo

a. b. c. d. e.

Saque las tuercas que sujetan el buje de los empaques y la placa. Saque la brida inferior en forma de placa. Saque la válvula con el vástago. Saque la brida superior en forma de placa. Desarme el buje y empaque si es necesario

IMPORTANTE: En caso que sea necesario reemplace los empaques y el kit de reparación. Es necesario

comprobar que el vástago esta perfecto y no producirá un prematuro desgaste del buje, empaques de sello y fallas en la válvula.

7. Hacer limpieza y mantenimiento a cada uno de sus componentes. 8. Realizar una inspección detenida, del estado de sus partes y consignar las anomalías encontradas en su hoja de vida. Reemplazar partes en mal estado: Kit de reparación, Diafragma, tornillos, tuercas, resorte, empaquetadura, jaula, tapón, asiento, empaque espirometalico. 9. Una vez inspeccionada la válvula de control y garantizar que sus partes están en buen estado se debe proceder a armar nuevamente y a montar en el banco de calibración. 10. Armar la válvula haciendo la operación inversa al desarme. 11. Se realiza una prueba de sello : sellando con un flanche ciego y con un flanche con reducción para la entrada del aire o nitrógeno. a. De acuerdo con el ANSI presionar con aire o nitrógeno al valor de presión máxima (15% mayor a la de operación). b. Verificar el sello de la válvula instalando una botella en la brida de entrada aplicando una presión al menos de un 15% mayor a la presión de operación normal en el proceso, el ajuste del sello permite una fuga de 10 a 15 burbujas de agua por minuto. 12. La válvula se debe calibrar de acuerdo a la acción del control (aire para abrir o aire para cerrar) con actuador ya sea 3-15 psi ó 6-30 psi. 13. Ajuste el recorrido de la válvula según la placa (travel ) aplicando el mínimo y máximo de presión de aire de control para una apertura y cierre total, ajustando el tornillo interno dentro del externo apretando la abrazadera. 14. Aire para abrir: aplique 3 ó 6 psig en el actuador, la válvula debe mantenerse cerrada.    

Aplicando 6 ó 12 psig la válvula debe abrirse un 25%. Aplicando 9 ó 18 psig la válvula debe abrirse un 50% Aplicando 12 ó 24 psig la válvula debe abrirse un 75% Aplicando 15 ó 30 psig la válvula debe abrirse el 100%.

15. Aire para cerrar: aplique 3 ó 6 psig en el actuador, la válvula debe mantenerse completamente abierta.  

Aplicando 6 ó 12 psig la válvula debe cerrar hasta el 75%. Aplicando 9 ó 18psigla válvula debe cerrar hasta el 50%

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 

Aplicando 12 ó 24 psig la válvula debe cerrar hasta el 25% Aplicando 15 ó 30 psig la válvula debe cerrar totalmente.

16. Si se aplican las presiones recomendadas y no se obtiene la respuesta esperada, ajuste el tornillo de resorte (cuando aplica 3 ó 6 psig) o el largo del vástago (cuando aplica 15 ó 30 psig), repita el procedimiento hasta obtener los resultados esperados. 17. Traslade la válvula al sitio de operación. y con la colaboración de la cuadrilla proceda a montarla. 18. Conecte la línea de aire a la válvula y proceda conectar el transductor de corriente a presión en caso de tenerlo. 19. Si existe válvula de drenaje en la línea cerrarla. 20. Abra las válvulas de bloqueo instaladas antes y después de la válvula de control, avise al operador que puede pasar el lazo de control a automático y proceda a cerrar la válvula de by-pass. En caso de servicio líquido, abra lentamente la válvula de drenaje con el fin de desalojar el aire acumulado. 21. Una vez terminado el chequeo de la válvula, se debe pegar un sticker en el cuerpo, con los datos: empresa y fecha de mantenimiento. 22. Entregar el instrumento con el visto bueno del supervisor. 23. Informe de Calibración. 2.9 Válvulas De Alivio O Seguridad. Figura 65. Válvulas De Alivio “FARRIS”

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Las válvulas de alivio (figura 65) son usadas para proteger sistemas de sobre-presión o fallas en el control de presión. Estas válvulas de seguridad se disparan cuando la presión de operación sobrepasa el setting de la válvula, permitiendo una descarga de presión. Una aplicación típica es en un separador, tratador o en la salida de una bomba de desplazamiento positivo de alta presión. Las partes esenciales de una válvula de alivio son (ver figura 66): El cono. El disco de cerramiento el cual ha sido perfectamente asentado. Su función es asegura el sello. La guía la cual aísla el cuerpo de la cubierta. El “sello de balance” o fuelle que contrarresta el efecto de contra presión y aísla los elementos de fluido internos activos que atraviesan la válvula. El portador cónico de disco el cual desvía el flujo del fluido de las superficies guías. El anillo de ajuste el cual se usa para hacer que el disco se levante rápidamente cuando la presión de apertura lo empuje contra este. Por lo tanto, la válvula trabaja más eficientemente. Figura 66. Partes De Una Válvula De Alivio Típica

Hay ciertas válvula que tienen una palanca que hace posible verificar que la válvula no este pegada, que cierra bien y que el sello es bueno. La prueba se lleva a cabo jalando la palanca. 2.9.1 Instalación. Se debe instalar en lugares de fácil acceso (ver figura 67) para inspección y mantenimiento. La válvula se debe ubicar en forma vertical y en la parte superior del tanque. Después de la válvula de seguridad se debe instalar una válvula de corte para sacarla de servicio en un futuro.

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Figura 67. Instalación Válvula De Seguridad

Cuando se trabaje con líquidos corrosivos, para proteger la válvula es importante instalar un disco de ruptura entre en tanque y la válvula de seguridad. 2.9.2 Operación. Un resorte mantiene el disco de la válvula contra el asiento, así que la válvula no se abrirá hasta que la fuerza ejercida por la presión del fluido sobre el disco de la válvula exceda la fuerza ejercida por el resorte. Cuando esto ocurre, puede haber flujo a través del puerto de salida, hasta que la presión del fluido caiga por debajo de la presión de operación de la válvula. La fuerza del resorte liberará la válvula. Las válvulas de alivio operan automáticamente y pueden ser seteadas por el fabricante o ajustadas cuando se usen.

En la figura 68 se muestra la operación de una válvula de alivio. Si el orificio B esta a la presión atmosférica, la válvula se abre cuando: F P= S Si, sin embargo la salida de la válvula est a bajo presión p , la válvula se abrirá a una nueva presión: F P=p+ S

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Figura 68. Operación De Una Válvula De Alivio

Esta válvula tiene un anillo de ajuste . Cuando la presión en la boquilla excede la fuerza compresiva del resorte, el disco se levanta. El anillo de ajuste se hace útil solo en esta etapa y solamente para fluidos compresibles (aire, gas, vapor), el anillo hace que la válvula se levante completamente y casi inmediatamente. La apertura total ocurre al menos al 3% sobre la presión de ajuste y cierre al menos al 5% debajo de esta. Cuando se usan fluidos no compresibles (liquido), el uso del anillo causa martilleo. El anillo es entonces desensamblado bajándolo completamente. En este caso la apertura será directamente proporcional a la sobre-presión la cual puede ser del 10% al 25% y el cerramiento se produce entre el 10% y 15% por debajo de la presión de ajuste. 2.9.2.1 Colocación Del Anillo De Ajuste (Anillo Blowdown) . El anillo de ajuste o anillo blowdown esta diseñado para hacer que el disco se levante bruscamente a la presión de operación, de este modo se incrementa la eficiencia de la válvula de seguridad. El anillo se ajusta para acomodarse al fluido, de acuerdo a la calibración de la presión de la válvula de seguridad.

El anillo se coloca dentro de la boquilla y gracias a que tiene alrededor de su perímetro un borde dentado se sostiene, y se fija en el lugar por medio de un tornillo. 2.9.2.2 Calibraciones Para Líquidos . Para líquidos, el anillo no se requiere y es por lo tanto atornillado completamente (ver figura 69a).

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Figura 69. Anillo De Seguridad

a. No se requiere anillo para flujo de líquidos

b. Anillo de seguridad presente en flujo de gases. 2.9.2.3 Calibración Para Gases Y Vapores . Para gases y vapores, la posición del anillo depende de la graduación de la presión. El procedimiento es como sigue (ver figura 69b): Con el disco en posición, ponga el anillo en contacto con el sostenedor del disco. Refiriéndose a la siguiente tabla 4 , baje el anillo un número de dientes de acuerdo a la graduación de la presión. Tabla 4. Graduación Del Anillo De Ajuste Presión fija psig 15 or less 40 65 85 110 135 145 175 190

Número dientes 2 4 6 8 10 12 14 16 18

de Presión fija Puig 225 270 365 450 550 600 675 825 1000

Número dientes 20 25 30 40 50 60 70 80 90

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de Presión fija psig

Número dientes

de

1001 to 6000

9% of Press

Set


2.9.3 Recomendaciones.

Se debe tener un gran cuidado y atención cuando se instale la válvula. La válvula y la tubería sobre la cual se instalará la válvula, deben estar absolutamente limpias. Limpie la boquilla y las bridas de conexión completamente. Verifique que no se haya deslizado un cuerpo extraño dentro de la boquilla. Instale la válvula en posición vertical. Prevea la tubería de descarga, las dimensiones internas que nunca deben ser menores que las dimensiones del orificio de salida. Liquido: la descarga debe ser sacada hacia el f ondo de la válvula. Gas y vapor: la descarga debe ser sacada hacia la parte superior de la válvula o hacia una tobera. 2.9.4 Procedimiento De Calibración. 2.9.4.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.   

Cilindro de nitrógeno N2, Manómetros patrón. Caja de herramienta general.


1. Despresurizar la línea o vasija donde este montada la válvula de seguridad por el venteo o por las bridas de la PSV. 2. Desmontar para trasladar al banco de calibración. 3. Instalar un ciego con su respectivo empaque en la línea del proceso con el fin de evitar escapes por fugas en la válvula de bloqueo. Los espárragos se deben limpiar y lubricar. 4. Desarmar la válvula de seguridad completamente, limpiar e inspeccionar sus componentes detenidamente. En caso de encontrar piezas dañadas o en mal estado, se debe cambiar. 5. Verifique el estado, desgaste o erosión del asiento. 6. Para armar la válvula verifique primero la posición y ubicación correcta de todas las piezas ajustables de la misma. 7. Armar la válvula y montar en posición vertical en el banco de pruebas. 8. Calibrar la válvula de seguridad utilizando un cilindro de nitrógeno (N 2 ) como gas de calibración, un manómetro de precisión (Test Gauge) con una escala no superior al 200% del rango de la válvula y set de calibración. Nota: la salida de la válvula de seguridad nunca se debe instalar en dirección de las personas. 9. Aumentar la presión hasta obtener el Set deseado., los ajustes se deben hacer con el tornillo de calibración de la válvula de seguridad, se debe cerrar la válvula del cilindro y drenar lentamente la presión acumulada entre el cilindro y el regulador. 10. Debe repetir el procedimiento de aumentar la presión hasta el set de calibración y descompresionar el sistema hasta obtener la calibración deseada. 11. Una vez calibrada la válvula de seguridad, llenar y pegar un sticker o instalar una lámina que contenga: empresa que ejecuta el trabajo, fecha y rango de calibración.

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12. Transporte la válvula de seguridad hasta la planta respectiva y entregue a la cuadrilla para realizar la instalación al sitio en posición vertical, luego abrir válvula de bloqueo si la tiene. 13. Entregar el instrumento con el visto bueno del supervisor. 14. Informe de calibración. 2.10 Porta Orificio. Figura 70. Porta Orificio “DANIEL”

Es un instrumento que mide el volumen de un fluido indirectamente y se fundamenta en la medición por presión diferencial. Consiste en un elemento primario, que genera una presión diferencial, por medio de una platina con un orifico calibrado para unas condiciones especificas y un elemento secundario capaz de medir dicha presión y mostrarla o registrarla en un cuadrante. La platina de orifico es la encargada de generar la presión diferencial dentro de la tubería. Antes de la platina se presenta un aumento de la presión y después de esta la presión cae aumentando su velocidad. La platina de orificio es un plato de acero con un orificio circular perforado en el centro, y un hueco de drenaje en la parte baja de su filo externo. Sin embargo, el plato debe cumplir ciertas especificaciones si se esperan mediciones exactas. La cara del plato debe ser plana y el filo aguas arriba del orificio del plato debe ser cuadrado, agudo y limpio (el más mínimo daño al filo puede producir errores considerables).

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El espesor del plato no debe exceder 1/30 del diámetro de la tubería, 1/8 del diámetro del orificio. En los casos en que esto ocurre, el filo aguas abajo de la platina debe ser biselado a un ángulo de 45º o menor a la cara de la platina. Para registrar la presión diferencial, se usa un registrador (BARTON). El porta orifico DANIEL es instalado con este registrador por medio de dos tomas en la cámara de presión diferencial del registrador. El lado de alta presión es conectado al lado aguas arriba del orificio (HP) y el lado de baja presión es conectado aguas abajo (LP) (ver figura 71). La presión diferencial es transmitida por medio de la cámara a la plumilla para graficarla en una carta. Figura 71. Instalación Porta Orificio Con Registrador

Para obtener medidas adecuadas, el flujo de gas debe ser laminar antes de llegar al medidor, si el flujo presenta turbulencias propias del proceso se deben instalar enderezadores de flujo. Una adecuada longitud de tubería recta y venas enderezadoras son colocados antes del medidor para reducir las perturbaciones creadas por los codos y accesorios en la línea de gas, la distancia mínima permisible debe ser de 10 diámetros de tubería aguas arriba y 5 diámetros aguas abajo. Veamos el principio de operación de la presión diferencial a través de una platina de orificio. En la figura 72 se observa que las pérdidas de presión entre los puntos A y B son debidas a la fricción en la línea. De B a E la presión se incrementa debido a la resistencia al flujo causada por el orificio. La presión cae entonces rápidamente entre E y G a medida que la velocidad de flujo a través del orificio aumenta. De G a H ocurre la recuperación. Los puntos C y F son donde se mide la caída de presión a través del plato. La presión estática aguas abajo se toma también del punto F.

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Figura 72. Esquema Del Comportamiento De La Presión Debido A La Platina De Orificio

El caudal de gas es proporcional a la raíz cuadrada de la caída de presión a través de un orificio y, por consiguiente, determinada midiendo la caída de presión hw a través de un orificio calibrado y la presión estática pf aguas abajo del orificio. Estos medidores presentan exactitudes de 3% o mejores, pero su desempeño puede deteriorarse con el uso. El borde afilado del orificio puede erosionarse, la tubería puede hacerse muy rugosa para permitir el flujo laminar, los depósitos se pueden acumular contra el plato, etc. Resulta esencial una inspección periódica de la platina de orificio y la condición interna de la tubería. La frecuencia depende de la limpieza y características del fluido y los materiales usados. Si todas estas precauciones son tenidas en cuenta se puede esperar que la platina de orificio sea el dispositivo de medición de flujo más confiable y predecible hoy en día. En las figuras 73 y 74 se pueden observar las partes internas del porta orificio DANIEL. Las cuales comprende tres secciones; una es la sección donde se instala la platina que es propiamente la tubería, otra sección es el compartimiento inferior, en donde se encuentra la puerta deslizante con los dos piñones. La tercera sección es el compartimiento superior, en donde se encuentra la válvula de desfogue, la válvula igualadora y la tapa superior.

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Figura 73. Partes De Un Porta Orificio “DANIEL”

Figura 74. Esquema Porta Orificio “DANIEL”

2.10.1 Procedimiento Para El Cambio De Platina De Orificio. 2.10.1.1 Lubricación Del Porta Orificio. Debido al contacto metal-metal entre la puerta deslizante y el cuerpo del Daniel es necesario inyectar grasa por medio del vástago inyector de grasa . La lubricación

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periódica del Porta Orificio es importante para la prevención de escapes, a continuación se describe el procedimiento para la lubricación y sello (cuadro 1.). Cuadro 1. Lubricación Del Porta Orificio

1.

Retire el vástago del del sistema de engrasado

2. .Inserte la barra lubricante en el sistema de engrasado y reubique el vástago. Nota: Gire lentamente lentamente el vástago para inyectar la grasa. Si se hace apresuradamente, la elevada presión del lubricante puede romper el empaque del asiento de la válvula. Inyecte la grasa necesaria.

2.10.1.2 Cambio De La Platina De Orificio. Durante el periodo de flujo, o específicamente durante cualquier prueba, la rata de gas puede variar, de tal forma que, pueden necesitarse diferentes tamaños de platinas de orificio. El diámetro correcto de la platina de orificio orificio se selecciona por prueba y error, teniendo teniendo en cuenta que la diferencial de presión registrada este entre el 30 y 70 % del rango total del elemento y carta del registrador. registrador. Con el porta orificio DANIEL se DANIEL se puede cambiar la platina sin interrumpir la producción o parar el proceso de la batería. Figura 75. Cargador De La Platina

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Para el cambio de la platina orificio debe hacerse de manera segura de acuerdo al siguiente procedimiento (cuadro 2). 2). Un procedimiento inadecuado puede causar serias lesiones lesiones o inclusive la muerte. Cuadro 2. Cambio De Platina De Orificio

1. Equilibrar la presión entre el cuerpo, el compartimiento inferior y el compartimiento superior. Abra la válvula equalizadora (igualadora) de (igualadora) de presión.

2.

Girar el piñón 3 usando la manivela para correr la puerta deslizante hasta la posición abierta.

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3. Elevar el cargador de de la platina orificio por medio del piñón 2 usando la manivela, luego con el piñón 1 hasta que esta toque la parte inferior de la barra de sujeción en el compartimiento superior.

4.

Cerrar la puerta deslizante con el piñón 3.

5.

Cerrar la válvula equalizadora de presión.

6. Abrir completamente la válvula de desfogue para liberar presión en el compartimiento superior.

7.

Retirar la barra sujetadora , soltando el juego de tornillos del del

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centro hacia fuera turnando los lados, y aflojando en forma gradual. Nota: Para facilitar la remoción de las platinas de sello y el empaque se recomienda elevar el cargador con el piñón 1, esto liberara cualquier presión remanente en la cámara superior PRECAUSION: NO SE UBIQUE SOBRE LA RANURA DURANTE

ESTA OPERACIÓN, LA PRESIÓN DENTRO DE LA CAMARA PUEDE LANZAR LAS BARRAS SUJETADORAS Y DE SELLO.

8.

Deslizar la barra sujetadora para desmontarla, Remover la barra de sello , y el empaque. Nota: Tenga cuidado de no dañar el empaque

9. Elevar el cargador de la platina orificio al máximo con el piñón 1 y sacarlo con la mano.

10. Se retira la platina de orificio del cargador y del empaque de teflón. Limpie platina de orificio o remplazarla si es necesario. Colocar de nuevo la platina y el empaque en el porta orificio. Instale la platina de orificio en el sello de teflón, el anillo aguas abajo es el ranurado y el de aguas arriba es asegurado con clips de seguridad. La cara biselada de la platina va aguas abajo.

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11. Instalar el cargador ensamblado dentro del Porta Orificio DANIEL, use el piñón 1 para bajar el cargador

12. Antes de colocar el empaque observar que se encuentre en óptimas condiciones para un buen sello. Instalar el empaque , la barra de sello y la barra sujetadora Nota: Ajustar los tornillos empezando por los del centro y terminando por los laterales gradualmente.

13. Cerrar la válvula de desfogue de la cámara superior.

14. Abrir la válvula ecualizadota de presión. Para que la cámara superior adquiera la misma presión de la línea de flujo. Cuando se deje de escuchar un zumbido indica que las presiones en el sistema están en equilibrio.

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15. Abrir la puerta deslizante.

16. Baje el cargador la platina de orificio hasta que se asiente firmemente en el cuerpo o sobre la base del medidor, usando el piñón 2.

17. Cerrar la puerta deslizante con ayuda de la manivela.

18. Cerrar la válvula equalizadora

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19. Abrir y cerrar la válvula de desfogue

2.10.2 Procedimiento De Mantenimiento. 2.10.2.1 Personal, Instrumentos Y Herramientas Necesarias.

El personal que desempeña esta actividad debe ser competente, con un entrenamiento adecuado en el procedimiento y que cumpla con todas las normas de seguridad. Las herramientas y los instrumentos necesarios deben estar en buen estado. 

   

Caja de herramienta general. Manivela. Compresor. clip de seguridad. Manómetro certificado.

2.10.2.2 Descripción De Las Actividades.

Las partes del Porta Orificio están sujetas al uso normal y deben inspeccionarse y reemplazarse cuando sea necesario. La frecuencia de inspección y de reemplazo de repuestos, depende de la severidad de condiciones del servicio. Es importante seguir los requisitos de fabricación (presiones, temperaturas, tolerancias y dimensiones, etc.). 1.

Desmonte del porta orificio.

a. Desconecte cualquier línea que proporcione presión, Esté seguro que el Porta Orificio este totalmente libre de presión. b. Si las hay use las válvulas de desviación (by-pass), ciérrelas completamente para aislar el Porta Orificio de la presión del proceso. c. Aislé el Porta Orificio de las señales de presión que van al registrador, agote los medios de comunicación con el proceso de ambos lados de este y desfogue la presión de la cámara superior. d. Desmontar el Porta Orificio con ayuda de la cuadrilla de mantenimiento y trasladar al banco de pruebas del taller. 2.

Desarmar el Porta Orificio:

a.

Retirar el carrier que contiene la platina.

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b. Retire la cámara superior soltando los tornillos. c. Retire la compuerta deslizante. Observe que los resortes, que la compuerta deslizante y demás accesorios se encuentren en buen estado para obtener un buen sello. Consignar las anomalías encontradas en su hoja de vida. Reemplazar partes en mal estado: d. Hacer limpieza y mantenimiento a cada uno de sus componentes. e. Luego de asegurar el buen estado del Porta Orificio proceder a armar, instalando también el carrier e inyectando grasa. 3.

Prueba de presión

a. Se realiza una prueba de sello; tape con un flanche ciego una de las bridas del porta orificio e instale un flanche con reducción en la otra brida para la entrada del aire o nitrógeno. Nota: Para la medición de la presión de la siguiente prueba es muy importante usar un Manómetro Calibrado y Certificado con Trazabilidad. Tener en cuenta el ANSI y las especificación de fabrica para la aplicación de presión. PRECAUCIÓN: Esta prueba puede causar daños personales por el manejo de alta presión b. Verificar el sello del Daniel instalando una botella en la brida de entrada aplicando una presión al menos de un 15% mayor a la presión de operación normal en el proceso, el ajuste del sello permite una fuga de 10 a 15 burbujas de agua por minuto. c. Si hay fuga, cambiar los empaques, los resortes y si es posible maquinar la barra y la compuerta deslizante. d. Después de obtener un buen sello, Trasladar el Porta Orificio al sitio de operación. y con la colaboración de la cuadrilla proceder a montarlo. 4.

Instalación al proceso

a. b. c. d. Daniel.

Instale el porta orificio con ayuda de la cuadrilla el la tubería teniendo en cuenta la dirección de flujo. Conecte las líneas de la señal de presión correspondientes, alta y baja presión al registrador. Proceda a instalar el carrier (Cargador) con la respectiva platina de orificio. Abra las válvulas de bloqueo instaladas antes y después del Porta Orificio, para poner el servicio el

5. Una vez terminado el chequeo del Porta Orificio, se debe pegar un sticker en el cuerpo, con los datos: empresa y fecha de mantenimiento y hacer el correspondiente certificado de mantenimiento. 6.

Entregar el instrumento con el visto bueno del supervisor.

7.

Informe y certificado de mantenimiento.

2.11 Registrador De Presión Estática, Diferencial Y Temperatura.

El registrador BARTON (figura76), es un instrumento diseñado para tener versatilidad en el registro de la presión y temperatura, convirtiendo las señales de entrada en movimientos mecánicos para ser dibujados como líneas sobre la carta que rota constantemente por medio del reloj (Chart Drive). Este instrumento cuenta con un mecanismo, que unido al sistema de palancas y a la pluma

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permanentemente registra las variables. La presión y la temperatura es registrada en una carta de 12 pulgadas de diámetro. Tiene la capacidad de registrar tres variables (presión estática, presión diferencial y temperatura).

Figura 76. Registrador “BARTON”

2.11.1 Sistema De Presión Estática.

La presión estática es medida por intermedio de un elemento elástico de presión tubo bourdon tipo helicoidal, que transmite los movimientos de torsión, producido por efectos de los cambios de la variable

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(presión) a los elementos mecánicos de medición (sistemas de palancas), para ser registrados a través de la plumilla de registro (static pressure pen) a la carta (Recorder Chart). El tubo bourdon determina el rango del instrumento. Podemos encontrar diversidad de rangos en estos elementos, desde 0 a 3 psi hasta 0 a 8000 psi. Para bajas presiones se utilizan como sensores de presión, fuelles (bellows). En la figura 77 podemos observar todo el mecanismo para la medición de la presión estática en un registrador BARTON.

Figura 77. Static Pressure – Pen Linkage

2.11.2 Sistema De Presión Diferencial . Tiene como elemento sensor una unidad de presión diferencial (DPU), la cual incorpora en su medición dos

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elementos tipo fuelles (bellows) que transmiten el movimiento del eje de torsión (torque tube) a un sistema de palancas para ser registrado por medio de una plumilla de registro (differential pressure pen) a la carta (recorder chart). Los fuelles y la unidad de presión diferencial pueden versen en la figura 79 y 80. Un eje de igual área transversal conecta las dos cámaras. El eje de la derecha comunica la cámara de alta presión (HP), mientras el eje de la izquierda comunica la cámara de baja presión (LP). La presión diferencial se describe de la siguiente manera: Fuerza 1 = Área x Cámara HP Fuerza 2 = Área x Cámara LP Fuerza Resultante = Fuerza 1 – Fuerza 2 = Área (HP – LP) = A ∆P. El movimiento de los ejes es transmitido fuera de la celda con movimientos rotatorios por un brazo conductor y un tubo de torsión. El extremo exterior esta conectado al plato central; el eje del tubo de torsión, ubicado en el centro del tubo esta soldado al extremo interior del tubo de torsión. El movimiento del eje en la cámara es transmitido por un brazo extremo interior del tubo de torsión con un movimiento rotatorio. Dado que el extremo exterior del tubo de torsión está sujeto al plato central, el tubo debe girar cuando se someta a torsión. El eje del tubo de torsión, el cual está libremente sostenido dentro del tubo de torsión y su extremo exterior rota al mismo ángulo del brazo. Esta rotación del eje del tubo de torsión es la salida mecánica de la celda. La figura 80 muestra un corte de la unidad de presión diferencial y la figura 81 el tubo de torsión respectivamente. Es importante observar que el tubo de torsión trabaje como un sello, evitando escapes de presión de la cámara y que la su fricción no afecte la medición. En la figura 78 podemos observar todo el mecanismo para la medición de la presión diferencial en un registrador BARTON. Figura 78. Differential Pressure – Pen Linkage

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Figura 79. Bellows Unit Assemblies

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Figura 80. Model 199 Differential Pressure Unit BUA Cutaway

Figura 81. Torque Tube

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El rango de la celda o cámara es determinado por la fuerza requerida para mover los fuelles a través de su rango nominal recorrido. Los resortes de rango (Range springs) actúan como fuelles y el tubo de torsión equilibra la presión diferencial aplicada a la unidad. El conjunto de resortes del rango consiste en una placa soporte, un soporte de resorte y resortes (ver figura 82). El juego de resortes determina el rango de presión diferencial, los cuales vi enen comprendidos en platos

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desde 3 resortes para un rango de 0 a 100 pulgadas de agua hasta 12 resortes para un rango de 0 a 400 pulgadas de agua, veamos los rangos intermedios:    

Range Spring = 3 Spring’s = 0 a 100 pulgadas de agua Range Spring = 6 Spring’s = 0 a 200 pulgadas de agua Range Spring = 9 Spring’s = 0 a 300 pulgadas de agua Range Spring = 12 Spring’s = 0 a 400 pulgadas de agua

Recordemos: 1 psi = 27.68 “H20 (pulgadas de agua)

El extremo de cada resorte se sujeta a la placa resorte, el otro extremo se sujeta al soporte de resorte. El soporte de resorte se sujeta a la varilla de empuje localizada en la línea central de los fuelles de presión baja. El movimiento de los fuelles causa una tensión en los resortes para su operación. La amortiguación de pulsación se obtiene internamente controlando el flujo entre los fuelles de alta y baja presión con una válvula aguja, ajustada externamente. Figura 82. Resortes De La Cámara.

2.11.3 Sistema De Temperatura.

Este sistema (figura 83) trabaja bajo el principio de expansión térmica, emplea un bulbo, un capilar y un tubo bourdon tipo espiral. Los cambios de temperatura son captados por el bulbo causando una expansión y contracción en el mercurio dentro de este. Cuando el mercurio es calentado se expande e incrementa su volumen, causando que el tubo bourdon ejerza una deformación. El movimiento del tubo bourdon es transmitido por un sistema de palancas a la plumilla de registro. El bulbo actúa como elemento sensible de la temperatura del sistema. El tiempo de respuesta depende de las características físicas y dimensionales del bulbo. Un área superficial grande, un espesor de pared mínimo y una conductividad térmica alta, determinan un tiempo de respuesta mayor.

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El tubo capilar proporciona una conexión térmica entre la temperatura del bulbo y el tubo bourdon. Esta fabricado por la unión de argollas de acero inoxidable para permitir una transmisión f lexible entre el elemento sensible (bulbo) y el tubo bourdon. El extremo sellado del tubo bourdon esta unido a un sistema de palancas. El extremo abierto que esta en la base del tubo bourdon es conectado al tubo capilar. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el fluido en el bulbo se expande y el espiral del bourdon tiende a desenrollarse moviendo el sistema de palancas para que la temperatura sea registrada. Figura 83. Unidad De Temperatura

2.11.4 Procedimiento De Calibración (Presión Estática).

Las partes del registrador están sujetas al uso normal y deben inspeccionarse y reemplazarse cuando sea necesario. La frecuencia de inspección y de reemplazo de repuestos, depende de la severidad de condiciones de servicio. Es importante seguir los requisitos de fabricación (presiones, temperaturas, tolerancias y dimensiones, etc.). 2.11.4.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.    

Caja de herramienta general. Estuche herramienta milimétrica. Manómetro certificado o Test Gauge. Bomba hidráulica


1. Sacar de servicio el registrador, cerrando la válvula de corte y aliviando la presión. 2. Si es necesario traslade al taller de instrumentación con su debida medida de precaución, de lo contrario calibre en el sitio.

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3. Realizar Mantenimiento, cambio de kit de reparación, cambio de plumillas, cambio de empaque de la puerta y pintura si es necesario. 4. Conectar el Test Gauge y suministrar presión teniendo en cuenta el rango del tubo bourdon. 5. Realizar una prueba de calibración y un análisis de las condiciones y características actuales. Registre los errores correspondientes en la hoja de calibración. (cero, multiplicación y angularidad). 6. Para la calibración del sistema de presión estática proceder así: (ver figura 84). a. Ajuste el Brazo de Rango (4) y el Eslabón Viajero (7) a la misma distancia del fondo de la caja. b. Colocar el Eslabón Viajero (7) en el cuarto agujero del Eje (3) o del Brazo de Rango (4). c. Ajustar el brazo de presión estática (2) para formar ángulos de 90°entre el Eslabón (7) y puntos pivotes asociados al sistema de palancas, con la Plumilla (17) marcando el 50% en la carta. como sigue: Centre el Tuerca (10) sobre el Brazo (4), y coloque la Plumilla (17) en el 50% como se muestra en la Figura 84. Forme el ángulo de 90°entre el Eslabón (7) y una línea imaginaria que corta la Palanca (9) y la  Abrazadera (6), apretando la Tuerca (10) para encima o para abajo. Si no puede obtener el ángulo correcto con la Tuerca (10) y el Eslabón (7), desconectar o girar la Abrazadera (6) del Elemento de Presión Estática (2), hasta que el ángulo correcto sea encontrado. Haga un ángulo de 90°entre el Eslabón (7) y una línea imaginaria que conecte igualmente los  puntos del pívot con el Brazo (4). Apretar la Abrazadera (6), si este fue desapretado anteriormente.  

Nota : Puede ser necesario levantar o bajar el punto del Pivot del Eslabón (7) en el Brazo (4). Esto puede

ser hecho girando el Eslabón (13) en el Brazo (4). Puede que también sea necesario aumentar o disminuir el tamaño del Eslabón (7). Esto puede ser hecho desapretando el Tornillo (12) y ajustado el largo de los brazos. Verificar el apreté del Tornillo (12) después que los ajustes hayan sido hechos . d. Descargue la presión y coloque la Plumilla (16) en cero % en la carta. manteniendo los ángulos. Apretar el Abrazadera (6), si este fue desapretado anteriormente. Nota: Para un ajuste fino del cero use la Tuerca (14) (10% o menos). Para un mayor ajuste (más del 10%)

use el Tuerca (10).

e. Aplique 100% de la presión y observe la Plumilla (16), debe marcar el límite máximo de la escala, haga los ajustes necesarios devolviendo el Tuerca (10) en el Eslabón (7) en sentido contrario a las manecillas del reloj si la pluma esta ligeramente dentro del rango; y en sentido las agujas del reloj si la plumilla esta ligeramente sobre el rango. Repita la calibración del rango (cero y 100%) hasta lograr estos puntos. Nota : Es posible que sea necesario levantar o bajar el punto del Pivot del Eslabón (7) en el Brazo (4). Si el

movimiento en el sentido antihorario de la Tuerca (10), no es suficiente para aumentar la abertura, mover el punto del Pivot, hacia el próximo orificio de ajuste; si el movimiento en el sentido horario de la Tuerca (10) no fuera suficiente para disminuir la abertura, mover el punto del Pivot hacia abajo. f. g.

Repita los pasos c, d y e hasta que la escala de calibración sea obtenida correctamente. Aplique el 50% de la presión y observe la Plumilla (17): Si la indicación de la Pluma (17) fuere baja, reducir el Eslabón (7) una suma igual a 40 veces la  distancia del error leído.

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Restablezca la Plumilla (17) a la línea de 50% resbalando el Eje (3) con el pivote del Brazo (4). Si la indicación de la Pluma (17) fuese alta, alargar el Eslabón (7) una suma igual a 10 veces la distancia del error leído.  Restablezca la Plumilla (17) a la línea de 50% resbalando el Eje (3) con el pivote del Brazo (4).  

h. Descargue la presión y restablezca la Plumilla (16) indicando cero en la carta, usando Tuerca (14) para precisar el ajuste. i. Repetir los pasos del 4 al 8 hasta la calibración del cero, linealidad y angularidad (0%, 50%, 100% de indicación) que se han hecho. j. Verifique que el Brazo (5), la Tuerca (14), el Abrazadera (6) y el Tornillo (12), estén apretados. k. Ponga a funcionar el reloj temporizador (Chart Drive) que esta ubicado tras la platina. 7. De acuerdo al análisis de las características del equipo a calibrar dividimos el rango del instrumento de medición a calibrar en aproximadamente 10 lecturas, iniciando desde el 10% del rango del instrumento. 8. Toma de datos en orden ascendente, hasta obtener la presión máxima del instrumento objeto de la calibración, se espera 15 minutos posteriormente se realiza la toma de datos en orden descendente (5 veces). registrándolos en el formato de calibración. 9. Se realizan los cálculos de error de linealidad, angularidad, cero e histéresis y se determina la incertidumbre de medición, se calcula la precisión del instrumento. 10. Se verifica si la precisión corresponde a la inicialmente asignada al instrumento en hoja de certificación; se compara con la clase calculada y asignada por el proceso de calibración. 11. Si hay necesidad de hacer ajuste para restablecer la precisión del instrumento es necesario realizar una nueva calibración. 12. Traslado del instrumento al sitio de origen, instalación del Manifold y puesta en servicio del registrador. 13. Remplace la Carta (15). 14. Llenar el formato de calibración con las observaciones pertinentes. 15. Colocar Stiker donde se escriba el nombre de la empresa fecha y rango. 16. Informe y certificado de calibración.

Figura 84. Sistema De Presión Estática (Calibración).

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2.11.5 Procedimiento De Calibración (Presión Diferencial).

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Las partes del registrador están sujetas al uso normal y deben inspeccionarse y reemplazarse cuando sea necesario. La frecuencia de inspección y de reemplazo de repuestos, depende de la severidad de condiciones de servicio. Es importante seguir los requisitos de fabricación (presiones, temperaturas, tolerancias y dimensiones, etc.). 2.11.5.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.    

Caja de herramienta general. Estuche herramienta milimétrica. Manómetro certificado o Test Gauge. Bomba Neumática.

2.11.5.2 Descripción De Actividades. 1. Sacar de servicio el registrador, utilizando el juego de válvulas del Manifold , evitando la sobre presión en algunas de las cámaras de presión diferencial. 2. Retire las conexiones del cuerpo (Bellows) del lado de alta y baja presión, identifique en la parte posterior el lado de alta presión (HP) y el lado de baja presión (LP), mantenga las tapas en el lugar. 3. Si es necesario traslade al taller de instrumentación con su debida medida de precaución, de lo contrario realice el procedimiento en el sitio de trabajo. 4. Realice Mantenimiento y cambio de partes en mal estado (empaques, plumillas), pintura si es necesario. 5. Verifique el rango (Escala) en la placa del registrador, ó, si tiene dudas, verifique directamente en el disco instalado en el lado, de baja presión, donde está identificado en Rango máximo de trabajo del instrumento. 6. Conecte en el lado de alta presión en serie con el manómetro Test Gauge y el suplemento de aire, deje el lado de baja presión abierto a la atmósfera. 7. Realizar pruebas de calibración y un análisis de las condiciones y características actuales. Registre los errores correspondientes en la hoja de calibración. (cero, multiplicación y angularidad). 8. Para el mantenimiento de la cámara, se destapan las cámaras de presión diferencial, revisión general a las mismas, revisión del estado físico de resortes de calibración, fuelles y Damper (restricción), cambiarlo si es necesario, cambio de empaques de las tapas de las cámaras. Cambio de los fuelles de la cámara si es necesario.

a. Sin presión sobre los "Bellows" fuelles, verifique el cero en la carta. b. De acuerdo con la presión del fuelle aplique lentamente presión expresada en pulgadas de agua según el Rango. c. Aplique 100% de la presión y verifique el comportamiento de la pluma, vea si se desplaza de manera uniforme y si indica 100% en la carta. d. Verifique los puntos intermedios 25%, 50%, 75%. Si no obtiene los valores correctos, proceda a calibrar los brazos de angularidad y linealidad, como será explicado posteriormente. e. Si la pluma se desplaza con mucha o poca velocidad en la carta, verifique la abertura del Damper (Restricción) entre las dos cámaras (Bellows). f. El tomillo instalado en la parte posterior del cuerpo puede ser regulado para anular la respuesta de la pluma del diferencial. Gírelo en el sentido antihorario para una repuesta más rápida o en sentido horario para una respuesta más lenta. Nota: Nunca ajuste totalmente el tornillo en el sentido horario pues de ser así, .se presuriza y en estas

condiciones se puede romper la cámara (Bellow).

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g. Si no consigue la calibración siguiendo los pasos indicados: Verifique los resortes que aseguran la placa de las tapas de los fuelles. 9. Conectar el manómetro Test Gauge con manguera a la cámara de alta. 10. De acuerdo al análisis de las características del equipo a calibrar dividimos su rango en aproximadamente 10 lecturas, iniciando desde el 10% del rango del instrumento. Para calibrar la escala de presión diferencial del BARTON, proceda así (Figura 85) 11. a. Con la Pluma de registro fija, mover la pluma de cero a 100% de la carta, y vuelva a cero para certificar que la pluma a registrado sobre la línea de tiempo. Nota: Las conexiones de los brazos pueden ser desconectadas, para hacer este trabajo.

b. Verificar si la pluma tiene presión suficiente para marcar en forma continua y clara sobre la carta de registro. Nota: La Pluma debe moverse libremente, cuando la Carta sea colocada y fijada en el reloj.

c. Colocar la Carta de calibración en el registrador y fijar el campo. d. Aplicar 50% de presión del rango, el Eslabón (8) debe estar aproximadamente 90°en relación al Brazo (4), 90° en relación a una línea trazada a través de l os puntos del Pívot (3) del Brazo (4) respectivamente. La Pluma (16) debe indicar 50%. e. Despresurizar y observar la Pluma . La Pluma debe indicar cero. Si la pluma tiene una desviación del 10% o menos, realice un ajuste fino con el Tornillo (7). Si la Pluma está desviada más de 10% del (cero) haga el siguiente ajuste: Rote el Tornillo (5) y Tornillo (3) forzando el Brazo (4) hasta que la Pluma indique cero. No debe aflojarse el Tornillo (2). Aplique el 100% de la presión y observe la pluma. Haga el ajuste necesario girando el Tornillo (2)  en dirección horaria. Aplique el 50% de la presión y observe la Pluma :  

Nota: Si la Pluma está entre el 2% de la indicación correcta, haga un ajuste fino con el Tornillo (12). Si está

desviada más del 2 %, el Eslabón (8) debe ser acortado o alargado. Esto requiere aflojar los Tornillos (7) y ajustar el largo, hasta que la Pluma indique el 50%. Haga un ajuste fino con el Tornillo (12). No olvidar apretar los Tornillos (7) antes de hacer el ajuste. f. Repetir el paso (e) hasta que la calibración de los tres puntos (0%, 50%, 100%) sean obtenidos correctamente. g. Retire la Carta de calibración y coloque una Carta nueva. h. Gire el Brazo de la pluma y el eje agarrando el brazo del rango y forzando (o desconectando) la pluma hasta que ella indique cero. i. El brazo de la pluma y eje deben girar en el punto del Pivot del brazo de Rango sin desapretar el Tornillo (2).

12. Toma de datos en orden ascendente, hasta obtener la presión máxima del instrumento de objeto de la calibración, se espera 15 minutos posteriormente se realiza la toma de datos en orden descendente (5 veces). Registrándolos en el formato de calibración.

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13. Se realizan los cálculos de error de linealidad, angularidad, cero e histéresis y se determina la incertidumbre de medición, se calcula la clase de precisión del i nstrumento. 14. Se verifica si la clase corresponde a la inicialmente asignada al instrumento en hoja de certificación; se compara con la clase calculada y asignada por el proceso de calibración. 15. Si hay necesidad de hacer ajuste para restablecer la clase del instrumento es necesario realizar una nueva calibración. 16. Traslado del instrumento al sitio de origen, instalación del Manifold y puesta en servicio del registrador. 17. Llenar el formato de calibración con las observaciones pertinentes. 18. Colocar Stiker donde se escriba la empresa, fecha y rango de calibración. 19. Informe de Calibración.

Figura 85. Sistema De Presión Diferencial (Calibración).

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2.12 Interruptores O Switches.

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Estos instrumentos captan la variable del proceso a través de los elementos primarios para activar las alarmas o shut down y así proteger los equipos y accesorios ante cualquier falla en los sistemas de control. Los parámetros o setting de activación se fijan de acuerdo a las condiciones operacionales. Estos instrumentos además están facultados para activar más de un relé dentro de un mismo instrumento permitiendo fijar más de un set de alarma o shut down, es decir un solo instrumento se puede activar por baja o baja-baja, alta o alta-alta y baja o alta presión, nivel o temperatura. 2.12.1 Interruptores De Nivel. Figura 86. Interruptores De Nivel

Este instrumento (ver figura 86 y 87) se encarga principalmente de accionar una alarma o cortar el proceso cuando el nivel en una vasija esta por fuera del l imite debido a la inoperancia de otros controles en la vasija. La acción del interruptor se logra a través de un flotador, un imán y un micro-interruptor, con el ensamble de este mecanismo, cuando el flotador cambia de posición con un aumento o disminución de nivel por fuera del rango de operación se acciona un micro interruptor que cambia la posición del circuito (normalmente abierto o normalmente cerrado). Cuando hay cambios de nivel de líquido, el flotador junto con imán se mueve. El campo magnético causa un cambio de estado del interruptor, generando o rompiendo el circuito eléctrico. El micro interruptor puede ser eléctrico o neumático. En un interruptor eléctrico hay tres posiciones, normalmente abierto, común y normalmente cerrado. En un interruptor neumático la posición es, directa, común e inversa. Nota: Un interruptor o cortacircuitos se instalarán próximos al equipo y al alcance fácil del operador. Se

marcará el dispositivo cuando este desconectando fuera de servicio. La figura 88 muestra el esquema del principio de operación.

Figura 87. Tipe 2100 Pneumatic Liquid Level Switch

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Figura 88. Principio De Operación

2.12.1.1 Partes De Un Switch De Nivel. Las piezas o dispositivos de un interruptor de nivel pueden apreciarse en la figura 89. Figura 89. Dispositivos

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2.12.2 Interruptores De Presión. (Ver figura 90.) Son instrumentos que se emplean principalmente para activar las alarmas en este caso por sobre presión, por esto son de mucha importancia en una batería. Su acción empieza al llegar la presión a un límite determinado debido a la ineficiencia de otros controles de seguridad hace que se active una alarma que indica inconvenientes en la vasija.

Los interruptores de presión pueden ser montados en tuberías rígidas o en las líneas de los conductos eléctricas. El cuerpo del interruptor de presión debe instalarse con una abrazadera en medio del área donde ajusta el set point y el puerto de presión o de otra manera más conveniente cuando el sitio de t rabajo lo requiera.

Figura 90. Tipe 4660 High-Low Pressure Pilot With Block And Bleed Relay

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La figura 91 91 muestra las partes o dispositivos y el el principio de operación de un interruptor (swith) de presión.

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Figura 91. Principle Of Operation Schematic

2.13 Transmisores.

Su función consiste en enviar una señal remota a los instrumentos receptores o controladores para medir o controlar la variable del proceso desde un cuarto de control. La señal viajará en un rango de 3 a 15 psi para los instrumentos neumáticos o 4 a 20 mA para los instrumentos electrónicos. 2.13.1 Transmisor De Presión.

Figura 92. Transmisor De Presión Rosemount

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2.13.1.1 Montaje Del Transmisor. El transmisor (figura 92 y 93) se monta directamente sobra la vasija o proceso usando un soporte de montaje adicional. Se puede montar directamente a una pared o a una conexión. Nota: no se debe aplicar un par de torsión directamente

al alojamiento de la electrónica. Para evitar daños, el par de torsión se debe aplicar únicamente a la conexión hexagonal del proceso).

Figura 93. Transmisor De Presión

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2.13.1.2 Conexión De Los Puentes (jumpers). Si los puentes de alarma y seguridad no están instalados, el transmisor funcionará normalmente con el ajuste por defecto de la alarma en alta y el de seguridad en off .

1. Si el transmisor se encuentra instalado, asegurar el lazo y quitar la alimentación. 2. Extraer la cubierta de la carcasa que se encuentra al lado opuesto del correspondiente a las terminales de campo. Mientras el circuito se encuentre activado, la cubierta del instrumento no debe extraerse en entornos explosivos. 3. Volver a colocar el puente. Se debe evitar contacto con los conductores y los terminales. Consultar la figura 94 para determinar la ubicación del puente y las posiciones de encendido (ON) y apagado (OFF). 4. Volver a colocar la cubierta del transmisor. La cubierta debe quedar completamente encajada para satisfacer los requisitos anti-deflagrantes.

Figura 94. Tarjeta Electrónica Del Transmisor

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2.13.1.3 Conexión Del Cableado Y Encendido. Aplicar los siguientes pasos para cablear el transmisor:

1. Quitar la cubierta del alojamiento en el lado que dice FIELD TERMINALS (TERMINALES DE CAMPO). 2. Conectar el cable positivo al terminal “PWR/COMM+” y el cable negativo al terminal “–”. Nota: El cableado de señal que recibe alimentación no debe conectarse a los terminales de prueba. La

energía podría dañar el diodo de comprobación en la conexión de comprobación. Para obtener los mejores resultados se debe usar cable de par trenzado apantallado. Usar un cable 24 AWG o uno más grande sin exceder 1 500 metros (5000 ft.). 3. Taponar y sellar las conexiones del conducto que no se usen. 4. Si procede, instalar el cableado con una coca. Acomodar la coca de forma que la parte inferior esté por debajo de las conexiones del conducto y de la c arcasa del transmisor. La figura 95 – 96 muestra las conexiones de cableado que se requieren para alimentar un transmisor 2088 ó 2090 y permitir comunicaciones con un comunicador portátil HART.

Figura 95. Diagramas De Cableado Conexión En Banco (transmisores de 4 a 20 mA)

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Figura 96. Cableado De Campo Para El Modelo 2088–Código Opción N Baja Potencia

El lazo de señal puede conectarse a tierra en un solo punto cualquiera del lazo; de otra manera no es necesario conectarlo a tierra. 2.13.1.3.1 Fuente De Alimentación. La fuente de alimentación de CC (opción S: 10,5–36 V y opción N: 6– 12 V) deberá suministrar energía con una fluctuación inferior al dos por ciento. La carga total de resistencia es la suma de la resistencia del cableado de la señal y la impedancia de carga del controlador, del indicador y de las piezas asociadas. Si se utilizan las barreras de seguridad intrínsecas, se debe incluir su resistencia. 2.13.1.4 Configuración Del Transmisor. Como mínimo, estos parámetros deben verificarse como parte de la configuración y el procedimiento de inicio. Función

Secuencia de teclado rápida HART

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Amortiguación

1, 3, 5

Identificación

1, 3, 1

Unidades (Variable del proceso)

1, 3, 2

Valores de rango

1, 3, 3

2.13.1.5 Ajuste Del Transmisor Ajuste del cero. Un ajuste del cero es un ajuste de punto simple usado para compensar los efectos de la posición de montaje. Si la desviación del cero con respecto al cero real es menor de 3%, se deben seguir las instrucciones en “Utilización del comunicador HART” listadas más abajo. Si el cero está desviado más de 3% del cero real, seguir las instrucciones en “Utilización del botón de ajuste a cero del transmisor” listadas más abajo para reajustar el rango. Utilización del comunicador HART Secuencia de teclado rápida

Pasos

1, 2, 3, 3, 1

1. Ventilar el transmisor y conectar el comunicador HART. 2. Introducir en el menú la secuencia de teclado rápida HART. 3. Ejecutar los comandos para realizar un ajuste del cero.

Utilización del botón de ajuste a cero del transmisor

1. Aflojar el tornillo de la etiqueta de certificación para hacerla girar y dejar al descubierto el botón de ajuste a cero (ver figura 97). 2. Aplicar la presión deseada correspondiente a la salida de 4 mA. 3. Fijar el punto correspondiente a 4 mA presionando el botón de cero durante dos segundos. Se debe verificar que la salida sea de 4 mA. En un medidor se leerá el mensaje ZERO PASS.

Figura 97. Botón De Ajuste

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2.13.2 Transmisor De Nivel Figura 98. Transmisor De Nivel De Desplazador

Figura 99. Transmisor De Nivel Magnético

El transmisor de nivel de la figura 99 (para el uso con un medidor de nivel magnético) MGT - 362 consisten

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en un interruptor/resistor encajado en una t ubería (sensor) y un ensamble electrónico. 2.13.2.1 La Descripción Del Sistema. El transmisor de nivel MGT 362 se diseño para ser usado en conjunto con el medidor de nivel. La posición del flotador se transmite por vía electrónica de 4 a 20 mA de rendimiento.

Cuando el imán del flotador localiza los interruptores se producen unos cambios en la resistencia del tubo. El transmisor recibe este cambio en la resistencia y altera el rendimiento proporcionalmente al actual. Cuando el flotador asciende, cada interruptor que se encuentra en el tubo proporcionará un rendimiento de voltaje más alto que el interruptor anterior. 2.13.2.2 Montaje Del Transmisor. Conexión lateral con el medidor de nivel (figura 100).

1. Medir la distancia de la cima del indicador de nivel magnético a la cima de la cámara . Recuerde esta

distancia. 2. Suelte las abrazaderas del indicador con la cámara. Las abrazaderas se usarán para montar el MGT 362 y deben pasar entre el indicador y la cámara. 3. Monte el MGT 362 de manera que el cabezal del sensor quede debajo del fondo de la conexión lateral y el fondo del empaque arriba a la conexión superior. Para la instalación óptima, sujete suavemente el sensor a la cámara. 4. Ajuste la posición del indicador para que la distancia de la cima del albergue a la cima de la cámara sea igual que en el paso #1. Apriete las abrazaderas al indicador. Figura 100. Montaje Del Transmisor

TRANSMISOR

INDICADOR - MEDIDOR

2.13.2.3 La Instalación. Si usted está usando conductos para los alambres del transmisor, use empaques

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en los conductos y desagües para impedir condensados. Los condensados pueden causar cortos eléctricos. El transmisor tiene una conexión de 1/2" NPTF para los conductos de la instalación eléctrica. Figura 101. Tablero Electrónico

A

B

Alambrando del transmisor (Unidades Integrales) Las partes electrónicas del transmisor son conectadas en la fábrica. Los requisitos para conectar el suministro eléctrico son: Conecte el cable positivo (+) del su suministro eléctrico a TB 100 (+) y el cable negativo (-) con TB100 (-). TB100 (+) se encuentra arriba del la tabla de circuitos. (Ver figura 101A)  Alambrando del transmisor (Unidades Remotas). 

1. Conecte los cables el rojo, el verde y el negro del sensor a TB1 en la parte inferior del circuito. (Figura101B). 2. Ate el cable positivo (+) del suministro eléctrico de a TB100 (+) y el negativo (-) a TB100 (-). (Vea Figura 101A). 3. El cable que conecta el sensor y el transmisor no debe exceder 50 pies en la longitud.

Figura 102. Partes Del Transmisor De Nivel

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Partes 80 181 270

2.13.3 Transmisor-Controlador De Nivel De Líquidos

Figura 103. Transmisor/Controlador De Nivel

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Nombre Abrazadera Cabezal Sensor


Es un instrumento digital empleado para la transmisión y el control del nivel (ver figura 103). Su operación se basa en dos hilos metálicos, un impulso de vue lta, y una transmisión del desplazamiento del nivel con una señal digital. La comunicación proviene de la fuerza de boyancia y el torque del tubo principal. A un cambio en el nivel del liquido, varia el peso aparente del flotador, qué incrementa o decrementa la carga sobre el tubo torque por una cantidad directamente proporcional al cambio en el nivel del liquido. El resultado de la rotación de la varilla torque modifica el campo magnético del sensor. La señal generada por el sensor varía la corriente en proporción al nivel en el tanque. La señal análoga es convertida en una señal digital de error-libre que puede ser procesada por una tarjeta electrónica y un micro-controlador. Después de que la señal ha sido procesada, el resultado digital es convertido a una señal análoga de salida de 4 – 20 mA. El instrumento es impulsado a través de series de vueltas de dos alambres.

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Figura 104. Diagrama Transmisor/Controlador De Nivel.

2.13.3.1 Operación Del Instrumento. Todas las calibraciones electrónicas del DLT (Transmisor Digital De nivel, ver figura 104 ) son realizadas por medio de tres botones y un display de cristal líquido en la parte frontal del instrumento. Los códigos o valores desplegados por el LCD pueden verse a través de la ventana.

El acceso a los tres botones se hace quitando la tapa protectora. No es necesario quitar la tapa principal para calibrar o ajustar el instrumento. Excepto para el mantenimiento, la tapa debe permanecer cerrada. El LCD funciona con mA y el nivel es expresado desplegando unidades en la esquina izquierda inferior de la pantalla; las unidades de nivel generalmente se expresan en %, pero se pueden seleccionar unidades de ingeniería en el menú [UNIT] de calibración. Las unidades desplegadas para el nivel son proporcionales al flujo de corriente. El valor del nivel se incrementa cuando aumenta la altura del líquido en el tanque desplazando el flotador. La señal de corriente se incrementa directamente proporcional al nivel. El display es también usado para la configuración, calibración y diagnostico del DLT. Los tres botones de calibración están localizados bajo una tapa protectora en el frente del instrumento. Los botones están marcados, uno con un asterisco ( ) con la función de aceptar y grabar en memoria, en medio el botón con el signo (-) para un movimiento vertical en la estructura del programa, y el ultimo con el signo (+) (ver figura 105). *

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Figura 105. Sección Frontal Del Instrumento

2.13.3.1.1 Modos De Operación. El instrumento DLT cuenta con tres modos de operación:

Modo NORMAL: En el modo de operación normal, la corriente de salida de 4 – 20 mA es proporcional al nivel del líquido en el tanque. el display digital es desplegado por un flujo de corriente y el nivel es expresado en unidades de % o unidades de ingeniería.  Modo MANUAL: Este modo es utilizado para la configuración, calibración y diagnostico del instrumento.  Modo SEGURO: El instrumento automáticamente toma este modo cuando ha ocurrido un error o una alarma. La corriente de salida es evaluada con base en la configuración del sistema 

2.13.3.2 Instalación. La unidad contiene un número de serie con el que se puede referenciar. Instale el instrumento en un lugar de fácil acceso y de buena visibilidad. La temperatura ambiente donde va aperar el transmisor debe estar en un rango de -40°C y +80°C.

Nota: No retire la tapa del instrumento hasta que la unidad se haya instalado y se este listo para la calibración. 2.13.3.2.1 Montaje Externo. Instale el transmisor en posición vertical en un sitio externo del tanque, la marca del nivel debe quedar en medio del rango de la cámara del transmisor. El rango medio es marcado sobre la cámara.

La cámara del transmisor debe instalarse paralelamente al tanque y las conexiones deben ser de la misma dimensión. Instale una válvula de bloqueo en cada línea y una válvula de drenaje (ver figura 106).

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Figura 106. Montaje Externo Tipo 12300 – 123001

2.13.3.2.2 Montaje Interno. En un montaje interno, el transmisor no tiene una cámara cerrada. Tiene una cámara abierta con el flotador o solamente un flotador. En este sistema se sujeta el transmisor por medio de bridas y pernos. (Ver figura 107).

Transmisor montado con flanche en el tope (Tipo 12303). Este montaje tiene dos posibilidades de instalación: 

1. Si la cima del tanque tiene un espacio suficiente para la instalación del instrumento, acople el flotador al tubo torque antes de cerrar el flanche de la cámara al flanche de la boqui lla sobre el tanque. 2. Si el espacio de la cima del tanque es insuficiente, instale un brazo extensor. Antes de instalar la extensión, baje el flotador dentro del tanque. Después que el brazo extensor ha sido unido y pinado al flotador, el flotador puede engancharse al brazo torque y la unidad entera. Monte el instrumento y el mecanismo de la cámara dentro de la boquilla de la brida. • •

Transmisor montado con flanche al lado del tanque (tipo12304) Cuando el instrumento es montado al lado del tanque, se debe contar con bastante espacio para permitir fij ar el flotador y luego cerrar el flanche de la cámara con sus respectivos pernos. Para unir el flotador, llegue hasta el final dentro de la caja protectora y oprima el brazo torque. Luego alcance el brazo del flotador a través del agujero en el fondo de la caja y deslice el brazo del flotador sobre la clavija del brazo torque. Baje el flotador hasta presentarlo con la unión del brazo. 

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Figura 107. Montaje Interno Tipo 12303 - 123004

2.14 Bombas Dosificadoras De Química.

La bomba TEXTEAM (Figura 108) tiene como objetivo adicionar a la emulsión (petróleo, agua y gas) una serie de productos químicos desemulsificantes, antiespumantes, entre otros, con el fin de mejorar el tratamiento de los fluidos de producción. Las bombas Texteam inyectoras de químico son operadas por gas o aire y diseñadas para mantener diferentes tipos de químicos en soluciones acuosas. Hay unidades sencillas y dobles con tres ajustes de volumen de inyección. La presión de inyección esta entre 50 y 1500 Psi. Las unidades pueden ser armadas con o sin tanque (5 a 10 galones).

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Figura 108. Bomba Dosificadora De Química “Texteam”

2.14.1 Aplicaciones

etc.

Mezcla y proporciona compuestos químicos en procesos de producción de crudo. Estas bombas se emplean para inyectar solventes, desemulsificantes, antiespumantes, fluculantes, Tratamiento de aguas. Tratamiento de aguas.

2.14.2 Operación. Esta es una bomba de desplazamiento positivo accionada por un motor integral a presión. La energía motriz (presión máxima de 50 psi) penetra a la válvula cambia-vías, luego a cada uno de los cilindros (cylinder shell ) produciendo un movimiento horizontal en dos direcciones.

A medida que la presión aumenta en uno de los cilindros la barra de empuje se desplaza en sentido contrario hasta alcanzar el máximo desplazamiento. En el extremo de la carrera una palanca dispara la válvula accionando la entrada de gas al otro cilindro, cambiando la dirección del recorrido, y la válvula permite una descarga del gas a la atmósfera. Cuando la barra de empuje llega al otro extremo de su carrera, se dispara nuevamente la válvula, descargando de esta forma el gas proveniente del otro lado válvula. La válvula se cierra a la atmósfera, abriendo su admisión. La presión aumenta en el cilindro y el ciclo se repite.

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El movimiento horizontal descrito anteriormente es transmitido a un sistema de engranaje provocando un movimiento radial o circular. El movimiento circular por medio de una palanca es convertido nuevamente en un movimiento horizontal del plunger , esta acción origina una carga en el líquido que se va a inyectar, provocando que se succione hacia el interior de la bomba. El líquido es succionado por medio del plunger , el inyector y de dos cheques. El movimiento horizontal del plunger provoca una succión y una descarga, los cheques impiden el retorno del químico (ver figura 109). Figura 109. Inyector De La Bomba

La rata de inyección es controlada por la rata de gas de alimentación hacia la válvula cambia-vías . Las carreras por minuto varían de 5 a 75 y la presión de salida se controla mediante el tamaño del inyector (1/4" a 1/2"). Las presiones varían de 50 a 1500 psi. El mecanismo de operación funciona en un baño de aceite, ofreciendo lubricación y protección. 2.14.3 Instalación. (Ver figura 110)

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Figura 110. Partes Bomba Texteam

a. La bomba posee huecos para fijarla con pernos. b. Instale el inyector (103) c. Conecte la línea de succión (80) a la caja de la bomba (74). Si el tanque (81) esta instalado con la bomba, la línea de succión (80) ya esta conectada. Llene el  tanque y abra toda la válvula shut-off (21). Se debe instalar un filtro dentro de la tubería de succión (80) para prevenir que arenas, oxido y otras  partículas dañen las conexiones y ensucien las válvulas cheque (124). d. Conectar la línea de descarga (82) (manguera, tubo acero inoxidable, etc.) de pendiendo de las características del químico a inyectar, un cheque (124) de ¼”. Instalar una válvula en el punto de inyección. Nota: La flecha sobre el cheque indica la dirección del flujo. La conexión de arriba de la cabeza da la bomba tiene una conexión hembra de ¼”. e. Conecte el suministro de la línea de gas o aire (79). Primero sople la línea de gas para limpiarla de algunas partículas sueltas, oxido, arenas, etc.  Considere la presión que se requiere para la bomba. Si el suministro de gas excede los 50 psi  (considere errática la presión) la bomba deberá equiparse con un regulador para reducir la presión del gas a 50 psi y que sea capaz de soportar una presión de 500 psi.  Una la línea de gas a la válvula needle (25) o el de entrada bushing (90). f. Llenar la caja de ensamble (74) con aceite (SAE-30), cubra con suficiente aceite las partes internas. Revise el nivel de aceite a intervalos regulares marcando con un stiker. g. Ajuste al volumen deseado, considerando las tablas anexas (ver tabla 1), si el volumen es mayor al requerido por la bomba la cabeza de la bomba puede ensamblarse cambiando o convirtiendo el largo y el tamaño del plunger o, una cabeza adicional puede ser instalada al lado opuesto de la caja de ensamble, removiendo el tapón (59). La guia Sleeve (93), también debe ser removida.

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h. Arranque la bomba abriendo lentamente la válvula (25) needle . Primero abra la válvula stem (103). Después descargue la bomba hasta que el fluido sea claro y sin burbujas, cierre el inyector (103) para la operación normal. Observe que el plunger no este goteando. i. Si el volumen que esta siendo bombeado baja, la cabeza de la bomba, la línea de descarga del fluido y todas las otras partes ensambladas sobre las líneas deben ser revisadas completamente purgando todas las líneas de las burbujas de aire. j. Revise la acción de la bomba y la operación del inyector (103). Tabla 5. Rendimiento De Volumen RENDIMIENTO DEL VOLUMEN – PARTES POR DIA Ciclos **Dientes Eje 3/16” Eje 1/4" por min. engranados Strok Stroke Stroke Stroke Stroke Stroke aire e medio largo corto medio Largo motor corto 10 1 20 1 40 1 60 1 0.3 0.6 1.0 0.5 1.0 1.8 80 1 0.4 0.8 1.3 0.7 1.4 2.6 100 1 0.5 1.0 1.6 1.0 2.0 3.4 Ciclos **Dientes Eje 3/8” Eje 1/2” por min. engranados Strok Stroke Stroke Stroke Stroke Stroke aire e medio largo corto medio Largo motor corto 20 2 0.5 0.7 1.0 1.0 1.5 2.0 40 1 0.8 1.5 3.0 1.2 3.0 5.3 60 1 1.1 2.6 4.5 2.3 5.0 8.2 80 1 1.7 3.7 6.0 3.2 6.7 10.5 100 1 2.3 4.8 7.7 4.3 8.7 14.0 **Multiplicar el volumen por el número de dientes engranados. (El máximo número de dientes es 6) 2.14.4 Operación De Rutina.

Verificar nivel de aceite dentro de la bomba. Cargar el químico correspondiente en forma manual. Confirmar la dosificación a inyectar.  Ajustar el recorrido de la bomba a la dosificación indicada.  Progresivamente llevar las variables de operación a las condiciones normales hasta estabilizar el  tratamiento de crudo.  

Es importante chequear periódicamente el químico y la bomba dosificadora, ya que las características de la emulsión y del mismo desemulsificante cambian con el tiempo, observar continuamente que el nivel de aceite sea el correcto de lo contrario tome las debidas precauciones. 2.14.5 Ajuste De Volumen. Hay tres ajustes principales para un controlador de volumen de inyección, estos

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son señalados en la siguiente figura 111. Figura 111. Ajuste De Volumen

Para una eficiencia máxima y para cualquier cambio en la rata de inyección, hacer los ajustes en orden A, B, C. Ajuste A 1. Válvula para el control de la velocidad del gas ó Strokes por minuto del motor. Ajuste B 2. Determine el número de dientes del piñón que se engranaran en la platina para obtener un recorrido apropiado. Ubique el trinquete en el hueco de la izquierda engranando el numero máximo de dientes para obtener el volumen máximo en la bomba Ajuste C 3. Primera posición, mayor tiempo de stroke (mayor volumen). 4. Segunda Posición, tiempo medio de stroke 5. Tercera Posición, tiempo corto de stroke (menor volumen). 2.14.6 Dosificación Del Químico.

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Figura 112. Visor Nivel De Químico

Para determinar o comprobar la cantidad de químico que se esta inyectando al sistema, corte la comunicación del tanque con el visor (figura 112) cerrando la válvula inferior del visor. Con un cronometro y un tiempo de un minuto abra nuevamente la válvula para comunicar el tanque con el visor. Teniendo en cuenta el nivel en donde se abrió la válvula al finalizar el minuto y el nivel hasta donde subió el químico finalmente cuente las líneas o marcas y divídalas en cuatro. El anterior cálculo corresponde al volumen de químico inyectado en un día (Galones/Día). 2.14.7 Procedimiento De Calibración Y Mantenimiento. 2.14.7.1 Instrumentos Y Herramientas Necesarias.    

Caja de herramienta general. Guantes de nitrilo. Casco, gafas. Botas de seguridad.

2.14.7.2 Descripción De Actividades. a. Desmonte de la bomba Texteam. (ver figura 110) 

Cerrar válvula, presión gas o aire, línea descarga y alimentación.

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      

Drenar el filtro en la succión de la bomba para despresionarla y desocuparla, abrir línea de desfogue. Cerrar válvula del visor del tanque de abastecimiento. Desocupar el tanque de almacenamiento a tambores para reutilizarlo. Desacoplar línea de alimentación. Desacoplar línea de descarga del cheque de descarga. Desacoplar línea de succión del cheque de succión. Entregar el sistema a mantenimiento para su revisión.

b. Mantenimiento.

Quitar tapón de drenaje del aceite para tomar el aceite en un recipiente. Cambio cilindro en mal estado. Cambio de chupas del cilindro Desarme el inyector (103) inyector, cambio de partes en mal estado (empaques, resortes succión y descarga).  Cambio mangueras en mal estado.  Cambio trinquetes y resortes del piñón.  Cambio de repuesto del cambiavía.  Se coloca tapón-drenaje aceite.  Acople de líneas de succión (80) y descarga (82).  Cierre válvula de desfogue línea descarga.  Llenar de aceite la caja de la bomba (74)  Se abre válvula línea descarga (124).  Se abre válvula línea del visor (21).  Se conecta (79) y abre válvula aire o gas y se hacen pruebas de funcionamiento.  Evitar escapes del producto al hacer las reconexiones.  Ubicar correctamente la bomba con el tanque se suministro de química una vez sea reparada, y ajustar la rata de inyección correcta.  Cargar el químico en los tanques de almacenamiento.  Alinear el circuito abriendo válvulas de succión y descarga en las bombas inyectoras y la válvula en la línea de flujo de crudo o agua.  Verificar la presión de descarga, la cual debe estar en un valor dentro del rango de 15 – 85 Psig, dependiendo este valor de la presión de operación en la línea de flujo de agua a la cual se le inyecta el químico.  Ajustar el recorrido y volumen de líquido bombeado.    

c. Calculo de dosificación.

Ajustes de inyección cerrando la válvula de salida visor (21) y se toma el tiempo de 30 seg y cuenta las rayitas del visor se divide por 2. Dando dato gls/día. 

Nota: Si el volumen de químico a inyectar no es el adecuado realizar los ajustes de volumen pertinentes (figura 111). a.

Ajuste de velocidad : Este ajuste se realiza accionando la válvula de alimentación de gas o aire.

Ajuste de recorrido del piñón. Este ajuste se realiza cambiando la ubicación del trinquete en la b. platina guía.

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Ajuste de recorrido del plunger. Este ajuste se realiza cambiando de orificio el pasador en el c. plunger. Nota: Ver sección 2.14.5

d. Entregar el equipo operando al supervisor encargado. e. Informe de Calibración. 2.15 Válvulas De Bloqueo.

Una válvula (figura 113 ) 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 móvil que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las Válvulas constituyen unos elementos imprescindibles en los equipos dentro de un proceso, debido a que gracias a estos podemos iniciar o detener una operación, así como sacar de servicio cualquier equipo para su respectivo mantenimiento o reparación. De igual manera gracias a las válvulas de bloqueo podemos sacar de servicio los instrumentos dentro de un proceso para su respectivo mantenimiento, reparación o calibración. NOTA: De ahí la importancia de siempre instalar válvulas de bloqueo en los montajes, para aislar los equipos e instrumentos de los procesos. Figura 113. Válvula De Bloqueo

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2.15.1 Tipos De Válvulas Las siguientes son los tipos de válvulas más usadas en aplicaciones de campo en la industria del petróleo: 2.15.1.1 Válvula De Compuerta. La válvula de compuerta (figura 114 ) es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento.

Se recomienda para servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación. Estas válvulas deben lubricarse a intervalos periódicos, de igual forma si se presentan fugas por la empaquetadura estas deben corregirse de inmediato. Su cierre es hermético y no ofrece resistencia a la circulación del flujo. VENTAJAS

DESVENTAJAS

Alta capacidad

Control deficiente de la circulación

Cierre hermético

Se requiere mucha fuerza para accionarla

Bajo costo

Produce cavitación con baja caída de presión

Diseño sencillo

y

funcionamiento Debe estar abierta o cerrada por completo

Poca resistencia a la circulación La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco Figura 114. Válvula De Compuerta

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2.15.1.2 Válvula De Bola (figura 115). Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90°y cierra el conduct o.

Se recomienda para servicio de conducción y corte sin estrangulación, cuando se requiere apertura rápida, para temperaturas moderadas. Pocas fugas, poco mantenimiento, no requiere lubricación, cierre hermético con baja torsión y no ofrece resistencia a la circulación. Figura 115. Válvula De Bola

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Bajo costo

Características deficientes para estrangulación

Alta capacidad

Alta torsión para accionarla

Corte bidireccional

Susceptible al desgaste de sellos o empaques

Circulación en línea recta

Propensa a la cavitación

Pocas fugas

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Se limpia por si sola Poco mantenimiento No requiere lubricación Tamaño compacto Cierre hermético con baja torsión 2.15.1.3 Válvula De Aguja (figura 116). Las válvulas de aguja son muy comúnmente usadas en las líneas de impulso para controlar instrumentos o para proporcionar puntos de venteo, y pueden soportar presiones muy altas (hasta 20,000 psi). La válvula trabaja empujando una “aguja” o pequeña varilla en un asiento ligeramente adelgazado. Cuando la aguja ha bajado completamente, el flujo se corta. El caudal puede ajustarse elevando y descendiendo la aguja. Figura 116. Válvula De Aguja

2.15.1.4 Válvula De Globo (figura 117). Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería.

Se recomiendan para estrangulación o regulación de circulación, cuando se requiera accionamiento frecuente, corte positivo de gases o aire y cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación. Estrangulación eficiente con erosión mínima del asiento.

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Figura 117. Válvula De Globo

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Estrangulación eficiente con erosión mínima Gran caída de presión de asiento Carrera corta del disco y pocas vueltas para Costo relativo elevado accionarla, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete Control preciso de la circulación Disponible con orificios múltiples 2.15.1.5 Válvula De Mariposa (figura 118). La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación.

Se recomiendan para servicios con apertura total o cierre total, servicios con estrangulación, para accionamiento frecuente, cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos, cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería y para baja ciada de presión a través de la válvula.

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Figura 118. Válvula De Mariposa

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Ligera de peso,

Alta torsión para accionarla.

compacta, bajo costo.

Capacidad limitada para caída de presión.

Poco mantenimiento.

Propensa a la cavitación

Numero móviles.

mínimo

de

piezas

No tiene bolas o cavidades. Alta capacidad. Circulación en línea recta. Se limpia por si sola. 2.15.1.6 Válvula Anti-Retorno O Unidireccional (figura 119). Permitir el flujo solo en una dirección y son usadas donde el flujo inverso es indeseado, a través de medidores o en la descarga de una bomba centrífuga para prevenir la succión inversa.El flujo a través de la válvula mantiene abierto el tapón o el disco. Si el flujo cesa o cae por debajo de la contrapresión que existe delante de la válvula, entonces la gravedad o dicha contrapresión hará regresar el tapón a su asiento. Las válvulas de cheque son de acción automática.

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LIBRO-1- Instrumentación en Los Separadores

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