Cuando los manómetros estándar alcanzan sus límites, la industria de procesos puede utilizar manómetros de membrana para medir presiones bajas y proteger contra sobrecargas en todo tipo de aplicaciones, incluidas las que utilizan medios agresivos o higiénicos.
Gracias al uso de una membrana flexible pero duradera como elemento sensor, un manómetro de membrana ofrece a las industrias de procesos tres ventajas principales a diferencia de otros tipos de manómetros.
Razón #1 para utilizar un manómetro de membrana: medición de baja presión
Dado que la más mínima presión hace que una membrana se desvíe, un manómetro de membrana puede medir presiones tan bajas como 16 mbar (6″WC). En comparación con un manómetro con tubo Bourdon, que sólo puede detectar presiones tan bajas como 0,6 bar (10 psi).
Aunque un manómetro de cápsula también está diseñado para medir presiones muy bajas, sólo es adecuado para medios gaseosos secos. En cambio, un manómetro de membrana también puede medir medios líquidos y viscosos.
Razón #2 para utilizar un manómetro de membrana: protección contra sobrecarga
La sobrecarga de presión, también denominada sobrepresión, es una de las causas más comunes de fallo de los manómetros. Sin embargo, un manómetro de membrana puede soportar presiones máximas significativamente más altas que los manómetros estándar.
Los manómetros de membrana de WIKA para la industria de procesos tienen una seguridad de sobrecarga de hasta cinco veces el valor final de escala, con un límite superior de 600 psi para el modelo 43X.50/43X.30 (versión de seguridad), mientras que en un manómetro con tubo Bourdon estándar es sólo 1,3 veces. La seguridad contra la sobrepresión se consigue gracias a la parte superior de la célula de medición que proporciona una superficie sólida y que sirve de apoyo a la membrana. El alcance del límite de sobrecarga depende del rango. Por ejemplo, en un rango de 0…100″WC, el límite máximo de sobrecarga es de 500″WC – cinco veces el rango de escala completa.
Características de seguridad de sobrecarga de un manómetro de membrana
Para una protección contra sobrecarga superior a cinco veces el valor final, WIKA ofrece una versión especial de los modelos 43X.56/43X.36 (versión de seguridad). La seguridad contra sobrecarga puede aumentarse hasta 400 bar (6000 psi), independientemente del rango de presión, seleccionando la versión de seguridad contra sobrecarga elevada modelo 43X.36, que viene en un diseño de seguridad frontal sólido. El modelo 43X.50 está disponible para una sobrepresión máxima de hasta 3600 psi (250 bar), independientemente del rango de presión.
Esta elevada seguridad contra sobrecargas se debe a las siguientes características de diseño:
- Las ondas truncadas de la membrana ondulada (1) le confieren una mayor superficie de contacto, repartiendo así la presión.
- La superficie de la brida superior (2) tiene el mismo contorno que la membrana, lo que impide cualquier deformación en caso de presión extremadamente alta. (Para la protección contra el vacío en rangos de presión muy bajos, se aplica el mismo principio a la caja inferior mecanizando la superficie con el mismo contorno que la membrana).
- Los materiales de soporte (pernos, bridas) son suficientemente resistentes para soportar presiones tan elevadas.
Razón #3 para utilizar un manómetro de membrana: medios agresivos y sensibles
Ciertos medios de proceso pueden dañar el mecanismo interno de un manómetro, mientras que otros pueden obstruir la toma de presión. Para medir la presión de líquidos y gases corrosivos, calientes, viscosos, cristalizantes o contaminados, la industria de procesos puede utilizar un manómetro de membrana.
Solución de medición para medios corrosivos y calientes
Las membranas pueden fabricarse con diversos materiales especiales como los que se usan en la producción de fertilizantes para resistir líquidos y gases agresivos. Las opciones de revestimiento de las membranas para el lado de proceso de las membranas incluyen tantalio, titanio, oro, platino, Hastelloy, PTFE y otros polímeros altamente resistentes. En algunos casos, toda la membrana está fabricada con un metal o aleación exótica. Estos materiales especiales no sólo son extremadamente resistentes, sino que también cumplen los requisitos de elasticidad y estanqueidad de la tarea de medición. Para aplicaciones con medios extremadamente corrosivos, la brida inferior del manómetro de membrana también puede revestirse con materiales especiales, protegiendo así todas las piezas en contacto con el medio. Los manómetros de membrana con materiales especiales son esenciales en las industrias química, petroquímica, petrolera y de gas.
Nota: Las bridas inferiores con conexiones roscadas (1/2″ NPT o 3/4″ NPT macho o hembra) no pueden revestirse con materiales especiales. Sólo las denominadas conexiones de «brida abierta», como 1″ 150# según ASME B16.5, pueden revestirse con materiales especiales.
Solución de medición para medios viscosos, cristalizantes y contaminados
Varias industrias de procesos, como la de tratamiento de agua/aguas residuales, trabajan a menudo con líquidos viscosos, cristalizantes o contaminados. Estos medios pueden obstruir las estrechas tomas de presión de una conexión roscada macho. Un manómetro de membrana con una conexión hembra NPT de 1/2″ o conexiones de brida abierta, como 1″ 150#, elimina estos problemas. Con una anchura nominal de 1″ o 2″, este tipo de conexión de presión tiene una gran cámara de presión en la que no permanecen las partículas grandes ni los líquidos pegajosos. Además, las bridas inferiores pueden equiparse con conexiones de lavado hembra 1/4″ NPT para limpiar la cámara de presión.
Solución de medición para procesos sanitarios
Las industrias alimentaria y de bebidas y farmacéutica/biotecnológica trabajan con medios que siguen estrictos protocolos sanitarios. Para eliminar los espacios muertos de un manómetro, que son entornos privilegiados para el crecimiento de bacterias y hongos, utilice un manómetro de membrana con membrana enrasada. En este diseño, el elemento de presión está soldado directamente a la conexión de proceso higiénica.
WIKA ofrece otras dos soluciones para procesos sanitarios que protegen contra la contaminación en caso de fuga de fluidos del sistema.
- Un manómetro de membrana para aplicaciones sanitarias con célula de medición seca como el PG43SA-S tiene un sistema de transmisión de presión puramente mecánico (y no hidráulico).
- Nuestro sistema patentado de monitorización de membrana tiene dos membranas. En caso de que se rompa la membrana exterior, el dispositivo emite un aviso. Mientras tanto, la membrana interior toma el relevo hasta que se pueda sustituir el instrumento.
WIKA: su socio para manómetros industriales
WIKA ofrece una completa cartera de soluciones de presión para una gran variedad de industrias. Con tantas opciones, entendemos que puede ser difícil seleccionar el manómetro adecuado para una aplicación especifica. Por eso le recomendamos que se ponga en contacto con nuestros especialistas, que estarán encantados de ofrecerle asesoramiento personalizado y trabajar con usted para encontrar los instrumentos de presión que mejor le convengan.
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«Manómetro de membrana: qué es y cómo funciona»