El manómetro Cryo Gauge para la monitorización de nivel en tanques de gas líquido

Altas presiones y presiones diferenciales muy bajas

En la industria, pero también en las instalaciones médicas, gases como el oxígeno, el nitrógeno, el argón, el dióxido de carbono y el óxido nitroso son materiales de funcionamiento primarios. Se almacenan en forma líquida en tanques. Los manómetros de presión diferencial son una solución ideal para controlar el nivel en recipientes cerrados. Sin embargo, la mayoría de estos instrumentos tienen sus límites cuando se trata del nivel en tanques de gas líquido. Por un lado, tienen que ser lo bastante robustos para soportar altas presiones y, por otro, lo bastante sensibles para indicar una presión diferencial muy baja.

Además, los manómetros de presión diferencial suelen estar limitados a un intervalo de presión y, por tanto, sólo pueden calibrarse para un gas específico en todo el intervalo. La consecuencia de esto se muestra aquí con el ejemplo del nitrógeno, el oxígeno y el argón: el N2 es más ligero que el O2, que a su vez es más ligero que el Ar. Si los tres gases estuvieran en tanques del mismo tamaño y tan llenos el uno como el otro, la escala del instrumento de medición sólo mostraría el llenado de N2 al 100%, mientras que en el caso del O2 y el Ar sólo al 70% y al 57%. En consecuencia, un fabricante de depósitos tendría que instalar un manómetro diferencial diferente para cada gas. O tendría que utilizar un manómetro con tres rangos de escala para los gases, de los cuales sólo la escala de argón cubriría todo el rango de medición.

Indicar algo más que el nivel de llenado de los depósitos de gas líquido

En el caso de los depósitos de gas líquido, no basta con conocer el nivel de llenado. Los depósitos también necesitan un manómetro para indicar la presión de funcionamiento y una válvula de compensación para poner el punto cero durante las pruebas rutinarias. Antes de que apareciera en el mercado el manómetro Cryo Guage de WIKA, los fabricantes de equipos para tanques tenían que procurarse manómetros diferenciales y de trabajo, válvulas, accesorios y tuberías. A partir de ahí, construían un sistema de medición con varias conexiones (= posibles puntos de fuga) y, a continuación, comprobaban su estanqueidad. En el caso del oxígeno, también entraba en juego la necesaria depuración.

Diseño innovador

Manómetro Cryo Gauge y sus piezas

El diseño de esta solución de ingeniería es sencillo pero innovador: dos cámaras de medición, ⊕ y ⊖, miden la presión de los gases (P1) y los líquidos (P2). Una membrana elástica (1) divide las dos cámaras. La presión diferencial (P1 menos P2) provoca una deflexión de la membrana contra el muelle del campo de medida (2). Este movimiento es proporcional a la presión diferencial. Actúa sobre un mecanismo de palanca de baja fricción (3) en la caja del indicador (4) para transmitir la información de presión al movimiento (5). Los soportes metálicos (6) situados a ambos lados de la membrana protegen los instrumentos de sobrecargas y picos de presión. Las células de medición están fabricadas en una aleación de cobre (modelos 712.15.100/160) o en acero inoxidable 316 (modelos 732.15.100/160). Las demás piezas húmedas y la mayoría de las piezas no húmedas también son de acero inoxidable resistente a la corrosión.

Los manómetros Cryo Gauge de WIKA ofrecen numerosas ventajas

El control del nivel de llenado en depósitos de gas líquido con manómetros Cryo Guage de WIKA ofrece numerosas ventajas:

• Diseño robusto: los instrumentos de medición son insensibles a los picos de presión. Son seguros frente a sobrepresiones de hasta 50 bar (725 psi) en ambos lados. Por lo tanto, un manómetro Cryo Gauge no sufrirá ningún daño, aunque se crucen las líneas de presión o se abran las válvulas en la secuencia incorrecta. Los manómetros también están equipados con una mirilla anti-vaho.
• Amplio rango de presión: a pesar de su robustez, los manómetros Cryo Gauge son lo suficientemente sensibles como para medir presiones muy bajas, de hasta 16 pulgadas de columna de agua (inH2O) . El rango de medición se sitúa entre 16 y 1.600 inH2O (lo que corresponde a 40 mbar y 4.000 mbar). La mayoría de los manómetros diferenciales del mercado tienen límites mucho más estrechos.
• Fácil ajuste del rango de medición: los Cryo Gauges permiten ajustar el rango de medición in situ sin tener que desmontar todo el conjunto. Para ello, basta con retirar el tapón de estanqueidad de goma, insertar la llave Allen (suministrada) en el orificio de acceso, girarla y volver a insertar el tapón. Para pequeños ajustes no es necesario ajustar el punto cero. Esto resulta especialmente útil en aplicaciones en las que la escala completa indica un depósito lleno, como el almacenamiento a granel de dióxido de carbono líquido. A modo de ejemplo: la escala de un tanque de seis toneladas indica 12.000 libras de CO2 líquido. Una vez que el tanque está lleno, el usuario espera que el indicador muestre esa cantidad. A pesar de un cálculo muy cuidadoso del tanque, muchas variables pueden afectar al comportamiento del gas, dando como resultado una lectura indicativa de un tanque que no está lleno. Con los Cryo Gauges, después de llenar el depósito, el usuario puede realizar un ajuste final del intervalo para que coincida con el depósito lleno.

Modelo 712.15.160 Criómetro con indicador de presión de funcionamiento opcional

• Diseño modular: el exclusivo diseño modular del manómetro Cryo Gauge permite montar sistemas de medición individuales con diferentes funciones. Empezando por la unidad de nivel, los usuarios pueden añadir posteriormente un bloque distribuidor con un manómetro o incluso un sensor para la presión de funcionamiento, in situ. Otras opciones son una señal de salida integrada de 4 … 20 mA para el nivel, un transmisor de presión de funcionamiento independiente, interruptores de nivel integrados, interruptores de presión de funcionamiento y un gran número de soportes de montaje.
• Puesta en servicio sencilla: los sistemas de medición Cryo Gauge pueden ponerse en servicio sin problemas, casi «plug-and-play». Independientemente de las funciones integradas, el conjunto compacto solo tiene dos puntos de conexión: uno para la fase líquida y otro para la fase gaseosa.
• Limpiado para O2 y comprobado contra fugas: los equipos para aplicaciones de oxígeno deben limpiarse especialmente para eliminar contaminantes como hidrocarburos (aceites), partículas y humedad. WIKA suministra manómetros Cryo Gauge ya limpios de O2 para este tipo de aplicaciones. Esto ahorra a los fabricantes de equipos de tanques un proceso de trabajo. Esto también se aplica a las pruebas de estanqueidad. WIKA somete cada conjunto a una prueba exhaustiva con helio para garantizar que no haya fugas.
• Equipado para telemetría: los proveedores de gas líquido se encargan cada vez más de controlar el consumo de sus clientes. Estos servicios a distancia mejoran la seguridad y la eficacia del suministro. El indicador de nivel de los manómetros Cryo Gauge puede equiparse con un transmisor de presión integrado que se conecta a la unidad de telemetría. Esto elimina la necesidad de una fuente de presión independiente para el módulo de transmisión, que podría dar lugar a valores de medición diferentes.

Encontrará más detalles técnicos sobre los modelos 7×2.15.100 y 7×2.15.160 de Cryo Gauge en la página web de WIKA. Allí también encontrará información sobre otras soluciones de medición para tanques criogénicos. Si tiene alguna pregunta, su contacto estará encantado de ayudarle.

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“Un sistema de separador de membrana detecta el nivel en reactores de PTA”