Los sellos químicos también llamados sellos de diafragma se utilizan para aislar los manómetros y los transmisores de los medios muy viscosos y/o corrosivos. Los cuerpos de los sellos químicos estándar y los diafragmas están hechos de acero inoxidable; no obstante, hay una variedad de materiales desde acero al carbón hasta hastelloy para satisfacer las exigencias de la mayoría de las aplicaciones. Los sellos químicos WIKA pueden funcionar en aplicaciones de presión desde 10” H2O hasta 20.000 PSI con temperatura de -130ºF a 750ºF.
Ejemplos de aplicaciones típicas de sellos químicos
• Si el medio es corrosivo y puede dañar un elemento sensible como un tubo Bourdon, un switch, o un diafragma de un transmisor.
• Si el medio es altamente viscoso o tiende a cristalizarse o polimerizarse y puede atascar la entrada de presión de un manómetro un switch, o un transmisor.
• Si el medio no es homogéneo o contiene materia suspendida como pulpa de madera que se puede atascar en la entrada de la presión e un manómetro un switch, o un transmisor.
• La temperatura del medio puede ser demasiado alta para que un manómetro estándar o un transmisor no pueda operar adecuadamente.
• Si se requiere lectura remota. Un sello químico con línea capilar puede permitir instalación remota de un manómetro.
• Si el nivel de líneas de limpieza sanitarias es crítico. La instalación de un sello plano o en línea evita espacios muertos y cavitaciones.
• Si el medio es tóxico o peligroso y puede contaminar el medio ambiente. Un sello químico adecuado puede dar mayor protección.
• La aplicación requiere alta protección de sobre presión. Un sello químico con una superficie de diafragma contorneado puede permitir protección contra presión excesiva y protege el instrumento.
Principios de operación de los sellos químicos
El siguiente esquema ilustra el principio de operación de un conjunto de sello químico. Un instrumento de medición de la presión como el manómetro convencional o el transmisor electrónico de presión se instala directamente en el sello químico o se conecta al sello por medio de un capilar o torre de enfriamiento.
Un diafragma dentro del sello químico separa el manómetro/transmisor del fluido. Cualquier parte del sello químico (por ejemplo diafragma, cuerpo inferior aros de sellamiento) que se expondrá al fluido se selecciona de materiales resistentes a la presión a la temperatura y posible ataque químico por el fluido.
El sello químico también esta lleno de líquido transmisor o líquido llenable del sistema. La presión aplicada por el medio de presión al diafragma del sello se transmite hidráulicamente al elemento de presión del manómetro/ transmisor generando de este modo una lectura de la presión en el manómetro/transmisor.
SELECCIÓN DE UN CONJUNTO DE SELLO QUIMICO
Cuando se selecciona un conjunto de sello químico se deben tener en cuenta varios detalles para obtener seguridad y operación correcta.
1. Composición del proceso
2. Temperatura
3. Rango de presión
4. Tipo de manómetro
5. Conexión al proceso
6. Liquido llenable
7. Posición de instalación
8. Tiempo de respuesta.
1.- Composición del proceso.
Como el diafragma y el cuerpo inferior del sello químico pueden estar expuestos al fluido, es crítico seleccionar los materiales de estos componentes que sean compatibles con el fluido. Se presentan tablas para ayudar a la selección de estos materiales; no obstante, el cliente es la mejor fuente para la especificación de los materiales adecuados. Debe también tenerse en cuenta si el fluido es muy denso o contiene sólidos en suspensión.
2.- Temperatura
Casi todo sistema de medición de sello químico (sello químico, manómetro y capilar, si es el caso) está lleno de una cantidad de líquido a una temperatura aproximada de 70 ºF (20 ºC). Esta temperatura denomina la temperatura del líquido llenable. El liquido llenable se expandirá o contraerá de acuerdo con los cambio de temperatura. Esto a su vez hace que la temperatura en el elemento sensor suba o baje, agregando así error de cambio de cero en la indicación del instrumento. Para evitar este error deben especificarse las temperaturas del liquido del proceso y del medio ambiente cuando se selecciona el sistema se sello químico. Pueden utilizarse técnicas especiales de calibración para asegurar la mejor exactitud posible. Se sugiere una torre de enfriamiento o línea capilar para proteger el instrumento de presión de temperatura por encima de 212 ºF
3.- Rango de presión
La fuerza en el sello químico requerida para impulsar cada sistema de medición de sello químico (sello químico, manómetro y capilar, si es el caso) debe ser mayor que la fuerza requerida para mover el elemento sensor de la presión. Normalmente mientras mas bajo sea el rango de presión más grande debe ser el diafragma que se requiere para mover el sistema. Por el contrario para rangos de presión mayores, son suficientes diafragmas menores.
4.- Tipo de Manómetro
Como ya se dijo, el sello químico debe dar suficiente fuerza de impulso para permitir que el instrumento de presión alcance la escala completa. Por regla general los manómetros de tamaño mas pequeño son mejor adecuados para aplicaciones de presión baja, ya que se requiere menos fuerza en la parte del sello químico para impulsar el instrumento.
5.- Conexión al proceso
La conexión al proceso es especificada por el cliente. La mayoría de las conexiones al proceso son roscadas o de bridas abiertas; sin embargo también existen conexiones métricas, el revestimiento o recubrimiento de teflón solo se emplea en conexiones de brida abierta, ya que las bandas de rosca cónica NPT se salen durante la instalación.
6.- Liquido llenable
WIKA ofrece una amplia gama de líquidos llenables que permiten temperaturas desde – 130 ºF hasta 750 ºF. La compatibilidad química del líquido llenable del sistema con el líquido del proceso debe tenerse en cuenta cuidadosamente cuando exista escape o filtración. En aplicaciones de procesamiento de alimentos debe seleccionarse un liquido no toxico. También existen líquidos especiales para medios oxidantes como el oxigeno y el cloro.
7.- Posición de Montaje
La posición de montaje es importante para los sistemas de sello químico que incluyen una línea capilar. La diferencia de nivel entre el sello químico y el manómetro hace que una presión hidrostática actúe sobre el elemento sensor.
a) Para manómetros instalados por encima del nivel del sello químico la aguja en la carátula del manómetro será menor que la verdadera presión.
b) Para manómetros instalados por debajo del nivel del sello químico, la aguja en la carátula del manómetro será mayor que la verdadera presión.
El sistema de sello químico puede calibrarse para compensar el error causado por la presión hidrostática si la diferencia de nivel se conoce de antemano.
8.- Tiempo de respuesta
El tiempo de respuesta, es decir el tiempo que demora el instrumento de presión en indicar 90 por ciento del valor de una variación súbita de presión, es especialmente importante en el caso de los transmisores que incluyen una línea capilar. El tiempo de respuesta aumenta significativamente en sistemas con líneas capilares largas. En aplicaciones que se requieran líneas capilares largas los tiempos de respuesta se pueden reducir utilizando capilares de diámetro más pequeño y reduciendo la viscosidad del líquido llenable del sistema.
