martes, 21 de febrero de 2017

Calderas y recipientes a presión. La acción técnica del INTI para su reglamentación


La situación legal y reglamentaria de los aparatos sometidos a presión en la República Argentina.

La sigla INTI significa Instituto Nacional de Tecnología Industrial.
El INTI fue creado mediante el Decreto Ley 17.138 del 27 de diciembre de 1957, en el marco del surgimiento de un conjunto de instituciones nacionales destinadas a poner en movimiento, de manera planificada, la inversión pública, la ciencia y la tecnología.
El INTI está presente con Centros Regionales y Multipropósito en todo el país, que generan investigación y desarrollo en red, con el fin de acompañar e impulsar el crecimiento industrial de cada provincia. Esa expansión le ha permitido al instituto cubrir una amplia gama de especialidades industriales, en articulación con universidades, laboratorios estatales, empresas públicas, cámaras empresarias y otras organizaciones −del país y del exterior− vinculadas con la actividad tecnológica.

La presente entrada está  basada en una conferencia llevada a cabo por el Ing.Alejandro Dominguez en 2014 y es un cuadro sinóptico de la situación legislativa, reglamentaria y de contralor de la fabricación, instalación y operación de aparatos sometidos a presión en el territorio de la  República Argentina.

El contenido que se publica de los distintos reglamentos, disposiciones, decretos y leyes que se mencionan, son parciales y solo atinentes al tema que se trata de explicar. Para visualizar el texto completo de los mismos he agregado un link en el título de cada uno de ellos.

Calderas y recipientes a presión. La acción técnica del INTI para su reglamentación

En el territorio de la República Argentina existen fábricas, y establecimientos en los que la utilización de aparatos a presión es vital para que estos puedan realizar sus actividades.

La cantidad de recipientes por establecimiento varía desde uno solo, hasta complejos industriales con varios cientos de recipientes a presión.

A pesar de ello, no existe un marco regulatorio en toda la República que establezca los criterios a seguir en la fabricación de recipientes nuevos, ni en la inspección de recipientes en servicio.

En vez de ello existen reglamentaciones en cinco provincias. Existe además una reglamentación federal que cubre solamente algunos aspectos de la instalación e inspecciones.

REGLAMENTACIÓN FEDERAL


Ley 19587 - HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO. Año 1972

Anexo I (aprobado por Decreto Nº 351/79)

CAPITULO 16

Aparatos que puedan desarrollar presión interna

CAPITULO 16

Aparatos que puedan desarrollar presión interna

Para calderas, establece requisitos sobre instalación, operación y dispositivos de control. En cuanto a inspección, establece que deberán ser inspeccionadas una vez al año.

Para recipientes, establece los dispositivos de seguridad y control con que estos deben contar NO ESTABLECE METODOLOGÍA NI CRITERIOS DE INSPECCIÓN

REGLAMENTACIONES EN LAS PROVINCIAS ARGENTINAS


Provincia de Buenos Aires:


Resolución 231/96

Resolución Nº 1126/07. Modificatoria

Artículo 1º: A los fines previstos …, se consideran aparatos a presión todos aquellos recipientes que se encuentren sometidos a presión interna y reúnan las siguientes características:
Con fuego: Volumen mínimo 200 litros y/o presión de trabajo manométrica mínima 0,5 kg./cm2;
Sin fuego: Volumen mínimo 80 litros y/o presión de trabajo manométrica mínima 3,0 kg./cm2;

c- En los equipos sometidos a esfuerzos combinados (dinámicos, flexotorsión, etc.) los límites serán…

Artículo 4º: Es obligación de todo fabricante de aparatos a presión alcanzados por la presente resolución que se instale en jurisdicción de la Provincia de Buenos Aires, presentar la siguiente documentación, ante la Autoridad de Aplicación.

Planos originales …, memoria de cálculo, con 2 (dos)copias, para cada modelo de fabricación, por única vez a modo de prototipo, identificando claramente el modelo y la norma de construcción.

Cronograma de ejecución de los trabajos de construcción de cada aparato. Firma destinataria del recipiente y la actividad industrial de la misma.

Esta documentación irá acompañada por una ficha técnica y un registro de habilitación que será provisto por la Autoridad de Aplicación, donde se consignarán todos y cada uno de los datos técnicos que hacen al recipiente en cuestión.

La documentación que presente el fabricante, llevará la firma de un profesional de la Ingeniería habilitado a tal efecto, que actuará como representante técnico ante las dependencias específicas de la Autoridad de Aplicación.

Artículo 9º: Cuando se gestione directamente por el usuario la habilitación de un recipiente a presión que carezca de registro habilitante, se procederá de la siguiente forma:

1) Si el aparato es de origen nacional y usado, deberá presentar un cálculo resistente completo

…. Esta documentación deberá estar firmada por un profesional de la Ingeniería habilitado a tal efecto.

2) Si el aparato es de origen importado y nuevo, y se prevé que seguirán importando, deberá dar cumplimiento a lo que establece el Artículo 3° y 76°...

3) Si el aparato es importado y usado además de la documentación exigida en el punto 1 de este artículo, el profesional actuante deberá realizar todos los ensayos de verificación como si fuesen de extensión de vida útil, …

4) Artículo 11º: Todos los recipientes alcanzados por la presente serán sometidos a los ensayos no destructivos y controles de los elementos de seguridad que forman parte de su instalación, en los plazos y condiciones que se pautan en el Apéndice 1 de la presente. Estos ensayos periódicos serán llevados a cabo por profesionales de la Ingeniería habilitados a tal fin.

5) Artículo 18: Los generadores de vapor se dividirán de acuerdo a su concepción tecnológica en manuales (A) y automáticos (B), y deberán ser atendidos por personas físicas denominadas "foguistas".

6) Título III

7) RECIPIENTES A PRESIÓN SIN FUEGO

8) Título IV

9) RECIPIENTES E INSTALACIONES PARA CLORO LIQUIDO

10) Título V

11) RECIPIENTES Y CILINDROS PARA CONTENER GASES COMPRIMIDOS, LICUADOS Y DISUELTOS

12) Título VI

13) IMPORTACIÓN DE EQUIPOS Y RECIPIENTES

14) Título VII

15) RECIPIENTES E INSTALACIONES PARA LÍQUIDOS REFRIGERANTES

16) Título VIII

17) DE LAS VÁLVULAS Y DISPOSITIVOS

18) Artículo 95: El profesional de la Ingeniería que gestione la utilización de un aparato a presión, deberá presentar y firmar la documentación técnica, donde se especificará si las válvulas de seguridad o alivio que posee el aparato son las correctas, tanto en el tipo de válvula, tamaño, fluido a evacuar, presión de descarga, ubicación,…

19) Artículo 100: Todas las válvulas de seguridad o alivio deberán ser sometidas a controles que incluyan su calibración. Estos controles que se harán periódicamente, en base a las recomendaciones dadas por las normas o códigos existentes en la materia, se llevarán a cabo en establecimientos autorizados a tal efecto e inscriptos en un registro especial que será llevado por la Autoridad de Aplicación, de acuerdo al Apéndice 2.

20) Apéndice 1

21) 4. INSPECCIÓN DE LOS RECIPIENTES SOMETIDOS A PRESIÓN

22) 1) Los aparatos a presión deberán ser inspeccionados periódicamente, a los efectos de asegurar la integridad del recipiente, evaluando para ello la condición del recipiente, el fluido contenido, y el medio ambiente en el cual se opera.

23) …

24) 13) El tipo de ensayo y su periodicidad son los que se establecen a continuación, salvo que el profesional interviniente, y con la debida justificación técnica, solicite alguna modificación ante la Autoridad de Aplicación, la que deberá ser aprobada por la misma.

Provincia de Córdoba:


Decreto 536/97

Artículo 2°.- Todo generador de vapor o artefacto sometido a presión que utilice vapor de agua, ya sea instalado o en proceso de instalación, cualquiera sea su tipo o el fin a que esté destinado, a los efectos de autorizar su funcionamiento deberá ser denunciado ante la DIRECCION DE INDUSTRIA.

Artículo 3°.- A los fines de este Decreto, considérese GENERADOR DE VAPOR, a todo recipiente cerrado, en el que se produzca vapor de agua a presión superior a la atmosférica, aprovechable con fines industriales o de servicio.

Artículo 4°.- Con idéntico criterio, considérese ARTEFACTO, a todo aparato sometido a presión que utilice vapor de agua (autoclave, calandra, etc.) provisto por un generador de vapor.

Artículo 8°.- Todo constructor de generador de vapor o artefacto comprendido en el Artículo 2° del presente Decreto, o su representante comercial, deberá remitir a la DIRECCION DE INDUSTRIA los Planos de Proyecto, Memoria Descriptiva de Cálculos y Planilla de Especificaciones Técnicas de los mismos, debidamente visados por el Colegio Profesional competente de la Provincia de Córdoba, o de la provincia de donde procede.

Artículo 21.- Las personas o razones sociales que reparen generadores de vapor y/o artefactos, deberán inscribirse o reinscribirse, según corresponda, en el Registro que para tal fin obra en la DIRECCION DE INDUSTRIA.

Artículo 26.- Serán objeto de inspección regular y obligatoria, por lo menos cada dos años, los generadores de vapor y artefactos alcanzados por este Decreto.

Artículo 30.- La inspección constará de las siguientes operaciones:

a) inspección ocular…

b) inspección interior…

c) verificación de espesores…

d) determinación de la presión máxima de trabajo: …

e) presión de timbre de las válvulas de seguridad:…

f) ensayo hidrostático:…

g) prueba en caliente, y sellado de la válvula…


Provincia de Santa Fe:

Ley 1373/1907

Decreto 640/92

Articulo 1º: Declárese comprendidos en la Ley Nro. 1373 y la presente Reglamentación, las calderas, generadores y motores a vapor, máquinas, autoclaves, aparatos, depósitos y todo recipiente sometidos a presión, que puedan ser sometidos a una presión efectiva mayor a 1 kg/cm2 y el volumen sea superior a 50 litros

Artículo 2º: La Empresa Provincial de la Energía habilitará un registro en el que, anualmente los propietarios de los elementos …, los harán inscribir a los efectos de su inspección. …

Artículo 3º: La inscripción a que se refiere el artículo anterior, …La documentación será avalada y visada por el Consejo de Ingenieros de la Provincia de Santa Fe y firmada por un profesional inscripto en el mismo

Articulo 12º: Ninguna caldera de las declaradas comprendidas en la Ley Nro. 1373 y este Reglamento, podrá ser puesta en funcionamiento y mantenida en presión sin la presencia de personal munido del certificado correspondiente de competencia.

Artículo 13º: Los certificados de competencia a que se refiere el artículo anterior, los extenderá la Empresa Provincial de la Energía, previo examen teórico - práctico, y tendrán una validez por un término máximo de cinco (5) años

CAPÍTULO IV – INSPECCIÓN

Articulo 30º: Las inspecciones de los elementos comprendidos en la Ley Nro. 1373 y este Reglamento son las siguientes:

a) Inspección interna

b) Prueba Hidráulica

c) Inspección externa

d) Artículo 32º: Practicados …

e) Todas las calderas que hayan cumplido treinta (30) años desde la fecha de fabricación, hayan sido utilizadas o no, o que posean la placa original de identificación aplicada por el fabricante, o que no pueda la inspección determinar la fecha de fabricación, quedará automáticamente declarada fuera de uso y para continuar funcionando o reinstalarse una vez expirado dicho plazo, deberán cumplimentar los ensayos técnicos que a continuación se detallan

Provincia de Mendoza:


Resolución 2136/01

Artículo 1°: Antes de poner en marcha las calderas o generadores de vapor el propietario o responsable jurídico de los mismos, deberá mediante nota, solicitar la inspección técnica que habilite su funcionamiento y la inscripción en el Registro de Calderas y Afines,…

Artículo 4°: En la sección Higiene y Seguridad de la División Inspección y Vigilancia funcionará el Registro de Calderas y Afines, …

Artículo 5°: Creáse a cargo de la sección Higiene y Seguridad de la División Inspección y Vigilancia el Registro de Calderistas en el que debrán inscribirse los que pretendan desempeñarse como tales…

Resolución N°: 2136-01- STSS

Resolución N° 2.442/02-STSS-02

Resolución 3520/11


Artículo 6°: En relación a los responsables técnicos de los establecimientos, conforme a la legislación vigente, deberán acreditar mediante certificado expedido por Consejo Profesional la idoneidad técnica específica en la materia,

Resolución 3520/11

Articulo 1º - Incorpórese en el Registro de Calderas y afines de este Organismo ordenado por la Resolución n° 2442/02, a los Recipientes de Aire Sometidos a Presión o Aire Comprimido, que tendrá como objeto la inscripción y posterior control de los mismos, a fin de prevenir accidentes de trabajo, en todo el territorio provincial.

Articulo 3º - Recipientes. Definición:

Quedan sometidos a la presente reglamentación todo recipiente que contenga aire a presión o aire comprimido, sea que … y que cumplan, simultáneamente, con las siguientes condiciones:

a.-Volumen mayor o igual a: 100 lts.

b.-Presión de trabajo manométrica mayor o igual a: 3,00 Kg./cm2.

Articulo 6° - Requisitos: Para obtener la inscripción ante la autoridad de “recipientes” deberán reunir, como mínimo, las siguientes condiciones técnicas:

c.- Estar construidos con materiales adecuados de acuerdo con normas o códigoscomo ASTM, IRAM, ASME, DIN, o cualquier otra reconocida internacionalmente, ...


Resolución N°: 2136-01- STSS

…Si en la documentación de fábrica no constara la vida útil del recipiente, los profesionales mencionados deberán asignar un período de Vida útil, certificando el mismo, bajo su entera responsabilidad y detallando los fundamentos técnicos que avalen su decisión. El valor de dicha Vida útil no podrá ser menor a 2 (dos) años, y sólo se aceptarán estudios con fundamentos técnicos que arrojen valores menores o iguales a 20 (veinte) años

Resolución N°: 2136-01- STSS

…Finalizado el período de la vida útil remanente, el profesional a cargo podrá ampliar la vida útil remanente, mediante la aplicaciónde estudios de mayor complejidad, …

Provincia de Misiones:


LEY 104 -Julio 2010 ANEXO I

Reglamento de aparatos a vapor y presión

Comprende todos los recipientes cuya presión mayor a 1 kg/cm2 y un volumen mayor a 50 litros

Articulo 2º - La Dirección General de Industria del Ministerio del Agro y la Producción, tendrá a su sometidos a presión que se encuentren en la Provincia de Misiones. cargo la aplicación de la Ley XVI – Nº 104, quien deberá mantener una adecuada fiscalización de las instalaciones y funcionamiento de todos los aparatos y recipientes

Artículo 5º: Es obligación de todo fabricante de aparatos a presión alcanzados por la presente resolución que se instale en jurisdicción de la Provincia , presentar la siguiente documentación, ante la Autoridad de Aplicación.

Planos originales …, memoria de cálculo, con 2 (dos)copias, para cada modelo de fabricación, por única vez a modo de prototipo, identificando claramente el modelo y la norma de construcción.

Cronograma de ejecución de los trabajos de construcción de cada aparato.

Firma destinataria del recipiente y la actividad industrial de la misma.

Articulo 12º - Todos los recipientes alcanzados por la presente serán sometidos a los ensayos no destructivos y controles de los elementos de seguridad que forman parte de la instalación, en los plazos y condiciones que se pautan en el Apéndice 1 de la presente. Estos ensayos periódicos serán llevados a cabo por profesionales de la ingeniería habilitados para tal fin.

Articulo 15º - Todos los aparatos sometidos a presión alcanzados por las disposiciones contenidas en la presente que hayan cumplido treinta(30) años corridos, contados de la fecha de fabricación según conste en la placa de identificación, hayan sido o no utilizados, o no cuenten con sus respectivas placas originales de identificación aplicadas por sus fabricantes, …, deben ser sometidos por y a cargo de sus propietarios, a los ensayos técnicos de extensión de vida útil de acuerdo a las normas vigentes…

Articulo 19º- Los generadores de vapor se dividirán de acuerdo a sus concepciones tecnológicas en manuales (A) y automáticos (B), y deberán ser atendidos por personas físicas denominadas foguistas

TITULO III

Recipientes a presión sin fuego

TITULO IV

Recipientes e instalaciones para cloro líquido

TITULO V

Importación de equipos y recipientes

TITULO VI

Recipientes e instalaciones para líquidos refrigerantes

TITULO VII

De las válvulas y dispositivos

TITULO VIII

De los registros


APENDICE I

Inspección y control de los equipos sometidos a presión.

La inspección podrá ser interna o externa y con el equipo fuera de servicio u operando. Se considerará importante, el historial del equipo. Los ensayos que se realicen deberán ser realizados bajo los procedimientos escritos, …

El propósito de estos ensayos es detectar discontinuidades superficiales e internas en materiales, soldaduras, componentes o partes fabricadas

Asociadamente a los END, se determinará el tiempo de vida útil del equipo, considerando además los trabajos de reparación y de mantenimiento que se efectúen en forma anual.

Las inspecciones e informes técnicos deberán ser realizados por un profesional de Ingeniería, habilitado por la Dirección General de Industria. Asimismo

El tipo de ensayo y su periodicidad son los que se establecen a continuación, …

Aplicación de las Legislaciones/Normativas


Provincia de Buenos Aires Organismo de aplicación: Organismo Provincial para el Desarrollo Sustentable

Provincia de Córdoba: Decreto 536/97 Organismo de aplicación Área generadores de vapor Secretaría de Industria

Hasta principios de 2013 se encuentran registrados:

- 526 Generadores de vapor

- 343 Artefactos (recipientes a presión) en 96 empresas

El registro inicial y las inspecciones periódicas son realizados por 3 inspectores. No han visto ningún generador o artefacto nuevo con estampa ASME


En el polo petroquímico de Río Tercero existen mas de 150 reactores y recipientes, trabajando con fluidos como cloro, amoniaco, …

Aún debido al riesgo por el tipo de fluido utilizado, estos equipos no están registrados, al no estar contemplados en la normativa vigente


Provincia de Santa Fe:

Decreto 640/92 Organismo de aplicación Empresa Provincial de Energía

Hasta principio de 2013 se han registrado:

1.000 calderas

18.000 Aparatos y recipientes a presión

Una sola de las petroquímicas de Santa Fe tiene registrados 900 recipientes

La tareas de registro e inspecciones las realizan 6 inspectores, 2 en el Norte de Santa Fe, y cuatro en el Sur.


Provincia de Mendoza:

Decreto 640/92

Provincia de Misiones:

LEY XVI - Nº 104 -Julio 2010

Se estima que existen 450 calderas, todas ellas alimentadas con biomasa (leña, corteza, chips, pellets, etc.)

El registro y habilitación se ha realizado hasta aproximadamente un 15% del estimado, la Dirección General de Industria continúa trabajando en esta tarea.


Considerando las provincias de la Argentina continental (no se incluyen las Islas Malvinas no la Antártida Argentina), la mayoría de ellas no posee reglamentación sobre habilitación e inspecciones

Códigos ASME (American Society of Mechanical Engineers) de Recipientes a Presión


Las calderas permitieron el progreso industrial en el siglo 19, al proveer potencia por medio de vapor a barcos, locomotoras y servir como los impulsores principales en acerías, fábricas y aserraderos.

Mediados hasta finales de los 1800 vieron una rápida expansión en la utilización de calderas y un crecimiento de su capacidad. En 1890 habían cerca de 100.000 calderas comerciales en servicio en EEUU.

No existían en ese tiempo reglas ni lineamientos que cubriesen el diseño, fabricación y operación de calderas, y las fallas e incidentes eran comunes.

El 27 de Abril de 1865, la explosión de una caldera del barco a vapor Sultana produjo el mayor desastre marítimo en la historia de los EEUU. Más de 1500 pasajeros y tripulación murieron ese día, casi la misma cantidad de muertes del hundimiento del Titanic.

En las décadas siguientes hubieron miles de explosiones de calderas, varias con consecuencias importantes para la vida y las propiedades. Hasta el año 1911 no se pudo encontrar una solución viable a esa situación.

Un pequeño comité de voluntarios de la industria produjo la primera edición del código ASME (American Society of Mechanical Engineers) de calderas, reglas para la construcción de calderas fijas y para la presión de trabajo admisible,.

Esta publicación, del año 1914, evolucionó en el código ASME de caldera y recipientes a presión, el cual actualmente comprende calderas industriales y residenciales, como así también componentes de reactores nucleares , tanques de transporte, y otros tipos de recipientes a presión

Una vez implementado el Código ASME, el número de explosiones de calderas disminuyó continuamente, aun con incrementos importantes en la presión de operación.

Códigos ASME de Recipientes a Presión: Usuarios


En Argentina se estampan por año cerca de 400 equipos, de los cuales entre 30 y 50 son calderas, y los demás recipientes a presión sin fuego

Sin embargo, los recipientes que son puestos en servicio cada año, superan ampliamente este número

La mayoría de los usuarios indican en las especificaciones para la fabricación de sus recipientes a presión que las tareas de construcción, pruebas y ensayos se realicen de acuerdo al Código ASME, sin requerir la certificación

Esto es especialmente cierto en el caso de grandes empresas .

Se trata de reemplazar las actividades del Inspector Autorizado por:

  • Auditorías de fabricación con personal técnico del usuario
  • Auditorías de fabricación con personal técnico de consultoras u otros

Existe una confusión o no comprensión sobre cuál es el propósito del Código, no contemplando que el objetivo de este es ser un “Código de seguridad”

Este sistema tiene el inconveniente de que queda librado al criterio del fabricante, y al grado de control del usuario (en caso de haber) “cuan” ASME será su equipo, y por ende qué parte o partes del Código se utilizarán

Por ejemplo:

Se puede usar solamente en el diseño Aplicarlo solamente en algunas de las tareas de construcción

Uso de materiales no listados

Personal no calificado

En el caso de industrias medianas, generalmente el criterio a utilizar en la compra de recipientes a presión queda librado a criterio del fabricante

En este caso, la utilización de los Códigos ASME suele limitarse a los cálculos de diseño

Este sistema tiene el inconveniente de que la utilización del Código se autolimita a la capacidad del fabricante (por ej. no calificar los procedimientos de soldadura)

Aun en caso de conocer sobre los Códigos ASME, se suele evitar su utilización debido a las limitaciones debidas al idioma de los Códigos

En el caso de pequeñas industrias, es común que estas no conozcan la existencia del Código ASME, ni tampoco de las regulaciones locales

Este es el caso más riesgoso

En el caso de que se pidan equipos con certificación:

Los antecedentes indican que el requerimiento por parte de los usuarios de equipos con estampa ASME está asociado al criterio utilizado por el tecnólogo encargado de proyectar ampliaciones de plantas, o la construcción de plantas nuevas

La mayoría de los casos en los cuales los usuarios incorporan equipos con certificación están asociados a la compra de plantas completas o de equipos empaquetados

Existe un factor limitante a la utilización de los Códigos asociado a la dificultad para interpretarlos por la diferencia de idioma

Códigos ASME de Recipientes a Presión: Fabricantes


En la República Argentina existen 27 fabricantes certificados para la construcción, incluyendo calderas y recipientes a presión

También existen 9 fabricantes certificados para la construcción de calderas de potencia

Solamente entre un 5 y 10 % de todos los recipientes que fabrican poseen certificación ASME

Esto sería resultado del comportamiento de los usuarios, quienes generalmente no requieren equipos certificados

Códigos ASME de Recipientes a Presión: Idioma


Participación del personal del INTI y empresas en actividades ASME

Committee on ASME C&S in Spanish- Subcommittee on Boilers and Pressure Vessels in Spanish - Subgroup on Section VIII

En mayo, 2014, se ha completado la traducción del Código ASME Sección VIII División 1

Se encuentra trabajando el Subgroup on Section V

Acción técnica del INTI en calderas y recipientes


Uno de los objetivos del INTI es la seguridad pública

· Brinda de manera continua capacitaciones en soldadura

· Es referente regional en certificación de personal de ensayos no destructivos

· Brinda capacitación en inspección de calderas y recipientes a presión

Acciones para la reglamentación


De: NB-132 Reglamentos y regulaciones administrativas recomendadas de calderas y recipientes a presión

Con el objeto de proteger a la población de explosiones en calderas y recipientes a presión se deben establecer pautas para asegurar una correcta construcción, instalación, inspección, operación, mantenimiento, alteraciones y reparaciones…

…Sin embargo, esas pautas harían poco para proteger a la población a menos que ellas se hagan de aplicación obligatoria por ley.

A partir de esta premisa INTI comenzó a elaborar una reglamentación para que pudiera ser utilizada por las provincias que no tienen ninguna regulación en el tema.

Con el soporte del INTI y las jurisdicciones de Córdoba, Santa Fe, Misiones y Buenos Aires se crea la Junta Nacional de Inspección de Calderas y Recipientes a Presión   que tiene como finalidad: “El estudiar las reglamentaciones, y códigos de inspección de manera de establecer la necesidad de crear un código de construcción de la Junta, o de adoptar para la Junta y sus inspectores un código de construcción reconocido  y el de desarrollar una reglamentación que pueda luego ser adoptada por el estado federal.”

 índice

FUENTES:

 M.J.D.


https://www.inti.gob.ar/Calderas y recipientes a presión. La acción técnica delINTI para su reglamentación




https://community.asme.org/argentina_junta_nacional_de_calderas_y_recipientes_a_presin/m/mediagallery1/default.aspx?pi580=1


martes, 14 de febrero de 2017

CAU-UNIDAD 3: CONTROL Y FUNCIONAMIENTO DE LOS DIVERSOS TIPOS DE CALDERAS. Parte 2

CAU-UNIDAD 3: CONTROL Y FUNCIONAMIENTO DE LOS DIVERSOS TIPOS DE CALDERAS. Parte 2

VÁLVULAS

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico, el cual es un instrumento de control para la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos.

Tipos de válvulas
  • Válvulas operadas manualmente
  • Válvulas automáticas (ej: trampas de vapor)

Válvulas operadas manualmente


a) Grifo: el mas sencillo dispositivo de corte de un fluído, ya sea líquido o gaseoso.




b) Válvula de compuerta : Es utilizada para el flujo de grandes caudales de fluidos sin interrupción
 



c) Válvulas de globo: Debido a que la caída de presión a través de esta válvula es bastante fuerte (en todo caso controlada) se utilizan en servicios donde la válvula de compuerta no puede estrangular o dar un servicio eficiente (modular)





d) Válvula esférica: Las válvulas esféricas son de ¼ de vuelta, en las cuales una esfera perforada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° .







 e) Válvulas de retención o anti retorno
Las válvulas retención son utilizadas para no dejar regresar un fluido dentro de una línea. Esto implica que esta válvula deja pasar el flujo hacia la dirección correcta. Por eso también se les llama válvulas de no retorno. Obviamente que es una válvula unidireccional y que debe de ser colocada correctamente para que realice su función.


f) Válvula de mariposa: es un disco que gira 90° apoyado en dos extremos, sobre un eje perpendicular al de la válvula. Su costos de mantenimiento son bajos, debido a que tienen un mínimo de partes móviles. Las válvulas de mariposa se usan principalmente en servicios de control de abre-cierre, en grandes flujos de líquidos y gases a presiones relativamente bajas.



g) Válvula de seguridad: Las válvulas de seguridad son válvulas operadas por resortes las cuales se abren cuando la presión de fluido llega a un valor predeterminado. Sirve de desahogo al sistema de cuando la presión alcanza valores superiores a la presión de seguridad.




 h) Válvulas a diafragma:Utilizan un diafragma de goma como elemento obturador. Ideales para interceptar y modular líquidos a bajas temperaturas.




 VALVULAS AUTOMÁTICAS (Trampas de vapor)
TRAMPAS DE VAPOR
Tan pronto como el vapor deja la caldera empieza a ceder parte de su energía a cualquier superficie de menor temperatura. Al hacer esto, parte del vapor se condensa convirtiéndose en agua, prácticamente a la misma temperatura.
La combinación de agua y vapor hace que el flujo de calor sea menor ya que el coeficiente de transferencia de calor del agua es menor que el del vapor.
De acá nos podemos dar cuenta de la importancia de las trampas de vapor para una empresa que utiliza algún equipo calentado con vapor.
Las ventajas de utilizar trampas son muchas, nombrando unas de las más comunes la de economizar grandes cantidades del combustible requerido para calentar las inmensas cantidades de agua lo que conlleva a un ahorro en los costos no despreciable.
Teniendo en cuenta la energía que puede entregar al trabajar con vapor es que en el mercado existen varios tipos de trampas de vapor, las cuales se dividen por grupos, que veremos a continuación.

DEFINICION
Una trampa para vapor es un dispositivo que permite eliminar: condensado, aire y otros gases no condensables, además de prevenir pérdidas de vapor.
• Eliminación de condensado: El condensado debe pasar siempre, rápido y completamente a través de la trampa para vapor para obtener un mejor aprovechamiento de la energía térmica del vapor.
• Eliminación de aire y otros gases no condensables: El aire y los gases disminuyen el coeficiente de transferencia de calor. Además, se debe tener presente que el O2 y el CO2 causan corrosión.
• Prevención de pérdidas de vapor: No deben permitir el paso de vapor sino hasta que éste ceda la mayor parte de energía que contiene, también las pérdidas de vapor deben ser mínimas mientras la trampa libera vapor condensado, aire y gases incondensables.


Luego de tener clara la definición y función de trampa de vapor, analizaremos los diferentes grupos que existen en el mercado:
• GRUPO MECANICO.
• GRUPO TERMODINAMICO.
• GRUPO TERMOSTATICO

GRUPO MECANICO:
Las trampas de vapor del tipo mecánico trabajan con la diferencia de densidad entre el vapor y el condensado.
Estas trampas trabajan mediante un flotador, el cual hace de válvula, en la que, cuando se acumula condensado ésta se abre descargándolo.
Cuando está cerrada, comienza nuevamente el ciclo llenándose de vapor para luego comenzar nuevamente.
Entre las trampas de este tipo tenemos:



Válvula de flotador libre.


Válvula con eliminador termostático de aire



Válvula de flotador y palanca

• Trampa de flotador libre:


Este tipo de trampa consta de una esfera hueca (flotador), en la que al ingresar el flujo de vapor, ésta se mantiene apoyada en un asiento. Cuando el vapor comienza a condensar, el nivel de agua hace subir a la esfera dejando libre el orificio de drenaje.
Una vez que el condensado diminuye, la esfera, que hace de válvula, retorna paulatinamente a su posición (en el asiento), tapando el orificio de salida causando así la mínima perdida de vapor. Luego, el nuevo ciclo hará lo mismo, así que entonces el drenado es continuo.


Trampa de flotador y palanca:
Este es un tipo muy parecido al mencionado anteriormente, donde entra el vapor al
cuerpo de la trampa y al comenzar a condensar hace subir una esfera flotante; la
diferencia con el anterior es que ahora la esfera está conectada a una palanca, la que a
su vez está conectada con la válvula de salida o drenaje.
Así, cuando el nivel del condensado empieza a subir también lo hace la válvula de
salida, la que gradualmente descargará el condensado.
Al igual que la trampa de flotador libre ésta mantiene una descarga continua del condensado.
Una vez terminada la descarga, el flotador baja y nuevamente se acomoda sobre un
asiento, impidiendo así el escape del vapor.
Uno de los inconvenientes de la trampa de flotador y palanca, al igual que la trampa de flotador libre es que en ambas el aire que se mantiene dentro de la trampa no puede salir por la válvula de drenaje, por esto a veces se instala una válvula de escape del aire y gases no condensables en la parte superior de la trampa.

Entre algunas ventajas de este tipo de trampa tenemos que el drenado puede ir del mínimo al máximo de condensado con igual eficiencia sin verse afectado por los grandes cambios de presión.

Existe una variedad de ésta trampa, en vez de llevar una válvula manual que descargue el aire y gas no condensable posee una válvula automática (eliminador termostático de aire), la cual posee un elemento termostático que se dilata o contrae según la temperatura del fluido; se dilata y cierra el orificio de salida cuando el vapor llega, y se contrae y abre una vez que se ha producido el condensado. Luego cuando tenga aire nuevamente, éste se ira a la parte superior y automáticamente se descargará.


• Trampas de balde:
A diferencia de las trampas vistas anteriormente, este tipo de trampa no posee la esfera flotadora, sino que es un balde el que hace de válvula.
Este tipo de trampa tiene 2 variantes que son: Trampa de balde abierto y trampa de balde invertido.


Trampa de balde abierto:
Se llama así ya que el tipo de balde está dentro del cuerpo de la trampa, con su parte abierta hacia arriba.
Este balde flotará con el condensado cuando permanezca vacío, pero caerá por su peso cuando esté lleno de condensado.
Una vez que entra el flujo de condensado, éste poco a poco irá llenando el espacio bajo el balde, con esto el balde comenzará a subir y la válvula se cerrará. Como aumenta el nivel de condensado éste comenzará a llenar el interior del balde, que debido al peso, tenderá a bajar, abriendo la válvula. Así mismo la presión ejercida por el vapor empujará el condensado por la guía de la varilla de la válvula, descargando el condensado hasta que nuevamente el balde pueda flotar.
Este es un tipo de trampa que no genera mayores problemas de mantenimiento debido a que posee un mecanismo simple pero a causa de que posee un ciclo intermitente de descarga es más probable que sufra los efectos de la corrosión.
Además como no posee un sistema de descarga de aire y gases no condensables, solo podemos hacerlo manualmente o bien con un sistema termostático.
Estas trampas son pesadas y de gran tamaño en relación con su capacidad de descarga, esto es debido a que por el hecho de trabajar en función de la presión ejercida sobre el agua dependen de la sección que posea el balde.



Trampa de balde invertido:
Como su nombre lo dice, éste tipo de trampa posee en su interior un balde cuya abertura está hacia abajo, o sea, de balde invertido.
El sistema de funcionamiento resulta simple. Vemos que el vapor que entra mantiene al balde flotando, si se puede decir así, y mientras flote, éste mantendrá cerrada la válvula de salida.
Cuando comienza a condensar, el interior de la trampa se va llenando del condensado, el que mandará al fondo al balde, causando que la válvula se abra, lo que junto con la presión ejercida por el vapor dentro del balde, descargara el exceso de condensado.








Como se ve en la figura el orificio de escape de aire, C, es pequeño lo que hace que el aire salga lentamente, tampoco puede ser grande porque ocasionará perdidas de vapor. Por este motivo es que puede ser una desventaja ya que al mantener mayor tiempo el aire este, como ya sabemos corroerá la trampa.
En este tipo de trampa como en la de balde abierto, se debe mantener condensado en el fondo, ya que éste hace de sello. Si éste sello se pierde, podría ser a causa de una perdida de presión del vapor, ocasionará el paso del vapor libremente por la válvula.

GRUPO TERMODINAMICO:

Este tipo de trampas de vapor opera con el principio de diferencia entre flujo de vapor sobre la superficie comparado con el flujo del condensado. Al entrar el vapor este viene con una velocidad mayor y el disco que usan como válvula se cierra, y éste disco se abre al presentarse la baja velocidad del condensado.
Su funcionamiento es relativamente simple, ya que en su interior solo poseen una sola pieza en movimiento, un disco flotante.





En el comienzo, la presión del condensado y o aire levanta el disco de su asiento. El flujo es radial debajo del disco, hacia la salida. La descarga prosigue hasta que el condensado se acerca a la temperatura del vapor.
Un chorro de vapor flash reduce la presión debajo del disco y al mismo tiempo por recompresion, origina presión en la cámara de control encima del disco, esto empuja a este ultimo contra su asiento, asegurando un cierre perfecto, sin perdida de vapor.
Luego, al acumularse condensado, se reduce el calor en la cámara de control, conforme se va condensando el vapor bloqueado en la cámara la presión se reduce. El disco es levantado por la presión de entrada y se descarga el condensado.
Estas trampas tienen una gran cantidad de descarga en comparación con su tamaño, ya que son ligeras, simples y compactas. Además debido a que la única parte en movimiento es el disco, es posible hacer un mantenimiento fácil.


GRUPO TERMOSTATICO:

Estas trampas operan mediante un sensor de temperatura, el que identifica la temperatura del vapor y del condensado. Como el vapor se condensa adquiere una temperatura menor a la del vapor, cuando ésta temperatura del condensado llega a un valor especifico, la trampa abrirá para drenar el condensado.
 


Son de fácil mantenimiento ya que el fuelle y el asiento pueden ser cambiados sin la necesidad de sacar la válvula de la línea, es decir, sin ser desmontada. No sirven para vapor sobrecalentado, la elevada temperatura crea una sobre presión en el fuelle.




Válvula de presión balanceada


 



Válvula de expansión líquida

Se pueden ajustar para descargar a bajas temperaturas, Resiste vapor sobrecalentado. La respuesta a los cambios de temperatura es lenta.

Trampa tipo bimetálico:
El funcionamiento de esta trampa es simple, al igual que las anteriores, pero antes de entrar en lo que es el funcionamiento tal de la trampa, veremos lo que es llamado bimetal.
El llamado bimetal es la unión de dos laminas delgadas de metales distintos, los que al haber una variación de temperatura se dilatan cantidades distintas.
Entonces el funcionamiento de las trampas bimetálicas es el siguiente: la trampa está abierta en su totalidad en el arranque, donde descargará el aire y el condensado que se encuentre al interior del cuerpo ya que la temperatura de éste es menor que la del condensado.
Una vez que comience a venir vapor, la placa bimetálica, donde uno de sus extremos permanece fijo y al otro se le une una válvula, reaccionará al cambio de temperatura, dilatándose, para así cerrar el orificio de salida por medio de la válvula.
 

Filtros

Un filtro es un elemento mecánico usado para retener toda impureza que puede tener el fluido. Tiene las mismas conexiones que las válvulas y están fabricados con un cuerpo de acero, hierro fundido, bronce, acero inoxidable. Tienen en su interior una malla la cual puede ser de acero “o” acero inoxidable

El uso de filtros en diversos sectores de un circuito de vapor, es fundamental para el correcto funcionamiento de trampas, válvulas de retención, válvulas de accionamiento remoto y tomas de presión, caudal y temperatura, etc. Los filtros son los encargados de capturar las partículas sólidas que circulan por el interior de las tuberías, o sea, arrastre de material en forma de cáscaras o escamas que se desprenden de las paredes interiores de las mismas por corrosión y tambien en ocasiones trocitos de juntas y empaquetaduras.
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ENTRADAS RELACIONADAS

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https://drive.google.com/open?id=0B1rlCioRveAHa2EzX090aFpyNXc

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    FUENTES:
    M.J.D.
    TRAMPAS DE VAPOR
    MAQ 303 CALDERAS NAVALES CAPITULO 9 Accesorios de calderas.
    Pedro Abarca Bahamondes - Walter Dümmer Oswald “Potencia y Rendimiento de la Caldera”



    Directorio de la Proveedores Industriales de la República Mexicana   https://www.dirind.com/dim/monografia.php



    ESCUELA DE TÉCNICAS Y TÁCTICAS NAVALES - Apuntes