24 enero 2009

Mejora de la productividad en el manejo de fluidos térmicos

Los fluidos térmicos orgánicos proporcionan servicio libre de problemas durante periodos de tiempo significativos. Sin embargo, todos los fluidos (aromáticos o alifáticos) necesitan ser reemplazados. Por otra parte, los fluidos aromáticos son más costosos y es más complicado deshacerse de ellos, deben recibir mucha más atención que los alifáticos cuando toca deshacerse de ellos. Los fluidos alifáticos (fabricados con aceites minerales, petróleo o poli alfa-olefinas) son vistos de una forma menos crítica, ya que su adquisición ha sido menos cara y es más fácil manejar sus residuos. Como resultado de ello, estos fluidos se reemplazan con más frecuencia de lo requerido. Sin embargo, la reciente elevación de los costes del petróleo ha hecho que reemplazar estos aceites se encarezca. En este artículo proporcionamos una guía práctica sobre la forma de reemplazar estos aceites de una forma efectiva en costes. .
ANÁLISIS DEL FLUIDO .
En los procesos industriales suele tenderse a culpar a los fluidos térmicos de muchos problemas surgidos durante la operación. Por ejemplo, es posible que la acumulación de lodos o el aumento de la viscosidad puede originar que disminuya el rendimiento de un intercambiador de calor. Más a menudo, sin embargo, el rendimiento reducido se debe a la caída del caudal en un filtro de malla obstruido, el disfuncionamiento de una válvula de control, o una válvula de bypass conectada incorrectamente. Análogamente, los fallos repetitivos en el sellado de las bombas también son achacados muchas veces a problemas con el fluido térmico, pero los depósitos de carbono en la bridas con pérdidas no necesariamente indican carbono elemental en el fluido. Los depósitos de carbono se formarán incluso cuando fluido nuevo pase por una junta estando caliente. En ambos casos, la sustitución del fluido de transferencia térmica no solucionará el problema. El mejor método para determinar si un fluido debe ser sustituido es ensayarlo. Para ello se tomarán muestras de las partes vivas del sistema mientras el fluido está circulando a una temperatura no inferior a 82 ºC. Es importante que la muestra sea tomada directamente en el contenedor de muestra – para lo que puede usarse un frasco metálico si es necesario, aunque se prefiere un recipiente de vidrio. Una vez la muestra se ha enfriado, se inclinará el recipiente. Si el fluido no fluye, el sistema debe mantenerse caliente y se sustituirá. La sustitución de una sección de tubería que se ha solidificado en un intercambiador de calor requiere mucho tiempo y es una forma costosa de drenar el sistema. Independientemente del fabricante, tres ensayos pueden realizarse en un fluido alifático, y de esta forma conoceremos si el fluido debe sustituirse. El ensayo más común es el ensayo del número ácido, pero se recomienda que para planificar el correcto mantenimiento de un sistema de transferencia de calor se realicen los tres ensayos disponibles. .
NÚMERO ÁCIDO .
Cuando un fluido térmico reacciona con oxígeno, se producen ácidos y oxidación. Depósitos de carbón, lodos y alta viscosidad son todos síntomas de oxidación y son los motivos más comunes que provocan una degradación severa. A menos que haya agua presente, estos ácidos no son corrosivos en el sentido tradicional. El problema ocurre cuando los ácidos, que tienen una pobre estabilidad térmica, se descomponen en el equipo térmico. Una de las consecuencias del deterioro de este ácido es la aparición de partículas de carbón extremadamente finas que pueden aglomerarse para formar depósitos de lodo. Otro camino por el que los ácidos causan problemas en los sistemas de transferencia de calor tiene lugar al incrementarse la viscosidad del fluido térmico cuando polimerizan. Si existen superficies de calor localizadas en el interior de los tubos del equipo térmico o en los elementos eléctricos, los niveles de ácido elevados originarán depósitos duros que se formarán en los puntos calientes. El número de ácido se encuentra determinando la cantidad de hidróxido potásico, en mg, que se requiere para neutralizar un gramo de la muestra. Los rangos que encontraremos son los siguientes: a) <0,05>0,2, debe investigarse el fluido usando más parámetros, especialmente si hay presencia de carbono, > 0,5, el fluido debe reemplazarse. .
VISCOSIDAD .
Un cambio en la viscosidad puede indicar que el fluido está sobrecalentado, contaminado u oxidado. Teóricamente, cualquier cambio en la viscosidad puede indicar cambios en la composición del fluido porque la viscosidad de un líquido orgánico está relacionada con el peso molecular. En la práctica, sin embargo, solo los cambios extremos son significativos. En situaciones comunes donde está presente más de un fluido o no hay registros de lo que se ha añadido al sistema, hay varias medidas de buena práctica que pueden aplicarse. La mayoría de los fluidos de transferencia de calor alifáticos tienen una viscosidad de 35-60 cST a 40 ºC. Si la viscosidad del fluido original se conoce, puede determinarse fácilmente usando ratios para encontrar la cantidad de cambio relativo como porcentaje. En calentadores con llama, por ejemplo: Una caída del 15 % está dentro del rango normal, pero una caída del 30 % ya indica que ha tenido lugar sobrecalentamiento. .
PARTÍCULAS FINAS DE CARBÓN .
Se forman partículas finas de carbón cuando se descomponen los ácidos producidos por oxidación en el interior del calentador a temperaturas de operación normales. Estas partículas quedarán suspendidas en el fluido mientras está circulando y pueden pegarse y formar bloques que generarán excesivas turbulencia. También caerán las partículas en suspensión y formarán sedimentos cuando el fluido no circula y se enfría. Los depósitos de expansión sufren mayor riesgo con esta forma de originarse lodos. Puede realizarse un ensayo rápido y práctico para determinar la cantidad de carbón presente en el fluido. Ya que los ácidos son la materia prima para la formación de lodos, deben tomarse en consideración números ácidos bajos (menos de 0,2). .
OTROS ENSAYOS ADICIONALES .
Pueden realizarse ensayos a mayor profundidad para determinar las condiciones de los fluidos térmicos: Cleveland Open Cup (COC) flashpoint test está entre los más comunes, pero también disponemos del Distillation-range test. .
RESTAURACIÓN DE LA EFICIENCIA .
Una vez conocido el problema, es necesario restaurar la eficiencia, y para ello hay varias metodologías disponibles: Retest in six month”; “partial change-out”; “drain, fill and restart”; “drain, flush, fill and restart” y “clean drain, fill and restart”.
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BIBLIOGRAFÍA: Hear transfer fluids: Maintaining the system. Chemical engineering December 2008
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