Análisis preliminar del manejo de fallas en los medidores de caudal de masa

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Vi un documento que creo que puede ser útil para el estudio de los caudalímetros de calidad, así que lo comparto aquí. Declaración: No es original, ya que no hay tiempo para escribir algo tan expositivo sobre este sistema. 1 Introducción: El medidor de caudal por masa es un instrumento de medición de caudal que ofrece una alta precisión, un alto nivel tecnológico, así como un funcionamiento estable y fiable. Permite medir directamente el caudal en términos de masa del fluido. Con el desarrollo socioeconómico y tecnológico, los medidores de caudal de calidad se utilizan cada vez más en la medición in situ y en los acuerdos comerciales. Actualmente, en los yacimientos de Tuhua, se han introducido y utilizado una gran cantidad de medidores de caudal de alta precisión para diversas aplicaciones, como la medición en pozos individuales, la medición en puntos de transferencia de fluidos y la medición del gas licuado. El uso de estos medidores ha contribuido en gran medida a mejorar el nivel de medición en los yacimientos petrolíferos. Sin embargo, esto también ha dado lugar a numerosos problemas. El punto más importante es la falta de métodos y medidas razonables y eficaces para abordar las fallas. Cómo manejar las fallas en los medidores de caudal: en particular, los técnicos de mantenimiento general no saben cómo abordar algunos problemas simples (fallas menores) ni cómo solucionarlos. Por eso, es necesario analizar detenidamente los problemas, extraer lecciones de la experiencia y resolver las fallas. Para que los medidores de caudal de calidad puedan funcionar mejor en la producción real, también debemos realizar pruebas y mantenimiento adecuados de estos instrumentos, a fin de garantizar su precisión en la medición. 2. Manejo de las fallas más comunes en los medidores de caudal por masa. Hemos resumido y analizado los problemas que surgen durante la calibración y uso de estos dispositivos. Se ha observado que las fallas pueden ser de diversa gravedad, pero ninguna debe pasarse por alto, ya que de lo contrario se podrían producir errores significativos en las mediciones. A continuación, presentamos el proceso de análisis y solución de las fallas que han surgido en repetidas ocasiones, para su referencia. A continuación, se ilustrará con ejemplos concretos: Ejemplo 1: En una planta de transporte de petróleo, se utilizó un medidor de caudal por fuerza de Coriolis como dispositivo para el control cuantitativo del flujo. Durante el proceso de carga de los camiones cisterna, se observó que el caudal variaba constantemente. Sin embargo, las pruebas realizadas al medidor indicaron que este funcionaba correctamente. Tras un análisis detallado en el lugar, se descubrió que el cierre rápido de la válvula electromagnética situada aguas abajo del medidor causaba una gran presión en el fluido, lo cual afectaba negativamente al funcionamiento del sensor. Al intercambiar las posiciones del medidor y de la válvula electromagnética (es decir, colocar la válvula delante y el medidor detrás), se evitó que el cierre de la válvula afectara al medidor, permitiendo así que este funcionara de manera normal. Ejemplo 2: En una planta de extracción de petróleo, un medidor de caudal por fuerza de Coriolis presentaba con frecuencia el problema de mediciones erróneas. Es decir, cuando no había flujo en las tuberías, el valor acumulado del medidor cambiaba. Tras un examen detallado en el lugar, se descubrió que los soportes de instalación en ambos extremos del sensor no cumplían con los requisitos: primero, los soportes no estaban a la misma distancia entre sí; segundo, la parte inferior de los soportes quedaba suspendida del suelo, sin una conexión firme. Después de tomar medidas para que el montaje de los soportes en ambos extremos del sensor cumpliera con los requisitos, el medidor de caudal volvió a funcionar normalmente. Ejemplo 3: Una fábrica utiliza un medidor de caudal de masa de tipo fuerza de Coriolis para medir el gas licuado de petróleo. Su densidad normal está entre (0,152 y 0,156) g/cm³. Sin embargo, durante el proceso de medición, a menudo se observa que el valor indicado para la densidad es inferior a 0,15 g/cm³. En este caso, incluso cuando no hay fluido fluyendo por la tubería, el medidor de caudal puede mostrar valores de caudal ficticios en direcciones positivas y negativas, lo que hace que el valor acumulado aumente o disminuya. La causa principal de este fenómeno es que el caudalímetro no está suficientemente presurizado, lo que provoca la licuefacción del gas licuado. Además, la proporción entre las fases gaseosa y líquida del medio supera los límites establecidos, lo que impide que el caudalímetro funcione correctamente. Por lo general, existen dos soluciones: la primera es aumentar la presión en las tuberías de proceso y la presión sobre el medidor de flujo, a fin de evitar que el medio utilizado en el proceso se vaporice. La segunda solución consiste en utilizar una función de corte para flujos bajos y baja densidad; es decir, hacer que el medidor de flujo no registre valores cuando el flujo es inferior al valor especificado. También se puede utilizar un medidor de flujo de masa basado en la fuerza de Coriolis, el cual permite seleccionar el método de medición según el rango de densidad del medio a medir, de modo que el medidor no realice mediciones cuando la densidad del medio está por debajo de un cierto umbral. Ejemplo 4: En una fábrica, un medidor de caudal de masa de tipo fuerza de Coriolis presentó, durante su funcionamiento, una gran discrepancia entre los valores medidos y las mediciones realizadas en los tanques de almacenamiento de aceite. Tras realizar las pruebas, se descubrió que la ubicación del sensor estaba demasiado cerca de la sala de bombas. Cuando ambas bombas funcionaban al mismo tiempo, se generaban vibraciones excesivas, lo que afectaba el funcionamiento estable del sensor. Al mover el sensor a un lugar más alejado de la fuente de vibraciones, la situación volvió a la normalidad. Ejemplo 5: En una fábrica, un medidor de caudal por fuerza de Coriolis se utiliza para medir el petróleo refinado. Cuando el caudal supera los 20 t/h, el medidor muestra un valor de densidad de (1–3) g/cm³, además de indicaciones de error como “Densidad fuera de rango” o “Fallo en el sensor”. Una vez que el caudal disminuye, todo vuelve a la normalidad. Tras un examen detallado en el lugar, se determinó que no había problemas ni en la instalación del sensor ni en las condiciones ambientales en las que se utilizaba. Después de desmontar el medidor de caudal, durante el proceso de limpieza previo a su calibración, se descubrió que en la entrada del distribuidor en forma de “Y” del sensor había dos piedras pequeñas atascadas. Una vez retiradas estas piedras, el medidor de caudal pasó la calibración y funcionó correctamente en el sitio de uso. 3 Medición y mantenimiento de los caudalímetros de masa 3.1 Verificación del punto cero (calibración del punto cero) La desviación del punto cero es un problema que se presenta con frecuencia en los caudalímetros de masa de tipo fuerza de Coriolis durante su funcionamiento real. Existen muchos factores que pueden causar esta desviación, como las tensiones generadas por la instalación del sensor, la asimetría en la estructura del tubo de medición, o cambios en las propiedades físicas del fluido que se mide. Especialmente en la medición de caudales bajos, la deriva del punto cero afecta de manera significativa la precisión de la medición. Por lo tanto, es muy necesario realizar inspecciones y ajustes periódicos en el punto cero. La verificación de cero debe realizarse al menos una vez cada tres meses. Si la producción lo permite, el intervalo entre las verificaciones de cero para los medidores de caudal por fuerza de Coriolis instalados en puntos de monitoreo importantes debe acortarse adecuadamente. Que la calibración a cero se haya realizado correctamente es un factor clave que determina directamente si el medidor de flujo funciona dentro del rango de precisión deseado. 3.2 Verificación de los parámetros de funcionamiento: Durante el uso del medidor de flujo, es necesario verificar con frecuencia si los parámetros de funcionamiento establecidos han cambiado. También hay que asegurarse de que los valores de flujo, densidad y temperatura que se muestran sean normales. Si hay grandes diferencias entre estos valores y los reales, se puede realizar un nuevo ajuste de cero según los métodos descritos en el manual de instrucciones. Si, después de realizar las tareas mencionadas, aún se percibe que algo no está bien, entonces es necesario verificar si los parámetros de funcionamiento configurados en el interior del transmisor son los correctos. 3.3 Observación periódica de las indicaciones de fallo del medidor de flujo. Dependiendo del modelo, las especificaciones y el fabricante del medidor de flujo, la forma y el contenido de las indicaciones de fallo también varían. Para los diferentes indicadores de alarmas por fallos, se puede consultar el manual de instrucciones del producto para determinar la causa del fallo y proceder a su solución. 3.4 Inspecciones y mantenimiento periódicos completos: En el caso de los medidores de flujo en uso, es necesario realizar inspecciones completas de forma periódica. Se debe examinar detalladamente el aspecto exterior de los sensores, la firmeza de su instalación, las vibraciones en las tuberías de proceso, así como las indicaciones del transmisor y de los instrumentos de visualización. Cualquier problema detectado debe ser resuelto de inmediato. 3.5 Creación de un registro del medidor de flujo Para garantizar un funcionamiento fiable a largo plazo del medidor de flujo, el usuario debe crear un registro de este dispositivo, anotando en detalle cada inspección, mantenimiento y verificación que se realice. De esta manera, será más fácil llevar a cabo un mejor mantenimiento y uso en el futuro. 3.6 Medidores de caudal de mantenimiento para la medición de fluidos propensos a la formación de incrustaciones. Al medir fluidos que tienden a formar incrustaciones (como cal o cera), es necesario verificar con frecuencia el funcionamiento del medidor. Cuando se detecte que el medidor no funciona correctamente o presenta grandes desviaciones, lo primero que se debe considerar es la posibilidad de que haya incrustaciones dentro del sensor. En ese caso, es preciso retirar el sensor y tratarlo mediante métodos adecuados como la limpieza o el purgado. 3.7 Calibración periódica: Según el contexto de uso del medidor de flujo, se realiza una calibración periódica de acuerdo con los requisitos del sistema de normas aplicables. 4 Conclusión En resumen, una instalación correcta, una configuración adecuada de las tuberías de proceso y buenas condiciones ambientales son elementos muy importantes para el funcionamiento adecuado del medidor de caudal de masa. Tampoco se debe descuidar la inspección y el mantenimiento diario de los medidores de caudal de masa. Solo de esta manera se pueden aprovechar al máximo sus ventajas, como su alta precisión y gran estabilidad, para su uso fiable en la producción real.