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Control de riesgo con sellos separadores

Sistemas de separadores para aplicaciones de seguridad

15 de julio de 2011

Los separadores permiten la adaptación de la instrumentación de la presión, (diferencial y absoluta) a las condiciones adversas. Están disponibles en una gran variedad de formas constructivas con materiales de alta resistencia. Debido a su construcción con componentes mecánicos no se los pueden clasificar según SIL. Sin embargo, existen otros valores de seguridad para separadores de Wika.
Jennifer Breunig, Product Manager sistemas de separadores, y Heiko Kern, director de construcción de sistemas de separadores de Wika

La alta calidad de los componentes es condición para la prevención de riesgos, sobre todo en procesos críticos de la industria química. Las características necesarias de los componentes aplicados están definidas en las normativas IEC 61508 (seguridad funcional en general), así como IEC 61511 (seguridad funcional en la industria de procesos). En esta directiva se define entre otras el concepto del SIL (Safety Integrity Level). El usuario dispone de las tasas de errores de cada componente, facilitados por parte de los fabricantes. Una herramienta fundamental en este contexto es la FMEDA (Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis). En este análisis se evalúa de manera conjunta los valores estadísticos de varios componentes y sus interrelaciones funcionales para conseguir informaciones cuantificadas sobre la probabilidad de error y la fiabilidad de los componentes. Para realizar un análisis detallado se debe considerar detalladamente los principios de funcionamiento de un sistema de instrumentación con separador.

Principio de funcionamiento de un separador

Para realizar una adaptación adecuada de la instrumentación a las condiciones de servicio se aplica una membrana de un material especial así como un líquido de transmisión específica en el interior del instrumento. La membrana flexible realiza la separación entre el medio y el instrumento. La presión ejercida sobre la membrana flexible se traspasa mediante el líquido de transmisión al elemento sensible del manómetro, transmisor de presión o presostato para la lectura de los valores. El montaje del separador puede efectuarse de manera directa al medio o mediante capilar flexible. Para resistir altas temperaturas se aplica una torre de refrigeración.

Materiales

El material estándar es acero CrNi 316L (1.4404/1.4435) resistente a corrosión. Para ampliar la resistencia contra medios agresivos se puede recubrir todas las partes en contacto con el medio con materiales especiales por ejemplo PTFE, ECTFE etc. Otra opción es el recubrimiento cerámico Wikaramic para proteger el instrumento contra la abrasión. En aplicaciones altamente críticas se recurre a materiales exóticos por ejemplo Tántalo o Hastelloy C que puede resistir temperaturas continuadas de hasta +400 °C en función del líquido de transmisión o del material especial. El usuario puede escoger entre más de 20 materiales especiales, siendo los más habituales en la industria química y petroquímica el Hastelloy C4, Hastelloy C276 y el Monel 400.

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Separador Wika.

Valores de seguridad

La IEC 61508 abarca todas las aplicaciones de sistemas electrónicos que pueden acarrear, en caso de averías, graves consecuencias para las personas, el medio ambiente y las instalaciones. Las exigencias en relación con la seguridad se determinan en función con la probabilidad de la avería y sus posibles consecuencias. Por más alta los daños potenciales y su probabilidad de suceder más elevada es la clasificación en la nomenclatura SIL 1 hasta SIL4. Para asignar el riesgo potencial a una clasificación adecuada el usuario aplica un gráfico de riesgo.

Según IEC 61508 debe observar el círculo completo de seguridad incluyendo todos los componentes en función (sensores, procesamiento de lógica, actores). Este cálculo y una evaluación coherente del riesgo requieren buenos conocimientos de los componentes relevantes, en este caso del separador. La construcción estándar, por ejemplo, compuesto de un cuerpo y membrana, dispone solamente de una conexión entre membrana y cuerpo y otra entre separador e instrumento. Por esto se puede suponer una probabilidad de avería relativamente reducida.

En caso de construcciones más complejas, por ejemplo, separadores con membranas protuberantes, la probabilidad de avería aumenta con cada componente y cada conexión. En la tabla anexa puede consultarse una categorización muy simplificada de un sistema para realizar una evaluación de un sistema de aplicación crítica. También existen valores indicativos más detallados para consultar en caso de necesidad.

Conclusión

Con los valores indicativos de seguridad el usuario debe realizar un cálculo del sistema íntegro considerando la totalidad de los componentes operativos con el fin de asegurar la máxima reducción del riesgo.

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