INGENIERIA APLICADA A TERMOVAINAS
Cuando el cálculo de Wake Frequency de una termovaina arroja un resultado dentro de la zona peligrosa, no significa necesariamente que debamos descartar por completo el diseño. Sin embargo, sí indica que existe un riesgo de resonancia y vibraciones inducidas por el flujo que podría provocar fatiga mecánica y, en el peor de los casos, la rotura de la termovaina.
Ante este resultado, el ingeniero debe revisar cuidadosamente las variables que influyen en el comportamiento dinámico del conjunto: longitud de inserción, diámetro del vástago, geometría de la termovaina, velocidad del fluido, condiciones de proceso, tipo de conexión e incluso la ubicación del punto de medición.
En este artículo analizaremos qué alternativas prácticas pueden aplicarse cuando una termovaina no supera satisfactoriamente la evaluación de Wake Frequency, cómo cada modificación afecta el diseño y qué aspectos deben verificarse antes de seleccionar la solución definitiva. El objetivo no es simplemente “hacer que el cálculo pase”, sino conseguir una instalación mecánicamente segura, funcional para la medición de temperatura y compatible con las condiciones reales del proceso. Veamos las opciones y alternativas que podemos llevar a cabo:
Modificar la longitud de insersion de la termovaina
Es facil de implementar solo considera que tiene limitaciones en cuanto a cuanta longitud puedes reducir.
Muchas compañias tienen reglas claras respecto a esta longitud (U) y la fijan en 1/3 del diametro de la tuberia como minimo.
O segun API que la regla clara es que el termopozo debe estar sumergido en el liquido al menos 2mm (API RP Pagina 31)
Incrementa el grosor de la punta de la termovaina
Esto puede hacerse sin sacrificar la longitud de insersion (U) de la termovaina. Pendiente que con esta modificacion porque a mayor sea el grosor de la punta de la termovaina mayor sera el tiempo de respuesta, los cambios de temperatura seran mas lentos. Especialmente para aplicaciones de seguridad (ESD) esto se vuelve critico.
Incrementa Diametro Raiz de la termovaina
Esto lo puedes hace sacrificando la longitud (U) de la termovaina o el tiempo de respuesta pero toma en cuenta que hay un limite respecto a cuanto diametro de la raiz se puede incrementar.
La termovaina tambien debe poder entrar bien en la toma de proceso asi que asegurate que el diametro externo de la raiz de la termovaina sea menor que diametro interno de la boquilla de montaje en la toma de proceso.
Usar un Soporte tipo anillo
Este soporte es basicamente un medio para lograr soporte adicional a la termovaina sin cambiar sus dimensiones.
Lo malo de esto hablando normativamente es que no esta amparado por la ASME PTC 19.3 por lo que esta solucion no se cree sea aceptada por muchos clientes.
Cambiar Material de la termovaina
Con esta opcion no tienes que cambiar las dimensiones de la termovaina. Solo considera que cambiar el material para obtener resultados favorables en el calculo del Wake frecuency no es una solucion sabia economicamente hablando.
Usar termovainas helicoidales
Esta opcion es facil de implementar pero son muy costosas si las comparamos con los diseños de termovainas convencionales; sin embargo, es importante entender que estas termovainas tambien requieren evaluacion de los efectos de las fuerzas estaticas.
Instalar las termovainas en codos
Con esta alternativa no se requiere cambiar las dimensiones de las termovainas.
Aunque es verdad que instalar las termovainas en codos reduce grandemente el efcto de los vortices Von Karman, la norma ASME PTC 19.3 recomienda que esta alternativa se trate como un caso regular de instalacion perpendicular, es decir; como los casos de instalacion normales.
NORMATIVAS DE INGENIERIA
ASME PTC 19.3 (Instalacion de termovainas sobre codos de caños)
Veamos lo que dice la norma ASME PTC 19.3 acerca de la instalacion de termovainas sobre codos.
La idea central de instalar termovainas sobre codos es reducir el efecto de vortices de Von Karman de manera que la punta de la termovaina debe encarar el flujo del fluido. Esto ayuda a minimizar el area que produce los vortices de Von Karman y de esa manera salvar la termovaina de su destruccion por efectos de dichos vortices.
CONSEJO PROFESIONAL
Tienes que procurar siempre tener claridad al momento de desarrollar Ingenierias de Instrumentacion y control. Cuando tengas algun requerimiento de Ingenieria como el calculo del Wake Frecuency de termovainas.
Pide informacion que te ayude a tener una vision clara de lo que vas a hacer, solicita datos suficientes para lograr calculos precisos de no hacerlo asi lo que obtendras sera re-trabajos y dolores de cabeza..
Ejemplo: En una oportunidad un compañero desarrollaba hojas e dato para termovainas para una planta de Gas, trabajaba tomando como referencia un plano revision vieja y cargo las hojas de datos con longitudes U basadas en esos planos no actualizados, al llegar las termovainas exploto la bomba.
Busca tener claridad ampliada de todos los datos, trabaja con documentacion actualizada, verifica los calculos, no confies ciegamente en un solo documento, verifica documentos referencia, normas, manuales etc sino lo que viene es «Re-trabajo».