Medidor de flujo de engranajes ovalados con camisa de vapor para carga de betún y asfalto

Para terminales y plantas de mezcla donde el betún llega a 175 °C y se solidifica en cuanto pierde calor. La camisa rodea la cámara por todos lados, por lo que la cámara de medición se mantiene por encima del punto de vertido durante la carga, entre camiones cisterna y durante una noche de invierno.

Medidor de flujo de engranajes ovalados con camisa de vapor, cuerpo DN100 con camisa de vapor y carcasa Ex d.

Segunda vista: tapa de extremo con camisa, puertos de vapor, tapones de drenaje y ventilación.

¿Por qué un medidor sin calefacción falla en betún en cuestión de semanas?

El betún no es un fluido difícil, es un fluido que cambia de estado. El grado de penetración 60/70 tiene una viscosidad de alrededor de 300–600 cP a 175 °C y deja de fluir efectivamente por debajo de unos 110 °C. Cualquier medidor con puntos fríos — una tapa de extremo desnuda, una cara de brida sin camisa, un soporte — acumula producto sólido en ese punto frío. En el siguiente lote, la bomba genera presión contra una cámara obstruida, y el precio de esa presión es un pasador del rotor roto o una tapa agrietada.

El segundo modo de fallo es silencioso. Una cámara parcialmente bloqueada todavía deja pasar producto, por lo que el registro sigue contando, pero el volumen desplazado ya no coincide con la geometría. Las cifras de transferencia de custodia se desvían, los clientes disputan las cantidades cargadas y la corrección solo se encuentra después de una carrera de prueba.

También hay una dimensión de cumplimiento. Las terminales de betún suelen clasificarse como áreas peligrosas, por lo que el instrumento debe tener protección contra explosiones y el registro de lotes debe sobrevivir a una auditoría. Un medidor que debe desmontarse cada pocas semanas para su limpieza no cumple con ninguno de esos requisitos en la práctica.

Dos condiciones de trabajo, medidas lado a lado

Cómo la cámara con camisa mantiene el producto en movimiento

Dos rotores ovalados engranan dentro de una cámara y transportan un volumen fijo de entrada a salida en cada rotación, impulsados solo por la presión del producto. Eso es común a todos los medidores de engranajes ovalados: el mismo principio aparece en el medidor de flujo de doble rotor y el medidor de flujo de pistón rotativo, cada uno adecuado para un equilibrio diferente de viscosidad y volumen. Lo específico aquí es de dónde proviene el calor: la camisa de vapor envuelve el cuerpo y ambas tapas de extremo, y las caras de la brida están aisladas con espaciadores con camisa, por lo que el calor llega a la cámara de medición desde todas las direcciones en lugar de desde un lado.

El resultado es que las caras del rotor, la línea de engranaje y la pared de la cámara permanecen a unos pocos grados de distancia. La temperatura uniforme de la pared es lo que preserva la holgura del rotor: si una tapa funciona 30 °C más fría, la expansión diferencial pellizca el rotor en ese extremo, y el medidor se detiene o desgasta rápidamente sus caras de engranaje.

Debido a que la medición cuenta el volumen atrapado, la viscosidad solo establece la presión requerida. Aumentar la viscosidad de 500 cP a 3.500 cP aumenta la presión diferencial y ralentiza el rotor — no cambia el volumen transportado por revolución, por lo que el factor K establecido a 175 °C se mantiene para todo el rango de grados que carga.

Características estructurales para 250 °C, Ciclos Térmicos y Áreas Peligrosas

El deber térmico es una cuestión de materiales más que una cuestión de medición. Las opciones de diseño que importan:

• Camisa en el cuerpo y ambas tapas, clasificada para vapor saturado de 0,6 MPa. Ninguna superficie sin calentar está en contacto con el producto, por lo que no hay puntos fríos donde el betún pueda solidificarse.
• Clasificación del medio hasta 250 °C con tolerancia a ciclos térmicos. Empaquetadura de grafito o PTFE-grafito y juntas de tapa seleccionadas para calentamiento y enfriamiento repetidos en lugar de un único estado estacionario.
• Protección contra explosiones según Ex d IIB T4. Carcasa de terminales a prueba de explosión y una entrada de cable certificada adecuada para instalaciones de plataforma en Zona 1.
• Orificios de drenaje y ventilación en ambas tapas. La cámara se puede vaciar mientras aún está caliente, lo que marca la diferencia entre una parada rutinaria y un reemplazo del rotor.
• Registro mecánico más salidas electrónicas. Un contador local para el conductor en la plataforma, y pulsos, 4–20 mA y RS485 Modbus RTU para el controlador de lotes y el registro de custodia.

Seis ventajas en una terminal de betún

Dimensionamiento e instalación para brazos de carga y mezcla por lotes

Dimensionar según la tasa de carga más alta, porque la restricción en el betún es la caída de presión, no la resolución. Una cámara DN100 cubre aproximadamente 20–60 m³/h a 300–600 cP manteniendo la presión diferencial lo suficientemente baja para una bomba de carga centrífuga; para grados modificados a 2.000 cP y superiores, elija un tamaño mayor y opere más lento en lugar de aumentar la presión de la bomba.

Comience el trazado de vapor con precalentamiento de línea, no después de que se conecte el camión cisterna. Una unidad DN80 fría necesita de 45 a 60 minutos para alcanzar la temperatura con vapor saturado de 0,6 MPa; mantener la camisa caliente entre lotes es más suave para las juntas que los arranques en frío repetidos. Monte el medidor en una línea vertical con flujo descendente siempre que sea posible, o horizontalmente con el tapón de drenaje en el punto más bajo, e interbloquee la presión del vapor de la camisa o la temperatura de la camisa con el controlador de lotes para que la carga no pueda comenzar en un medidor frío. El inventario del tanque que coincide con el registro de carga normalmente se toma de medidores de nivel de radar en los tanques de almacenamiento.

Para la transferencia de custodia, acuerde el método de prueba antes de la instalación: un bucle de prueba o una verificación de tanque calibrado, repetida trimestralmente, con una corrección del factor K ingresada en el controlador si la desviación excede el 0,2%. Suministramos la fórmula de corrección y un dibujo dimensional marcado con las posiciones de drenaje, ventilación y conexión de la camisa para que la tubería se pueda construir correctamente la primera vez.

Diseño de plataforma de carga de camiones cisterna (dibujo esquemático): precaliente el medidor con la línea antes de conectar el camión cisterna.

Caso de aplicación 1: Plataforma de carga de terminal de betún, EAU

Caso de aplicación 2: Planta de asfalto modificado, Kazajstán

Especificaciones técnicas

Preguntas frecuentes

¿Cuánto tiempo tarda la camisa en calentar un medidor frío antes de la carga?

Permita de 45 a 60 minutos con vapor saturado de 0,6 MPa en una unidad DN80 que comience desde ambiente, y alrededor de 90 minutos para DN150 con bridas pesadas. La camisa rodea el cuerpo y ambas tapas de extremo, por lo que el calor llega a la cámara de medición desde todos los lados en lugar de una cara, que es lo que evita que la holgura del rotor se pellizque a medida que el metal se expande. En la práctica, las plantas comienzan el trazado de vapor con el precalentamiento de la línea, antes de que se conecte el primer camión cisterna, por lo que el medidor ya está a temperatura cuando llega el producto. Si carga continuamente, mantenga el vapor en la camisa entre lotes en lugar de ciclarlo — los arranques en frío repetidos estresan las juntas mucho más que la espera en caliente.

¿Puede manejar betún modificado con SBS a alta viscosidad?

Sí, hasta aproximadamente 4.000 cP a 160–180 °C, lo que cubre la mayoría de los grados modificados con polímero de uso comercial. El par de engranajes es impulsado por el propio producto, por lo que una mayor viscosidad aumenta la presión diferencial en lugar de cambiar el volumen medido, y la lectura se mantiene dentro del 0,5% siempre que la bomba pueda mantener la diferencial requerida. Se aplican dos requisitos para aglutinantes modificados: mantenga la presión del vapor de la camisa estable para que la viscosidad no fluctúe a mitad de lote y manténgase por encima del flujo mínimo para que los rotores no se detengan. Para betún fuertemente cargado o reforzado con fibra, recomendamos un tamaño mayor que funcione a menor velocidad, lo que reduce el cizallamiento y el desgaste de las caras del rotor.

¿Qué sucede si el suministro de vapor falla durante la carga?

El medidor sigue midiendo, pero el producto se enfría en la cámara en minutos y la viscosidad aumenta drásticamente por debajo de 120 °C, por lo que la presión diferencial aumenta y el flujo disminuye. Detenga la carga, drene la cámara a través del tapón inferior mientras aún esté caliente y restablezca el vapor antes de reanudar. Nunca deje betún frío en una cámara de medición: al reiniciar, la presión diferencial a través del producto solidificado puede romper un pasador del rotor o agrietar una tapa. Un simple interbloqueo en la temperatura de la camisa o la presión del vapor, conectado al controlador de lotes, evita la situación por completo y cuesta mucho menos que la reparación. Nuestros planos marcan las posiciones de los orificios de drenaje y ventilación que necesita para hacer que esa rutina sea práctica.

¿Cómo se verifica el medidor en campo sin quitarlo?

Utilice un bucle de prueba o una verificación de tanque calibrado y totalizador. Pase una masa o volumen conocido de producto a través del medidor a la tasa de carga normal, compare la lectura del registro con la referencia y registre la desviación. Debido a que el medidor produce una salida de pulso, la verificación toma minutos y se puede hacer entre camiones cisterna, que es como la mayoría de las terminales manejan su procedimiento trimestral de transferencia de custodia. Si la desviación excede el 0,2%, se puede ingresar una corrección del factor K en el controlador de lotes; suministramos la fórmula de corrección con el certificado. Solo si se sospecha desgaste mecánico — normalmente después de un servicio abrasivo — la unidad necesita ser retirada de la línea para recalibración en banco.

Productos relacionados y lectura adicional

Las terminales de betún suelen necesitar que la medición y el inventario estén en la misma página, por lo que estos son los enlaces más solicitados:

• Medidores de flujo de desplazamiento positivo — la gama completa, incluidas las versiones sin camisa para servicio de aceite a temperaturas más bajas.
• Medidor de flujo de doble rotor — rotores sin contacto con baja pérdida de presión para grandes volúmenes de tubería.
• Medidor de flujo de desplazamiento positivo de pistón rotativo — alta relación de rango para tareas químicas y de refinería.
• Medidores de nivel de radar — inventario de tanques para que coincida con las cifras de carga que produce el medidor de flujo.
• Medidores de flotador — pequeños flujos de purga y sellado alrededor de la bomba de carga.

Díganos el grado, la tasa de carga y la presión de vapor disponible en el sitio, y nosotros especificaremos la camisa y el tamaño en una respuesta.