Un sello de diafragma es un dispositivo que consta de un diafragma soldado (o firmemente sujetado) entre dos bridas adecuadas y con juntas igualmente adecuadas para evitar fugas de líquido o gas. El diafragma es una membrana divisoria o una partición delgada que actúa como una barrera contra un líquido o gas que puede obstruir o corroer el elemento sensor de un instrumento de presión. Se puede utilizar con manómetros, transmisores de presión o presostatos.
APLICACIONES
- Fluidos de proceso que son corrosivos y atacarían el elemento sensor de presión.
- Fluidos de proceso cargados de sólidos o viscosos que bloquearían el elemento sensor de presión.
- Fluidos de proceso que se solidificarían debido a un cambio en la temperatura del proceso.
- Fluidos de proceso que deben estar contenidos en los sistemas de tuberías sanitarias.
- Fluidos de proceso que están a una temperatura demasiado alta para entrar en el instrumento de presión.
SELECCIÓN DE UN SELLO DE DIAFRAGMA
Los sellos de diafragma están disponibles en varios estilos: construcción de una pieza, construcción de dos piezas, con brida y de asiento son los más comunes. Excluyendo la unidad de construcción de una pieza, se pueden elegir materiales para la carcasa superior, el diafragma y la carcasa inferior. Se debe prestar especial atención al sello del diafragma con respecto a la presión de proceso máxima/mínima y al instrumento de presión en el que se instala el diafragma. Se pueden usar otras opciones que incluyen torres de enfriamiento y fluido de llenado para adaptarse a aplicaciones de alta temperatura.
El factor más importante con respecto al desempeño del sello de diafragma es la integridad del sistema lleno. Independientemente del tamaño apropiado del sello del diafragma y la selección adecuada del fluido de llenado, si el sistema lleno contiene gases atrapados o bolsas de aire, el desempeño tenderá a ser inexacto e impredecible.
La consideración para seleccionar un sello de diafragma está precedida por la comprensión de los requisitos del elemento sensor de presión del instrumento. Una preocupación principal es establecer el requisito de desplazamiento del elemento de detección. Podemos resumir lo siguiente:
Tubo de Bourdon: el sello de diafragma generalmente puede tener el tamaño apropiado para las dimensiones del tubo de Bourdon. Por lo general, cuanto mayor sea la presión, menor será el requisito de desplazamiento volumétrico para impulsar el sensor en todo su alcance. Inversamente, los tubos de Bourdon de baja presión pueden presentar limitaciones en los tamaños de diámetro más pequeños de los diafragmas que se pueden usar.
Tubo helicoidal: menor requisito de desplazamiento que el tubo Bourdon de rango de presión equivalente. Requisito de desplazamiento extremadamente bajo incluso en rangos de baja presión.
Tipo de cápsula: La naturaleza de este tipo de sensor es tal que solo funcionarán los sellos de diafragma de mayor desplazamiento.
Tipo de fuelle: Si hay un sello de diafragma que tiene la capacidad de desplazamiento adecuada para impulsar el fuelle en su rango completo, el gran volumen de presión de la cabeza del fluido de llenado generalmente desplaza el fuelle fuera de su rango operativo. Los sensores de fuelle rara vez son compatibles con los sellos de diafragma.
PRINCIPIOS DE OPERACIÓN
El instrumento de detección de presión está aislado del fluido del proceso por medio de un diafragma flexible. El vacío entre este diafragma y el elemento de presión del instrumento se llena con un fluido incompresible. Este fluido transmite la presión aplicada al diafragma flexible al elemento sensor del instrumento de presión.
DESPLAZAMIENTO VOLUMÉTRICO
El desplazamiento volumétrico es la cantidad de fluido que un diafragma flexible desplazará cuando se aplique presión. Para una función adecuada, el sello del diafragma debe tener una capacidad de desplazamiento mayor que la que requiere el elemento sensor del instrumento para su rango completo de actuación.
CURVA DE DESPLAZAMIENTO
La curva de desplazamiento del diafragma es un término relativo a la no linealidad de la relación entre la presión aplicada a un diafragma y la cantidad de fluido que desplaza. A temperatura ambiente, un instrumento se puede calibrar para funcionar de manera lineal a través de su requisito de desplazamiento completo. A medida que aumenta el volumen del fluido de llenado debido a un aumento de la temperatura, el rango operativo del diafragma cambiará a una porción menos lineal del movimiento del diafragma. El instrumento puede ser muy preciso a temperatura ambiente pero no lineal en condiciones de temperatura elevada.
TEMPERATURA Y LLENADO
Los fluidos de llenado utilizados por los fabricantes de sellos de diafragma se ofrecen debido a su bajo coeficiente de expansión con los cambios de temperatura. Se debe tener cuidado de no exceder el rango máximo de temperatura de funcionamiento del fluido de llenado. Si el fluido de llenado alcanza su temperatura de vaporización, es posible que este sistema lleno no indique con precisión y, por lo general, presentará daños irreparables en el diafragma de detección.
Nota: Al seleccionar un sello de diafragma, consulte siempre ASME B40.100 (2013)
