Vida Útil de los Reguladores de Gas Comprimido
Los reguladores de gas comprimido, cuando no funcionan de forma óptima, pueden provocar muchas situaciones peligrosas, como la fuga de gases tóxicos, pirofóricos o asfixiantes a la atmósfera, o incluso el riesgo de explosiones o incendios. Por ello, los reguladores son dispositivos que sólo deben ser utilizados por personas experimentadas y conscientes de los peligros inherentes.
Los reguladores están continuamente expuestos a grandes esfuerzos debido a las presiones de las botellas. Además, los materiales de construcción son atacados internamente por gases leves y severamente corrosivos. Los entornos corrosivos externos pueden provocar la oxidación de los manómetros y los muelles, la decoloración de los accesorios y pueden empañar gravemente el aspecto de un producto que, por lo demás, está brillantemente fabricado. ¿Cuánto tiempo debe funcionar correctamente un regulador en condiciones severas? ¿Con qué frecuencia deben probarse y/o renovarse los reguladores? ¿Qué pruebas deben incluirse en los cuadros de mantenimiento preventivo? Estas son las preguntas que los consumidores plantean constantemente a los fabricantes sobre la esperanza de vida de los reguladores de gas comprimido. Por desgracia, las respuestas son variadas y algo complicadas.
Consideremos el cliente "A". Este cliente utiliza una bombona de argón cada seis meses, presurizando el regulador una vez a la semana dentro de una sala blanca donde se controlan la temperatura, la humedad y otros factores ambientales. Este regulador puede durar 25 años o más sin necesidad de renovar o sustituir ningún componente importante. De hecho, Harris recibe con frecuencia noticias de clientes que han utilizado el mismo regulador Harris desde los años 40 sin problemas, aunque se trata de casos extremos. Contrasta esto con el cliente "B", que utiliza un regulador de oxígeno varias horas al día en una plataforma petrolífera de la costa del Golfo de Mississippi. Debido al aire salado y al duro entorno de una plataforma petrolífera, este regulador puede necesitar una revisión importante o ser sustituido en tan sólo tres meses. Como las aplicaciones de los reguladores de gas comprimido son tan variadas, la esperanza de vida es variada y proporcional al servicio de gas y al entorno en el que se utiliza el dispositivo.
Factores que Afectan a la Vida del Regulador
Servicio de Gas. Conozca las propiedades del gas que va a regular y póngase en contacto con un fabricante o distribuidor de gas para que le ayude a seleccionar correctamente los reguladores para gases específicos. Los reguladores de argón, helio y nitrógeno (CGA 580) tendrán, bajo un conjunto determinado de condiciones, una vida útil más larga que los reguladores utilizados para el cloruro de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno (CGA 330) simplemente porque el servicio del gas es más severo (corrosivo).
Algunos gases no corrosivos pueden ser reactivos en determinados entornos. Por ejemplo, el dióxido de carbono puede reaccionar con la humedad o la condensación dentro de un regulador para formar ácido carbónico. Este es un ácido relativamente débil, pero puede atacar ciertos componentes elastoméricos con el tiempo y reducir la vida útil de un regulador de CO2. Para asegurarse de que el servicio de gas no afectará negativamente a la vida útil esperada de un regulador, póngase en contacto con el fabricante para discutir la aplicación, así como los materiales metálicos y no metálicos de construcción del regulador.
Entorno de Servicio. Muchas aplicaciones requieren que los reguladores funcionen en el exterior, expuestos a la lluvia, la nieve, el hielo y la alta humedad/salinidad. Estas son condiciones que pueden reducir la vida útil de los componentes del regulador. Un porcentaje importante de los manómetros tienen carcasas de acero, que se oxidan si se exponen a la lluvia, la nieve o el hielo. La mayoría de los muelles de ajuste de la presión también son de acero que, aunque estén dentro del regulador, se corroerán con el tiempo en un entorno húmedo. El acero y las aleaciones con base de cobre (latón) suelen estar en contacto entre sí dentro y fuera del regulador. Aunque uno o ambos componentes estén pintados o chapados, no se puede ignorar la corrosión electroquímica (galvánica). La corrosión de las piezas y/o el fallo de los componentes puede acelerarse en entornos difíciles. Los fabricantes, así como los usuarios que utilizan los reguladores en una aplicación de servicio crítico, deben tener en cuenta estas cuestiones a la hora de recomendar o comprar reguladores de presión.
Elastómeros. Muchos reguladores industriales tienen componentes elastoméricos, como membranas de neopreno reforzadas, juntas o asientos de vitón, juntas tóricas de nitrilo, etc. Los elastómeros pueden ser muy sensibles a los cambios extremos de temperatura y a los elementos. Con el paso del tiempo (normalmente años), estos materiales tienden a volverse frágiles y/o agrietarse. Esta degradación puede provocar algún tipo de fuga en el regulador.
Típicos Modos de Fallo
El fallo de los componentes internos suele provocar una fuga del gas regulado a la atmósfera. No hay indicaciones externas de que el fallo de un componente principal esté a punto de producirse. En los reguladores, suele haber dos áreas de preocupación. La primera es la fuga de gas a la atmósfera desde los puertos externos o desde el diafragma. Las fugas por los puertos son raras, a menos que se hayan cambiado los racores de fábrica o los manómetros, o que el par de apriete sea inferior al recomendado. Las fugas también pueden producirse si las roscas de los puertos se han dañado debido al cambio de conexiones.
Los diafragmas son componentes flexibles y dinámicos que se mueven axialmente cuando los flujos de gas y las presiones fluctúan a través del regulador. Cuando un diafragma se presuriza y luego se relaja, eso constituye una (1) secuencia o ciclo. Según el folleto E-4 de la Asociación de Gas Comprimido, los diafragmas deben tener una vida mínima de 25.000 ciclos si están hechos de un elastómero y de 10.000 ciclos si están hechos de un material metálico (normalmente acero inoxidable). Pueden producirse fugas en el diafragma si éste ha superado su vida útil. Este problema suele ser mayor en los diafragmas metálicos que en los elastoméricos. Una flexión excesiva del diafragma metálico puede provocar una grieta radial, que permite la salida de gases a la atmósfera a través del orificio de ventilación del capó.
El segundo tipo de fallo del regulador, y quizás el más común, es la fuga interna, a veces llamada fluencia o arrastre. Esto puede ocurrir cuando el asiento se daña o se desplaza debido a una partícula extraña, como una viruta de metal u otro material. Cuando el asiento no puede cerrar completamente, la presión de entrega no se mantendrá y la presión del regulador no podrá alcanzar un estado de equilibrio. La presión descendente o de entrega seguirá subiendo hasta que se active el mecanismo de seguridad del regulador (normalmente una válvula de alivio o un orificio de rotura de la membrana). La comprobación de este tipo de fallo es relativamente fácil si el dispositivo tiene un manómetro que lee la presión regulada. La presión del manómetro empezará a subir por encima del punto de ajuste y continuará subiendo. Esto crea una condición potencialmente peligrosa en la que cualquier equipo aguas abajo estaría sometido a presiones más allá del límite nominal. Los reguladores deben ser revisados visualmente para detectar este tipo de fallos con frecuencia.
La Larga Vida de los Reguladores Comienza con un Buen Mantenimiento
Para evitar tiempos de inactividad inesperados y mejorar la seguridad en el área de trabajo, nada puede ser más importante que un programa de mantenimiento rutinario del regulador. Esto asegurará que el rendimiento del dispositivo se compruebe a intervalos regulares en los que los problemas se puedan solucionar fácilmente.
Todos los reguladores de gas comprimido deben, como mínimo, ser revisados regularmente para detectar fugas externas y fugas internas (fluencia o arrastre). Además de esto, el dispositivo debe ser retirado del servicio al menos cada cinco años (más frecuente en algunos casos) y devuelto al fabricante, o a un agente competente del mismo, para ser inspeccionado y/o renovado según sea necesario. Los reguladores también deben ser etiquetados para identificar la última fecha de inspección. Los usuarios deben consultar al fabricante para conocer los procedimientos específicos de comprobación de fugas externas e internas, así como la frecuencia recomendada de las pruebas.
En resumen, los reguladores de gas comprimido no tienen una vida útil infinita. Debido a que algunos reguladores están en servicio severo y otros no, es difícil decir cómo y/o cuándo un dispositivo llegará al final de su vida útil. Algunas empresas publican directrices en su literatura, que intentan definir lo que se puede esperar en términos de vida útil. Los usuarios deben seguir al pie de la letra estas directrices para proteger sus equipos y a ellos mismos contra los peligros que pueden producir los fallos de los reguladores.
David Gailey es el director de Productos Especiales de The Harris Products Group, A Lincoln Electric Co. Lleva 27 años en Harris y fue presidente del Comité de Aparatos de Gas Industriales de la CGA.