NORMAS ARGENTINAS MINIMAS DE SEGURIDAD

PARA EL TRANSPORTE Y DISTRIBUCION DE GAS
NATURAL Y OTROS GASES POR CAÑERIAS
N.A.G.-100

INSTRUMENTACIÓN DEL GASODUCTO (I)

EL TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL

            Ing. Pablo Herrera

1.0 Introducción a la compensación

  Es posible ajustar la curva característica del transmisor en dos puntos de compensación, y de esa manera dejarlo en condiciones de correcto funcionamiento. Los resultados son valores medidos correctos en los puntos de compensación. Los puntos de compensación se pueden seleccionar libremente dentro del margen nominal.

  Los aparatos a los que no se les haya aplicado una reducción de fábrica se compensan con 0 bar y con el límite superior del margen nominal, mientras que los aparatos a los que sí se les haya aplicado la reducción de fábrica se compensan con los límites inferior y superior del rango de medida ajustado de la presión.

Corrección del sensor

 Se aplica primero la presión para realizar la compensación inferior del transmisor. Con el comunicador HART se guarda en el transmisor ese valor de presión. Esto representa un desplazamiento Offset de la curva característica.

Para el punto de compensación superior se genera una presión que se aplica al transmisor. A través del comunicador HART se escribe el valor de presión en el transmisor.

 Los dos nuevos puntos escritos corrigen la pendiente de la curva característica. El punto de compensación inferior del sensor no se ve afectado al corregir el punto superior. El punto de compensación superior debe ser mayor que el punto de compensación inferior.

Restaurar el sensor de corriente

La corriente generada por el transmisor puede compensarse con independencia del circuito de medición de la presión. Esta función es apropiada para la compensación de inexactitudes en la cadena de procesamiento conectada al transmisor.

La corriente se debe medir como una caída de tensión de 1 a 5 V en una resistencia de

250 Ω +/- 5%. Para compensar la tolerancia de la resistencia, ajuste el sensor de corriente de forma que la caída de tensión con 4 mA equivalga exactamente a 1 V y  20 mA debe corresponder a 5 V.

● Compensación con 4 mA:

Con el comando del menú de la compensación del sensor de corriente permite ordenar al transmisor que genere 4 mA. El valor medido se lee e introduce en el amperímetro. El transmisor emplea dicho valor para la corrección Offset de la corriente.

● Compensación con 20 mA:

El comando del menú de la compensación del sensor de corriente permite ordenar al transmisor que genere 20 mA. El valor medido se lee e introduce en el amperímetro. El transmisor emplea dicho valor para la corrección de la pendiente de la corriente. El valor para 4 mA no se modifica con ello.

2. OBJETIVO

  Mostrar un método para la verificación de los transmisores de presión diferencial, considerando los instrumentos a utilizar y los patrones de medida certificados por el representante del fabricante.

3. EQUIPOS E INSTRUMENTAL DE USO

 Para verificar y ajustar los transmisores, se utilizarán los siguientes instrumentos  

-       Modulo de presión diferencial Fluke 700P04 para 1 Bar

-       Calibrador de procesos Fluke 754

-       Comunicador Hart para transmisores Rosemount y Siemens sitrans P

      -     Calibrador FLUKE 726.

      -     Bomba manual neumática Ralston, presiones de salida desde 0 a 10 BAR.

      -     Comunicador Hart Honeywell MC702

      -     Mangueras tubing y de plástico de ¼”

      -     Conectores hembra ¼” NPT A ¼” tubing.

      -     TEE de ¼”

      -     Llaves (inglesa, corona, boca de 3/16”)

      -     Teflón

      -     Perillero y destornillador

4. DEFINICIONES Y PARÁMETROS DE MEDICIÓN

LRL: Límite inferior del campo de medida del sensor. Es el valor más bajo de la variable medida al cuál se puede calibrar el transmisor.

URL: Límite superior del campo de medida del sensor. Es el valor más alto de la variable medida al cuál se puede calibrar el transmisor.

LRV: Valor inferior del campo de escala. Es el valor inferior de calibración del transmisor.

URV: Valor superior del campo de escala. Es el valor superior de calibración del transmisor.

SPAN: Se define como la diferencia algebraica en los valores superior e inferior del campo de escala. La amplitud mínima, “Alcance mínimo”, es el valor más bajo que el instrumento puede medir sin degradar las prestaciones especificadas.

AJUSTE: Operación destinada a llevar a un instrumento de medida a un estado de funcionamiento adecuado para su utilización

ERROR: Resultado de una medición menos un valor verdadero del mesurando.

CALIBRACIÓN: Conjunto de operaciones que establecen bajo condiciones determinadas, la relación entre las lecturas de un equipo de medida y los valores de esa magnitud realizados por patrones.

INCERTIDUMBRE: Conjunto de operaciones que establecen bajo condiciones determinadas, la relación entre las lecturas de un equipo de medida y los valores de esa magnitud realizados por patrones.

PROCESO DE MEDIDA: Conjunto de operaciones que tienen por objeto determinar el valor de una magnitud.

SISTEMA DE MEDIDA: Conjunto de procesos de medida que se pueden validar bajo un mismo modelo experimental.

VALOR VERDADERO: Valor que se obtendría bajo una medición ideal.

5. CIRCUITOS DE MEDICIÓN

Fig. 1 Conexión del calibrador de procesos con el módulo medidor de presión y la bomba

Fig. 2 Conexión en circuito de presión del comunicador Hart

Fig. 3 Circuito transmisor sitrans p Siemens

① Aislador de alimentación con carga

incorporada

② Energía auxiliar

③ Introducción del cableado para energía

auxiliar/terminal analógico

④ Bornes de conexión

⑤ Conector de prueba para amperímetro

de corriente continua u opción de

conexión para indicador externo

⑥ Seguro de cubierta

⑦ Conexión del conductor de protección/

borne de equipotencialidad

⑧ Conexión al proceso

⑨ Borne de puesta a tierra

Fig. 4 Conexiones del comunicador Hart con la bornera del transmisor

Fig. 5 Conexión del comunicador con el transmisor

Fig. 6 Conexión del comunicador con el transmisor

6. TAREAS DE MANTENIMIENTO

  6.1 Se debe abrir orden de trabajo en el sistema identificando la tarea de mantenimiento preventivo (calibraciones)

Para los valores de precisión (+/-)  referirse a las especificaciones técnicas de los instrumentos y equipos de medición para aceptar que la aceptibilidad de los valores obtenidos se encuentren dentro de los límites permisibles de error.

6.2 Verificar el buen estado del instrumento identificado con la etiqueta asignado de acuerdo al documento de la lista de señales e instrumentos para cada estación utilizando un estándar.

 6.3 Seleccionar la bomba hidráulica o neumática según el rango del transmisor, para presiones altas o bajas respectivamente. Utilizado instrumentos con rangos de medida cercanos a los rangos de calibración de los instrumentos darán errores menores con incertidumbres más razonables.

La bomba manual neumática puede funcionar como generador de presión o vacío.

6.4 Conectar mediante una tee la bomba neumática al módulo de presión con tubing de ¼” y luego al conector de entrada de alta presión del transmisor (figura 1 de circuitos de presión). Dejar a presión atmosférica la entrada de baja presión del transmisor.

6.5 Verificar que las líneas de conexión se encuentren sin presión.

6.6 Desmontar la tapa posterior del transmisor y realizar las conexiones entre el hart y el la bornera del transmisor diferencial para la comunicación. Siga las instrucciones del fabricante (fig. 3).

6.7 Conectar el módulo de presión al calibrador de procesos con su respectivo cable conector para obtener datos de presión y corriente. Comparar con los valores del comunicador Hart.

6.8 Encender el calibrador de procesos y colocarlo en la función de fuente (SOURCE) al 100%, alimentar con 24 VCC al transmisor (mínimo de 10,5v

VCC) de acuerdo a las especificaciones técnicas del instrumento.

6.9 Verificar la alimentación del transmisor.

6.10 Registrar los datos de presión (INH2O), corriente (mA).  Registrar en los porcentajes normales de verificación (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) y con valores escalonados (4.0, 8.0, 12.0, 16.0, 20.0 mA) respectivamente.

6.11 Utilizar el comunicador Hart y conectarlo con el transmisor, ingresar al menú para leer las características actuales del transmisor

6.12 Ingresar en  la opción CONFIGURE para ingresar a las tareas de AJUSTES del transmisor. Ingresar a SETUP (3), en la opción TAG (1) se escribe el tag del transmisor y se pulsa ok, se regresará al menú anterior, y se aparecerá un asterisco (*) en la opción TAG (1), luego se pulsa en SEND para escribir el dato en el transmisor. Una vez escrito se borra automáticamente el asterisco.

6.13 Seleccionar RANGE VALUES (2) para mostrar las siguientes variables LVR(1), URV(2), UNIT(3), LSL(4), USL(5), donde (4) Y (5) sólo se visualizan, es decir no se pueden cambiar porque son datos fijos de fabricación.

6.14 Se pulsa UNIT  y se elige la unidad del transmisor según el datasheet, pulsar ENTER para escribir el tipo de unidad. Regresará al menú anterior, al desaparecer el asterisco se confirmará la escritura.

6.15 Cambiar las opciones Z(ZERO) Y S(SPAN) del transmisor. Usar el comunicador Hart para proceder a configurar LVR Y URV, para el 0% Y 100% respectivamente, guardando cada cambio y confirmando su escritura.

6.16 Luego de realizar la configuración de unidades, rango e información en el instrumento, verificar su funcionamiento sometiéndolo a presión o vacío de acuerdo a los datasheets y a los rangos escalonados.

6.17 Registrar los valores de presión y de corriente visualizado en el HART y en el calibrador cuando el transmisor se encuentre en un porcentaje de cero presión (0%).

6.18 Elevar la presión de la bomba hasta un 25% (indicado en el comunicador HART), registrar la presión y la corriente indicada en el HART y en el calibrador de procesos.

6.19  Continuar elevando la presión hasta el  50%, luego al 75% y finalmente al 100%, registrando los valores obtenidos en el calibrador y/o en el HART.

6.20  Registrar los datos en una planilla específica

6.21  Despresurizar el circuito

SI AL COMPARAR LAS LECTURAS DE LOS EQUIPOS Y LOS

INSTRUMENTOS SON ERRÓNEOS, SE DEBERÁ CORREGIR HASTA

OBTENER EL VALOR ACEPTABLE.

6.22 Proceda con cuidado a desarmar el circuito y guardar los accesorios e instrumentos de medición.

7. CONSIDERACIONES TÉCNICAS

-   Leer y comprender los manuales del transmisor y los instrumentos previamente.

-   Verificar la correcta alimentación del transmisor.

-   Maneje con cuidado las presiones aplicadas al circuito a fin de no superar los límites máximos.

-   Al seleccionar el modo HART, el resistor de 250 Ω se integra al circuito automáticamente para los calibradores FLUKE 726, pero debe conectarse un resistor de 250 Ω para la comunicación con HART.

-   Es recomendable elevar la presión del módulo al máximo de escala y luego regresar a una atmósfera de presión cero antes de poner a cero y efectuar mediciones con el calibrador.

-   Las conexiones entre instrumentos, accesorios, y equipos deben estar herméticamente cerrados para realizar mediciones correctas.

  La calibración debe estar acorde con la  International Standard ISO 1012.

CONTROL PARA CÁMARA DE INTERCAMBIO GASEOSO

Instrumentos primarios del gasoducto

 EL GASODUCTO

 Y  SU INSTRUMENTACIÓN

 Ing. Pablo Herrera

 

INSTRUMENTOS PRIMARIOS DEL GASODUCTO

  En general un sistema de medición  para gas natural puede estar formado por las siguientes partes:

1.   Placa orificio

 La placa orificio es un dispositivo que restringe el paso del  fluido al tener una abertura más pequeña que el diámetro de la cañería en la que está inserta. La placa orificio típica presenta un orificio concéntrico, de bordes agudos. Debido a la menor sección, la velocidad del fluido aumenta, causando la correspondiente disminución de la presión. El caudal se calcula midiendo la caída de presión antes e inmediatamente después de la misma (p1 y p2). La placa orificio presenta el inconveniente de reducir demasiado la presión debido a la turbulencia generada alrededor de la placa, esto luego debe recuperarse (fig. 1).

Fig.1 P2 se toma donde la velocidad sea máxima y la presión mínima

Fig. 2

Características

·         Se utilizan perfectamente para fluidos gaseosos como líquidos

·         Se trata de un orificio calculado y medido con un error controlado perfectamente

·         Se utilizan cálculos de piping específicos para cumplir con ciertos requisitos de tramos rectos

·          Hay abundante información y variantes de diversos fabricantes.

2.   Medidor con turbina

 La norma AGA 7 describe la construcción, diseño, cálculo, instalación y operación del medidor de turbina. Se utiliza cuando el volumen de gas o las variaciones de masa de flujo exceden al parámetro de capacidad de medición de la placa orificio o la medición por desplazamiento positivo.

Se usa para medir caudal de fluidos mediante la  detección de la rotación de los álabes de una turbina colocada en la corriente de flujo. Las partes básicas del medidor son el rotor de turbina y el detector magnético (figura 1). El fluido que circula sobre los álabes del rotor lo hace girar y la velocidad rotacional es proporcional al caudal volumétrico. El detector magnético consiste de un imán permanente con devanados de bobina que capta el pasaje de los álabes de turbina. El paso de los álabes delante del detector hace interrumpir el campo magnético y produce una tensión en la bobina. La frecuencia con que se genera esta tensión es proporcional al caudal y se la acondiciona en una salida de pulsos y/o analógica (fig. 4).

 Figura 3

Figura 4 Medidor turbina

3.    Medidor ultrasónico

 La medición ultrasónica se basa en medir la diferencia de señales en el tiempo de tránsito con y contra el flujo de gas a través de una o más trayectorias de medición (fig. 6). Una señal transmitida en el flujo de dirección viaja más rápido que una transmitida contra la dirección del flujo. Cada trayecto de medición está definido por un par de transductores en los cuales cada transductor alternadamente actúa como transmisor y receptor. El medidor usa las mediciones del tiempo de tránsito y la información de la ubicación del transductor para calcular la velocidad promedio del gas.

Fig. 5

Algunas características del medidor son:

• Estabilidad a largo plazo

• Confiabilidad comprobada en el campo

• Sin obstrucciones de línea

• Sin caídas de presión

• Sin partes móviles

• Mantenimiento mínimo

• Medición bi-direccional

• Transductores extraíbles

• Sistema electrónico completamente digital

• Auto-diagnóstico extensivo

Fig. 7 ubicaciones de transductores y muestra de un transductor a la derecha

   Muchas ventajas de medición y transferencia de datos. En general se usan para presiones superiores a 200 Bar.