¿Por qué debería cambiar a la medición de temperatura no invasiva?

La medición de temperatura es la más común para la eficiencia y la calidad en la industria de procesos.

La medición de temperatura es la más común para la eficiencia y la calidad en la industria de procesos.

¿Por qué debería cambiar a la medición de temperatura no invasiva?

La medición de temperatura es la medición más común y posiblemente la más importante para la eficiencia y la calidad en la industria de procesos. En nuestro artículo de preguntas y respuestas, el Dr. Guruprasad Sosale, gerente global de productos inalámbricos y no invasivos de ABB Measurement & Analytics, explica cómo la detección de temperatura no invasiva está transformando la forma en que medimos la temperatura en la industria de procesos.

Dr. Guruprasad Sosale

Dr. Guruprasad Sosale

Responsable global de productos inalámbricos y no invasivos, ABB Measurement & Analytics

 

Describe la detección de temperatura no invasiva en 25 palabras o menos

Guru: Una forma más sencilla y segura para que los operadores de la planta midan la temperatura del proceso sin comprometer el rendimiento: sin paradas, sin agujeros, con una ingeniería drásticamente simplificada.

Cuéntanos más. ¿Qué beneficios clave ofrece a los clientes?

Guru: La temperatura no invasiva es una revolución para los operadores de plantas, tanto para las plantas existentes como para las nuevas instalaciones futuras. Para las plantas existentes, el beneficio principal es obtener una medición de temperatura confiable y sensible sin tener que apagar el proceso.

Cada ingeniero de proceso de planta, ingeniero de mantenimiento y gerente de planta conoce el beneficio de poder medir la temperatura con precisión sin tener que diseñar e instalar un termopozo. Dicho sensor podría usarse para optimizar los controles en los intercambiadores de calor, evitar que las bombas se destruyan al detectar rápidamente cuando una bomba funciona en seco, detectar bombas que podrían sobrecalentarse y dañar la calidad de los productos, solucionar problemas o incluso predecir la obstrucción de las líneas de proceso y muchas otras típicas cuestiones operativas. Para todos estos casos y más, se necesita un sensor que compita con el rendimiento de un termopozo, construido sobre el mismo hardware confiable y que se integra fácilmente en sus sistemas de control existentes.

Para instalaciones futuras, nuestro enfoque no invasivo para la medición de temperatura simplifica los puntos de temperatura de ingeniería y reduce drásticamente los costos de inversión. Un proyecto típico tiene cientos de puntos de medición de temperatura que deben diseñarse individualmente para satisfacer una variedad de criterios, que incluyen garantizar que se usen las longitudes correctas de termopozos, que se seleccione el material correcto, que las estructuras puedan soportar las condiciones del proceso y que las bridas y los conectores están correctamente especificados. Esto resulta en un costo significativo, esfuerzo de ingeniería y aumenta la posibilidad de error.

Con nuestro enfoque no invasivo, la mayoría de estos puntos de medición se pueden cubrir con una única variante del sensor.

En esencia, la tubería de nuestros clientes se convierte en el termopozo y los puntos de temperatura se pueden agregar en la última etapa del proyecto con poco o ningún requisito de ingeniería.

 

 

"Junto con los ahorros dramáticos en los costos de ingeniería y hardware, un enfoque no invasivo también elimina el impacto y el costo de los cambios de diseño al final de la etapa de implementación"

 

¿Cómo funciona?

Guru: Nuestra detección no invasiva comienza en el núcleo de la necesidad: los ingenieros de procesos quieren poder medir la temperatura real del proceso. Para medir esto, usamos la tubería como nuestro sensor y medimos con precisión la temperatura de su superficie y luego predecimos la temperatura del proceso en función de las condiciones del proceso. Aquí hay dos desafíos principales:

1. ¿Cómo se mide con precisión la temperatura de la superficie? - Utilizamos una arquitectura de sensor doble que supera los inconvenientes de los sensores tradicionales de temperatura de la piel. Nuestro sensor doble tiene un sensor en contacto con la superficie de la tubería mientras que el segundo mide la temperatura ambiente en las cercanías. Un modelo térmico que utiliza estas medidas compensa las resistencias de contacto y los efectos ambientales para medir la temperatura de la superficie en la punta.

2. ¿Cómo se infiere la temperatura del proceso? - Desarrollamos, probamos y validamos modelos térmicos de fluidos típicos que fluyen en las tuberías para predecir los campos de temperatura en condiciones de proceso comunes. Una regla empírica simple del ingeniero que surge de estos modelos es la siguiente: “Para un medio líquido o similar al líquido (con una densidad de> 50 kg / m3) que fluye en un régimen turbulento, en una tubería de metal, hay poca diferencia medible entre la temperatura superficial y la temperatura media ”. Esta regla tiene implicaciones poderosas ya que la mayoría de las condiciones del proceso son flujos turbulentos similares a líquidos en tuberías de metal, lo que hace que nuestro dispositivo sea una alternativa adecuada al uso de termopozos en la gran mayoría de aplicaciones.

 

"Basados ​​en principios físicos fundamentales, nuestros modelos de proceso pueden predecir el rendimiento de nuestro sensor para las condiciones de proceso determinadas".

Ya tengo termopozos en mis instalaciones, ¿por qué necesito su sensor?

Guru: Para las instalaciones existentes, cada medición de termopozo tiene tres inconvenientes clave con los que viven los operadores en la actualidad:

1. Los termopozos en el proceso tienen la posibilidad de fallar. Puede deberse a cambios en las condiciones de flujo del proceso, corrosión, fuerzas excesivas debido a desviaciones del proceso o simplemente degradación con el tiempo. El impacto y las implicaciones de tal falla pueden variar desde pequeñas roturas en las soldaduras hasta daños catastróficos. Con un enfoque no invasivo, se elimina este riesgo.

2. Si falla un termopozo, el operador debe apagarlo hasta que sea reemplazado o correr el riesgo de ejecutar el proceso sin la medición hasta que se encuentre un reemplazo adecuado. A menos que esté en stock, un termopozo de repuesto puede tardar semanas en completarse, probarse y estar listo para su instalación. Con nuestro sensor no invasivo, el operador tiene una solución tecnológica que no existía antes. Pueden continuar funcionando con la medición de temperatura que funcionará como su medición invasiva, permitiéndoles correr de manera segura hasta el próximo apagado o, mejor aún, evitar reemplazar el conjunto de termopozo existente.

3. La posibilidad inherente de error: existe una suposición implícita respaldada por la experiencia de que la medición en el termopozo es correcta y precisa. Sin embargo, la selección incorrecta de insertos, longitudes de inserción incorrectas y un contacto deficiente pueden llevar a un error no detectado en la medición.

Este error puede pasar desapercibido a menos que se instale un termopozo similar en la misma ubicación y se comparen las medidas. En realidad, esto rara vez se hace, dejando muchos puntos de medición de temperatura que se basan en una creencia de precisión. Con nuestro enfoque no invasivo, examinamos todo el sistema. No solo se puede validar la medición invasiva, sino que se pueden instalar múltiples mediciones de manera rentable, lo que aumenta la confianza en la medición y simplifica la redundancia.

"No tener una estructura de perforación y termopozo frente a la fuerza total de su fluido de proceso es intrínsecamente seguro".

¿Por qué debería considerar un sensor de temperatura no invasivo para mi próximo proyecto o instalación?

Guru: Hay varias razones para avanzar hacia un enfoque no invasivo:

1. Seguridad: No tener una perforación y no tener una estructura que enfrente toda la fuerza de su fluido de proceso es inherentemente seguro. Al inicio de su planta y durante toda su vida útil.

2. Rentabilidad y flexibilidad: Además de los importantes ahorros en los costos de ingeniería y hardware, un enfoque no invasivo elimina el impacto y el costo de los cambios de diseño al final de la etapa de implementación. Los cambios en el tamaño de la tubería, las velocidades de flujo o los rangos de temperatura nominal tienen poco o ningún efecto en los puntos de medición de temperatura.

3. Rendimiento: Basados ​​en principios físicos fundamentales, nuestros modelos de proceso pueden predecir el rendimiento de nuestro sensor para las condiciones de proceso dadas. Este enfoque proporciona una base de ingeniería para utilizar nuestro sensor no invasivo en su próximo proyecto y reduce el riesgo de una desviación excesiva del rendimiento.

4. Simplicidad: Una planta típica tiene decenas a cientos de tuberías de diferentes dimensiones con un número equivalente de termopozos, insertos, longitudes de inserción y configuraciones de materiales diferentes. Con no invasivo, se puede utilizar una única variante para tuberías de DN40 a DN2500 y se puede aplicar a más del 70% de todos los puntos de medición.

¿Cuáles son las aplicaciones típicas de este dispositivo en las instalaciones existentes?

Guru: Tener mediciones de temperatura precisas y simples tiene numerosas aplicaciones para las instalaciones existentes. Algunas de las aplicaciones comunes para las que nuestros clientes utilizan estos sensores incluyen:

1. Control y monitorización rentables del intercambiador de calor: En un gran número de intercambiadores de calor faltan sensores de temperatura de entrada o de salida, lo que dificulta la optimización.

2. Validación de puntos de temperatura existentes: Los ingenieros de proceso dudan de la veracidad de una medición existente, pero instalar un segundo termopozo es prohibitivamente arriesgado o costoso. La instalación y la verificación de plausibilidad con no invasivos pueden ocurrir en minutos

3. Prevención del sobrecalentamiento de las bombas: Nuestros sensores se utilizan regularmente en la industria química en lugares peligrosos donde el producto no debe exceder una temperatura especificada. Tanto por motivos de calidad como de seguridad. Hay constelaciones de procesos en las que la bomba puede sobrecalentar el producto. La instalación de un sensor no invasivo en cada una de las bombas es un enfoque fácil y escalable para agregar esta seguridad en los procesos existentes.

4. Mediciones en flujos altamente corrosivos: Aquí los termopozos típicos están recubiertos con revestimientos de polímero o con materiales especiales que están llegando al final de su vida útil. Para esos flujos que tienen algún contenido líquido, se ha demostrado que nuestro sensor no invasivo iguala o supera el rendimiento de los dispositivos invasivos.

En resumen, nuestro sensor no invasivo es adecuado para todas las mediciones de temperatura en tuberías en la industria de procesos. Creemos que es el primer paso para eliminar la necesidad de un termopozo en futuras plantas. Sin embargo, al igual que con cualquier enfoque nuevo, su rendimiento deberá ser validado cuidadosamente por operadores e ingenieros de todo el mundo. En la actualidad, hay más de 80 actores globales en las industrias química, de petróleo y gas, pulpa y papel, energía, alimentos y bebidas y aguas residuales que están validando el desempeño de nuestra tecnología frente a los termopozos existentes.

Desde su lanzamiento, nuestro sensor también ha sido reconocido públicamente y ha sido preseleccionado y ganado prestigiosos premios, como el German Innovation Award.

¿Cómo se comparan los costos de CAPEX con los métodos invasivos convencionales?

Guru: En una planta en funcionamiento, el costo de un sensor no invasivo es mucho menor que el costo de apagar o los riesgos de instalar un nuevo termopozo.

Para proyectos totalmente nuevos, la reducción potencial en los costos de ingeniería, instalación y materiales puede ser de hasta un 75 por ciento. Incluso incluyendo el costo de la instrumentación, los ahorros son sustanciales en comparación con el enfoque tradicional.

 

Publicado en español el 06 de Setiembre del 2021.

Fuente original: 

https://new.abb.com/products/measurement-products/measurement-products-blog/why-you-should-switch-to-non-invasive-temperature-measurement