Introducción
La Trifecta X es la solución preferida para gases de asistencia láser y otras aplicaciones similares que requieren presiones de hasta 500 psi y caudales de hasta 15,000 SCFH.
El sistema Trifecta X-Series, que extrae líquido de un tanque a granel de presión estándar, aumenta la presión al alimentar alternativamente dos dewards para almacenar líquido especialmente diseñados.
Dentro de un sistema mezclador de gases, el gas mayoritario y el minoritario se regulan a la misma presión gracias a los reguladores que se encuentran a la entrada del mezclador, el gas mayoritario atraviesa un orificio fijo y el gas minoritario circula por una válvula de aguja, que actúa como orificio ajustable.
Válvula de
ajuste de mezcla
Presión de entrada
del gas minoritario.
Manómetro digital 0-200
Válvula solenoide
de ciclos
Válvula
Check
Al tanque de
almacenamiento
Regulador
80 psig
Filtro de entrada
del gas minoritario
Presión de entrada
del gas mayoritario.
Manómetro digital 0-200
Filtro de entrada
del gas mayoritario
Cuando la presión en el tanque alcanza el punto de ajuste superior, activa el interruptor de presión, que a su vez cierra automáticamente la válvula solenoide impidiendo el paso de más gas. Mientras se mantenga la presión constante dentro del tanque o no sea alcanzado el nivel bajo de presión en el tanque para la mezcla, la válvula no se activará para requerir más entrada de gas, este ciclo se repite durante todo el tiempo en el cual el mezclador se encuentra funcionando.
Salida de la
mezcla 1” F.T.P
≤ 60 psig
Válvula de
prueba y venteo
Bloque
mezclador
Válvula
de paso
Manómetro
de salida
Regulador
de control
de salida
Switch de presión digital Salida 4-20 mA, 55-70 psig
Válvula de alivio
Regulador de control de salida
Salida Referencia / Zero
Analizador de Gas
Muestra
Da clic sobre la imagen para verla mejor
Silenciador de alarma
6
5
2
1
Calibrador
4
Display
Switch de encendido
Rotámetros
3
Válvula de tres vías
Nota
Ciclo de Respiración Forzada = Abrir la válvula de venteo a la mitad de su carrera, cuando la presión del tanque sea 55 psi cerrar la válvula de venteo.
• Entrada al sistema de mezclado = 80 psi
• Presión de salida ≤ 50 psi
• Entrada al mezclador > 100 psi
• Presión de control de 55 a 70 psi
Componentes principales
Sistema de elevo de presión
Arranque del sistema
• Después de confirmarse la hermeticidad de las tuberías (sin fugas) y a plena presión de trabajo, vuelva a abrir lentamente la válvula de uso de líquido y presurice el vaporizador y la línea a plena presión.
• Realizar un control de fugas en el vaporizador y en la línea.
• Con el interruptor en la posición "Run" y los parámetros ajustados, el sistema se llenará en aproximadamente 5 minutos. Deje que la unidad completa alcance la presión de trabajo máxima.
En el caso del uso del nitrógeno y el argón, siendo gases inertes capaces de desplazar al oxígeno en un espacio cerrado, se recomienda que el equipo esté un un área ventilada para evitar posibles bajas concentraciones de oxígeno, lo que podría resultar peligroso para los operarios.
Los componentes utilizados en el manejo de gases criogénicos suelen presentar muy bajas temperaturas durante su funcionamiento, por lo cual es obligatorio para el personal el uso del equipo de seguridad adecuado.
Seguridad
• Cuando se hagan todas las conexiones a la Trifecta X-Series, purgue el sistema completo usando nitrógeno de baja presión.
Purga y Precarga de la Trifecta X-Series
1. Verifique que el controlador esté en la posición "OFF" o "Monitor" y abra la alimentación de líquido del tanque termo hasta que la presión en la Trifecta se iguale a la del tanque a granel.
2. Abra lentamente la válvula de uso de líquido de la Trifecta y presurice el vaporizador y la tubería a la presión del tanque termo. Realice una revisión de fugas en el vaporizador y la línea interna.
4. El PLC le pedirá que "Reinicie los valores". Hay tres parámetros que pueden ser ajustados con los botones que se encuentran en el PLC:
• Punto de ajusto PB
• Llenar el punto de ajuste
• Tanque termo)
3. Una vez que confirme que no Existen fugas, cierre la válvula de uso de líquido ubicada en la parte posterior del tren de válvulas de la Trifecta, cambie la unidad de "OFF" o "MONITOR" a la posición "Run".
5. Se realiza un venteo manual en ambos tanques, para que ambos lleguen a un mínimo de 12 inWC.
• Para ajustar estos parámetros sin hacer funcionar el sistema, ponga el interruptor MON/OFF/RUN que se encuentra en la parte delantera del panel de control en la posición "MON". "Monitor" parpadeará en la línea inferior de la pantalla principal. Las válvulas no serán controladas por el PLC cuando "Monitor" esté en la pantalla.
Parámetros Ajustables desde el PLC - Punto de Ajuste PB• Pulsando el botón de la flecha "Izquierda" se accede a los puntos del set point. El punto de ajuste "PBOff" siempre es 25 psi más alto que el punto de ajuste "PBOn". A la presión de "PBOn" el sistema enciende la válvula PB de los tanques primarios. El punto de ajuste "PBOff" es la presión con la que el sistema apaga la válvula PB primaria. Las presiones de "retención" de PB de los tanques secundarios son una función de estos valores.
• Manteniendo pulsada la flecha "Izquierda" y
• presionando el botón "+" o el botón "-" ajustará los puntos de ajuste.
Parámetros Ajustables desde el PLC - Llenar el punto de ajuste• Presionando el botón de la flecha "Arriba" se accede a la Llene el punto de ajuste. El punto de ajuste "Llenar" termina el llenado del tanque secundario cuando la presión del tanque secundario es de entre 80 y 130 psi.
• Si la presión está por encima de 130 psi durante el llenado, el relleno se termina en el punto de ajuste "Rellenar" - 1.5”. Esto permite el crecimiento del líquido debido a un mayor nivel de saturación.
• Si la presión está por debajo de 80 psi el relleno es terminado en el punto de ajuste "Llenar" +1,5". El líquido más frío toma menos volumen. Añadiendo a el punto de ajuste de llenado asegurará que el tiempo PB será consistente.
• Presionando y manteniendo la flecha "Arriba" y presionando el botón "+" o el botón "-" se ajustar el punto de ajuste.
Parámetros Ajustables desde el PLC - Tanque termo• Punto de ajuste Pulsando el botón de flecha "Abajo" se accede al punto de ajuste Crítico. Si el tanque termo está por encima del punto de ajuste "BC" durante el llenado del tanque secundario, éste se ventilará a la atmósfera para minimizar el calor añadido al tanque de almacenamiento.
• Si la presión del tanque de almacenamiento está debajo del punto de ajuste "BC", el tanque secundario se llenará en modo de llenado "Pérdida baja".
• El modo de llenado "Pérdida baja" cicla la válvula de ventilación a la atmósfera para minimizar las pérdidas. La presión de "Bulk" actual también se muestra en esta pantalla.
• Si mantiene pulsada la flecha "Abajo" y presiona el botón "+" o el botón "-" se ajustará el punto de ajuste.
Fallas de campo más comunes
El filtro de la línea de llenado obstruido o el filtro que ha sido completamente removido por el técnico de servicio permitiendo la entrada de desechos al sistema• Solenoides y válvulas de retención que funcionan mal (fugas)
• Fugas en los accesorios
• El mal funcionamiento de los cilindros de alivio
Con el sistema en el modo "Monitor" las válvulas y los juegos de válvulas pueden ser operados presionando el botón "ESC" y los botones de flecha. Los solenoides tienen un volante de anulación manual.• Al girar el maneral (en el sentido de las agujas del reloj) se anula el solenoide que bloquea la válvula abierta
• Girar el maneral hacia afuera (en el sentido contrario a las agujas del reloj) permite que el solenoide abra y cierre la válvula eléctricamente
Operación manual de las válvulas
Códigos de error
• La luz de alerta parpadeará cuando el sistema haya visto un evento de baja presión. Un evento de baja presión es cuando tanto los tanques primarios como los secundarios están por debajo del punto de ajuste de PB On durante 90 segundos.
Parámetros Ajustables desde el PLC - Llenar el punto de ajuste
Parámetros Ajustables desde el PLC - Tanque termo
• Si el equipo estuvo apagado por dos semanas, habrá que restablecer algunos valores, y parpadeará la leyenda “RESET VALUES” en la pantalla del PLC
• En la posición “MON” ninguna válvula solenoide se accionará
• Ajustando la presión de los dewards (PB)
(flecha izquierda) & (+/-)
Ajustando el valor inferior (PB ON), el valor superior se ajusta automáticamente 25 psi arriba de PB ON
• Ajustando el nivel de llenado (FILL)
(flecha arriba) & (+/-)
El nivel de llenado estándar es de 29.0”
• Ajustando la presión del tanque termo (BULK SET)
(flecha abajo) & (+/-)
Este valor se calibra de acuerdo a la presión del tanque termo (150 psi)
Principio de operación
• Inicio/ Llenado (modo 0)
• Presurización inicial (modo 1)
• Inicio/Listo (modo 2)
• Asistencia (modo 3)
Modo de llenado (venteo al tanque)Llenado secundario Modo "0"• Cuando el tanque primario no puede mantener presión, el tanque principal está bajo o el tanque secundario es demasiado bajo para ayudar al sistema inicialmente
• Se hará un llenado por la conmutación entre el depósito secundario a primario y luego se abre la válvula de ventilación que dirige la gas de alta presión en el tanque termo por la línea del líquido
Modo de llenado (venteo a la atmósfera)Llenado secundario Modo "0"• Cuando el deward a llenar tiene una presión de 40 psi por encima del tanque de suministro, a válvula de venteo a la atmósfera se abrirá
Modo de llenado (flujo de líquido)Llenado secundario Modo "0"• Cuando el deward a llenar tiene una presión por debajo del tanque de suministro, el líquido fluye hacia el deward
Fin del modo de llenadoCambio de Modo "0" a "1"• Cuando el sistema determina que el deward a llenar (secundario) está lleno, se abrirá la válvula de presurización, la presión en el deward subirá por los parámetros PB, terminando el flujo de líquido del tanque termo cuando la presión aumenta por encima de la presión del tanque termo
Deward secundario listo para atenderCambio de Modo "1" a "2"• La presión en el deward secundario alcanza el punto en que el sistema "Hold-PB Off" cierra la válvula de suministro
Deward secundario mantiene la presiónDeward secundario en Hold-PB Modo "2"• La presión en el deward secundario baja. El set "Hold-PB On" abrirá la válvula de presurización
Entrega de líquido a presiónPB On de deward primario modo "2"• El deward principal acumula la presión hasta la apertura de la válvula de suministro por el parámetro "PB On" el cual es programable, el líquido fluirá a la tubería de consumo por la presión en el deward
PB Off del deward primarioPB On de deward primario modo "2"• Con el parámetro "PB Off" cerrará la válvula de incremento de presión. El líquido restante se gasificará y saldrá del sistema
Cambio de deward primario a secundarioCambio de modo "2" a "3"• Cuando la presión del tanque primario cae por debajo del parámetro "PB On" por 10 segundos, el tanque secundario estará lleno y con la presión requerida, se abrirá la válvula del deward secundario
ERRORES• Si el sistema determina algún error, mostrará la leyenda "Service Req"
• Presionando el botón “OK” podemos ver el código del error y hace cuánto tiempo ocurrió
Se accede al teléfono del fabricante presionando flecha derecha
El sistema no debe apagarse, ya sea en paros, fines de semana o en las noches, si el equipo se apaga las válvulas solenoides se des energizaran ocasionando variaciones de precio en los dewards y las válvulas de alivio abrirán al ambiente
Capacidad de Flujo
El sistema de la serie X de Trifecta está diseñado para suministrar líquido criogénico a altos caudales y presión a un vaporizador, mientras que el tanque termo se suministra con líquido de baja presión.
La serie X puede suministrar oxígeno, nitrógeno o argón líquido en presiones de trabajo promedio máximas de 350 a 500 psi.
Modificación a sistema eléctrico de control
¿Qué es un relé?Es un aparato eléctrico que funciona como un interruptor, abrir y cerrar el paso de la corriente eléctrica, pero accionado eléctricamente. El relé permite abrir o cerrar contactos mediante un electroimán, por eso también se llaman relés electromagnéticos o relevador.
Configuración eléctrica con modificación
Configuración eléctrica original
Calibración para transmisores de presión diferencial
Presión diferencialSe define la presión diferencial (DP o Δp) como la diferencia entre dos presiones aplicadas. Por ejemplo, la presión en el punto “A” es igual a 10 bar y la presión en el punto “B” es igual a 6 bar. Por lo tanto la presión diferencial es 4 bar (10 – 6 bar).
Pulgadas columna de aguaSe define como la presión ejercida por una columna de agua de 1 pulgada de altura en condiciones definidas. A una temperatura de 4 °C el agua pura tiene su mayor densidad (1000kg/m3).
Transmisor de presión diferencialEs un dispositivo que convierte la diferencia de presión entre dos puntos en una señal eléctrica.
¿Como se determina el nivel de liquido de un recipiente sujeto a presión por medio de la presión diferencial?
Para la revisión de calibración del transmisor, lo primero que debemos saber es cual es el rango en el cual está configurado dicho instrumento. En el caso de los transmisores de presión diferencial instalados en los equipo trifecta, el rango habitual es 0 - 100 In H2O.
Una vez que se conoce el rango al cual está configurado el transmisor, éste se confirmará realizando las conexiones descritas en las siguientes diapositivas y basándonos en la siguiente tabla.
Ya que el primer valor que se debe revisar en el equipo es el “0” (cero), se deben desconectar ambos puertos del transmisor y dejarlos al aire libre, esto para asegurar que en ambos puertos exista la misma presión y por ende no presente diferencial alguna.
Los valores que se muestran en la tabla se deben corroborar uno a la vez, generando la presión necesaria mediante el equipo generador de presión (Druck), en las unidades adecuadas (InH2O).
Los valores pueden tener desviaciones de hasta +/- 2 % del rango total, es decir que para nuestro transmisor podemos tener diferencias de hasta +/- 2 InH2O y considerarlos como valores adecuados.
Una vez confirmados todos los valores dentro de rango se puede decir que el equipo se encuentra en buen estado y calibrado.Con esto se finaliza la comprobación de la calibración y se procede a reconectar el equipo a las líneas de impulso originales del equipo en el cual fue montado.
NOTA: EN CASO DE MOSTRAR DIFERENCIAS EXCESIVAS EN LAS MEDICIONES, SE CONSIDERARIA QUE EL TRANSMISOR ESTA DAÑADO Y SE PROCEDE A REMPLAZARLO.
PresiónFuerza que ejerce un gas, un líquido o un sólido sobre una superficie.
Calibración para transmisores de presión estática
Transmisor de presiónUn transmisor de presión es un equipo de medición que transforma la presión en un valor eléctrico. Este valor suele ser de 4 a 20 mA.
Para la revisión de calibración del transmisor, lo primero que debemos saber es cual es el rango en el cual está configurado dicho instrumento. En el caso de los transmisores de presión instalados en los equipo trifecta, el rango habitual es 0 – 500psi.
Una vez que se conoce el rango al cual está configurado el transmisor, éste se confirmará realizando las conexiones descritas en las siguientes diapositivas y basándonos en la siguiente tabla.
Para revisar el valor de “0” (cero), se debe desconectar el puerto del transmisor y dejarlo al aire libre o asegurarnos de que no tenga presión en dicha línea, esto para asegurar que el equipo este en 0 PSI. Después de eso realizar la conexión para el configurador HART.
Los valores que se muestran en la tabla se deben corroborar uno a la vez, generando la presión necesaria mediante un cilindro de alta presión, o comprobando que el display del PLC muestre el mismo valor que se visualiza en el configurador HART.
Los valores pueden tener desviaciones de hasta +/- 1 % del rango total, es decir que para nuestro transmisor podemos tener diferencias de hasta +/- 5 PSI y considerarlos como valores adecuados.
Un vez confirmados todos los valores dentro de rango se puede decir que el equipo se encuentra en buen estado y calibrado.Con esto se finaliza la comprobación de la calibración y se procede a reconectar el equipo a las líneas de impulso originales del equipo en el cual fue montado.
NOTA: EN CASO DE MOSTRAR DIFERENCIAS EXCESIVAS EN LAS MEDICIONES, SE CONSIDERARIA QUE EL TRANSMISOR ESTA DAÑADO Y SE PROCEDERIA A REMPLAZARLO.
Mantenimiento mecánico preventivo
ProcedimientoLos componentes de las trifectas pueden degradarse y/o fallar con el tiempo si no se mantiene adecuadamente. Por ello, se recomienda mantenimiento regular para evitar cualquier desajuste inesperado. Los fallos de campo más comunes se deben a:• Filtros obstruidos o líneas de llenado que provocan la entrada de escombros al sistema
• Mal funcionamiento o fugas de válvulas solenoides y válvulas check
• Conexiones o accesorios con fugas
• Mal funcionamiento o fugas de válvulas de alivio, las cuales deben reemplazarse
No utilizar el sistema sin un filtro de línea de llenado en su lugar
Cada seis meses:• Reemplazar los filtros en las líneas de alimentación
Cada año:• Verificar dos ciclos de operación normales
• Inspeccionar la integridad de todas las conexiones de cables en la caja de control. Ajuste todos los conectores sueltos
• Verificar la precisión de los medidores análogos vs. los transmisores de presión
• Comprobar fugas en todo el sistema
Cada vez que se realice el mantenimiento de los conjuntos de pistón del solenoide o se desmonte la válvula para limpiarla, los pernos deben apretarse con precisión a un par de 10 a 12 lbft, en un cruce normal patrón al volver a armar. Si están demasiado apretados, el cuerpo se distorsionará y “pellizcará” el pistón, haciendo que la válvula se atasque abierta o cerrada. También se recomienda que cada vez que se desmonte la válvula se reemplace el empaque, ya que el empaque toma un fraguado permanentemente cada vez que se aprietan los pernos y no se volverá a sellar una segunda vez.
Solución de problemas• Confirmar que todas las válvulas están en su posición normal de operación• Confirmar que las válvulas solenoides se energicen correctamente de forma manual• Verificar formación de escarcha en las líneas correctas• Verificar si hay fugas en todas las conexiones• Comprobar si hay discrepancias entre los indicadores analógicos y los parámetros del controlador, en caso contrario calibrar transmisores de presión diferencial y de presión estática
Solución de problemas1. Confirmar posición de válvulas del tanque termoConfirmar todas las posiciones de las válvulas:• Válvula de líquido auxiliar del tanque termo - Abierta
• Válvula de aumento de presión del tanque termo - Abierta
• Las 5 válvulas solenoides deben estar cerradas - Manual (posición "Fuera")
Solución de problemas2. Activación normal de solenoides• Marcar el interruptor principal en el frente del panel de control en posición de "Monitor"
• Abrir el panel de control que da acceso al controlador PLC
• Presionar los botones correspondientes en el controlador para energizar cada solenoide
• Asegurarse de que todas las válvulas se energicen en secuencia
Solución de problemas3. Formación de escarcha• Se forma escarcha en todas las líneas por las que fluye vapor o líquido frío a ellos. La escarcha comenzará a descongelarse cuando el producto ya no fluya a través del líneas
• La escarcha será evidente para cualquier cantidad significativa de flujo a través del líneas. Simplemente observando la formación de escarcha, una válvula de retención y/o solenoide, que tienen fugas o no funcionan, a menudo se pueden detectar.
• La falta de escarcha en una línea indicará que el producto no fluye a través de la línea y que un solenoide está atascado o por alguna razón no energiza adecuadamente
Solución de problemas4. Comprobación de fugasVerificar fugas en todos los componentes de tubería, con especial atención a las conexiones en el tanque y en los transmisores de presión.• Una fuga en cualquier punto del sistema Trifecta serie X resultará en pérdida de producto
• Una fuga en las conexiones de la línea de presión de los transductores y transmisores pueden causar valores incorrectos en el PLC. Estos transductores proporcionan la entrada al controlador, que le indica la trifecta opere de forma aleatoria y puede causar problemas de suministro
Solución de problemas5. Datos de la pantalla principal y manómetro análogoLos datos van en la hoja de parámetros y pueden variar según las presiones que maneje cada usuario.
• Tanque de llenado
Presión (manómetro analógico) ___________ PSIG.
Presión (de la pantalla del PLC) ___________ PSIG.
• Tanque 1
Presión (manómetro analógico) ___________ PSIG.
Presión (de la pantalla del PLC) ___________ PSIG.
Nivel de líquido (de la pantalla del PLC) ___________ " H2O
Solución de problemas5. Datos de la pantalla principal y manómetro análogo
• Tanque 2
Presión (manómetro analógico) ___________ PSIG.
Presión (de la pantalla del PLC) ___________ PSIG.
Nivel de líquido (de la pantalla del PLC) ___________ " H2O
• Información para modificar parámetros del PLC
Presione “ESC”/registre el conteo de ciclos ___________ #ciclos
Presione “OK”/registre los códigos de error y el tiempo transcurrido desde el evento:
Reparaciones1. Fuga en la válvula check
Si encuentra que hay una válvula check con fugas, tendrá que ser vaciado y despresurizado. Posteriormente deberá reemplazarse.
Tener cuidado de que no entre humedad en el sistema Trifecta serie X cada vez que se quitan las tuberías.
Esta humedad puede congelarse y provocar que las válvulas de retención y las válvulas de control puedan pegarse, causando lecturas incorrectas de nivel y presión.
Reparaciones2. Válvulas solenoides
Si la bobina solenoide funciona mal, podría deberse a algunas razones:• Solenoide no energizada: El PLC envía una señal a la válvula solenoide para energizar la bobina durante una operación de la trifecta. Cuando esta señal se envía desde el PLC, se enciende un LED en el panel frontal. Si el LED se enciende pero la solenoide no está energizada y no se abre, verificar si hay cables sueltos y voltaje en la válvula con un multímetro. Si hay energía en la válvula y no está abierta, será necesario reemplazar la bobina.
• Contaminantes en el asiento de la válvula solenoide: Si la solenoide parece tener fugas, es probable que haya contaminantes en el asiento del pistón. En este caso, retirar y reemplazar el pistón. También verificar que el filtro esté en su lugar y reemplazar si han pasado 6 meses antes del último servicio.
Reparaciones2. Válvulas solenoides
• Verificar que el filtro esté en su lugar y reemplazar si han pasado 6 meses antes del último servicio.
• Humedad en la válvula solenoide: Debe permitirse que la solenoide se descongele. Una vez descongelada, la humedad puede ser retirada en el próximo uso a través del flujo de gas nuevo.
• Falla de la válvula solenoide: Si no hay mejoras con lo anterior, puede haber una falla dentro de la bobina de la solenoide, la cual debe ser reemplazada por piezas de repuesto.
Reparaciones3. Componentes con fugas
Si la fuga no se puede arreglar ajustando o volviendo a conectar un componente, se habrá que retirar, limpiar y volver montar el componente.
Reparaciones4. Transmisores de presión y nivel líquido
Verificar si hay fugas en todos los accesorios del transmisor para verificar que el circuito no tenga fugas. "F6" se mostrará en el código de error (sección del PLC) si un transmisor de presión o de nivel de líquido está fuera de rango. En los códigos de error confirmar que todas las terminales de conexión del cableado estén ajustados. Si el error no desaparece, verificar la salida del transmisor. Volver a calibrar o reemplazar el transmisor según sea necesario y verificar la pantalla frente a los manómetros analógicos para la lectura de presión.
• Posterior al barrido con nitrógeno a temperatura ambiente (purga) para eliminar posible humedad en el equipo, abrir válvula de líquido en tanque termo (lentamente) hasta que la trifecta alcance la presión del tanque
• Poner el switch de la trifecta en posición “Monitor” (MON o ON)
• Revisar que los parámetros de arranque sean los adecuados que requiere el proceso, en caso contrario revisar los mismos
Reiniciar el contador de ciclo después de reparar las válvulas, las cuales deben reemplazarse cada 20 mil ciclos
Cada tres años o en el límite de conteo de ciclos:• Cambiar las válvulas de retención por válvulas check
• Reemplazar pistones, empaques y solenoides en todas las válvulas solenoides
• Reemplazar válvulas de alivio y los discos de ruputura en los tanques 1 y 2
Gasificador
ambiental
Tanque de
suministro
Trifecta
Válvulas de
alivio
Tubería
Transmisor
diferencial
Transductor
Silenciador
atmosférico
Dos dewards
Indicador de
presión
Válvula
solenoide
Estructura de
soporte
Tablero de
control
Transmisor de
presión
Regulador
economizador