Cómo detectar y prevenir fugas en el sistema de fluidos

Causas comunes y costos de fugas en el sistema de fluidos

Nick Iverson, ingeniero de campo, América del Norte

Las fugas en el sistema de fluidos son una ocurrencia común en la mayoría de las plantas. Debido a que está a cargo de mantener la seguridad y la rentabilidad de su planta, incluso la fuga más pequeña puede presentar un problema. Por eso es útil entender cómo y por qué ocurren las fugas, cómo localizarlas y probarlas y, en última instancia, cómo desarrollar una estrategia para abordar y reducir las fugas en toda la planta.

El costo de las fugas

Si bien las fugas son una ocurrencia común en las plantas, existen muchas razones financieras para abordar las fugas de inmediato y desarrollar un plan para prevenir futuras.

• Cada año, se estima que se desperdician millones de galones de fluidos hidráulicos. Un solo galón de fluido hidráulico cuesta aproximadamente $40 USD.
• La pérdida de lubricación fluida puede provocar daños costosos en el equipo, como desgaste prematuro y fallas de la máquina.
• Las plantas reducen su potencial de producción cada vez que cierran un proceso para reparar una fuga. Este tiempo de inactividad puede resultar en una pérdida de ganancias significativa.
• Su equipo puede producir sin darse cuenta un producto fuera de las especificaciones debido a una calibración u operación incorrecta del instrumento debido a una fuga. Ese material debe volver a trabajarse, venderse a un precio reducido o desecharse.
• Las gotas de aceite de las fugas pueden generar un entorno de trabajo inseguro, lo que provoca resbalones y accidentes. Las emisiones fugitivas también pueden ser costosas de reparar y peligrosas para la salud de sus empleados.
• Las fugas pueden generar multas graves por incumplimiento si los sistemas y equipos violan las normas de seguridad.
• Se necesita tiempo y dinero para localizar y reparar las fugas. Es posible que deba contratar a un equipo especial para gestionar las fugas de sustancias químicas tóxicas, lo que podría enfrentar el costo de un sistema cerrado para una inspección minuciosa.

Tres causas comunes de fugas en el sistema de fluidos

Puede ser sorprendente saber que la mayoría de las fugas no son el resultado de piezas deficientes. Más bien, ocurren debido a un error humano, ya sea por la instalación de un componente o por la selección del componente mismo. Elegir los componentes correctos e instalarlos correctamente puede mejorar la seguridad de la planta y ahorrar mucho tiempo y dinero.

Para ayudar a su equipo a comprender y mitigar mejor las fugas en su planta, los ingenieros de campo de Swagelok han documentado las siguientes tres causas más comunes de fugas:

• Sellos de metal a metal poco confiables: Hacer y mantener sellos de metal a metal altamente confiables puede ser difícil, especialmente con el tiempo. Se deben seguir con precisión las pautas del fabricante para evitar fugas al usar estos sellos. En algunos casos con válvulas, es posible que incluso desee reemplazar el componente por uno que tenga un sello de asiento blando, especialmente cuando se requiere un corte de gas repetitivo.
• Accesorios de tubo instalados incorrectamente: El montaje correcto de los racores de tubo reducirá en gran medida la probabilidad de experimentar fugas y mejorará la seguridad de su planta. Asegúrese de que sus técnicos estén capacitados en cómo armar correctamente una conexión, incluida la orientación adecuada de las férulas y el uso de un medidor de espacio para verificar la cantidad correcta de pull-up.
• Selección, manipulación y preparación deficientes de los tubos: La selección y preparación de la tubería también puede aumentar el potencial de fugas. Los materiales de tubería que son incompatibles con el fluido del proceso o el ambiente externo serán propensos a la corrosión, fallas prematuras y fugas. Además, los tubos cortados de manera desigual o los tubos que han sido abollados, rayados o que no han sido desbarbados pueden comprometer la capacidad de sellado de la conexión.

Tres tipos de fugas

Comprender el tipo de fuga ayudará a su equipo a determinar las medidas correctivas apropiadas para solucionarlo. A continuación, los ingenieros de Swagelok identifican los tres tipos de fugas que se encuentran comúnmente en los sistemas de fluidos:

Fuga real: Una fuga que resulta de la falla de una barrera de presión para contener o aislar un fluido del sistema del entorno circundante. Esto ocurre debido a grietas en el material o espacios entre las superficies de sellado.

Fuga virtual: Una liberación de fluido atrapado internamente en un sistema de fluido debido a la desgasificación del material, fluidos absorbidos o adsorbidos, atrapamiento en grietas o tramos muertos.

Permeación: Un paso de fluido hacia, a través y fuera de una barrera de presión que no tiene orificios lo suficientemente grandes como para permitir que pase más de una pequeña fracción de las moléculas a través de cualquier orificio.

Métodos de detección de fugas

En general, la mayoría de las pruebas de fugas se realizan en un sistema presurizado, ya sea con fluido de proceso real o con un fluido sustituto como agua, aire, nitrógeno o helio. A efectos prácticos, los métodos de prueba se pueden segmentar en aquellos que normalmente se realizan en equipos instalados frente a aquellos que se realizan más comúnmente en una mesa de trabajo (o en un laboratorio).

1. Pruebas visuales: Este es el tipo más fundamental de prueba de fugas para un sistema líquido. Las fugas se indican por goteos reales o humedecimiento de la superficie debajo de las fugas. Se realiza más comúnmente en equipos instalados, sin embargo, también se usa comúnmente en la mesa de trabajo para probar conjuntos de mangueras.
2. Prueba de burbujas: Esta es una prueba simple y rentable para los sistemas de gas. Esta prueba usa un surfactante de película delgada (como Snoop) o la inmersión en un baño de agua. Es una prueba común tanto en equipos instalados como en banco. Se usa más para indicar la presencia de una fuga que para medir la cantidad y requiere observación para detectar burbujas.
3. Pruebas de cambio de presión: Esta prueba se utiliza tanto para líquidos como para gases. El equipo bajo prueba se presuriza en una condición aislada a una presión prescrita durante un tiempo prescrito. La fuga da como resultado una caída de presión gradual que es medible. Un tipo común de prueba de cambio de presión es la caída de presión. Se realiza más comúnmente en el banco de trabajo, sin embargo, se puede realizar en equipos instalados con consideraciones cuidadosas para probar el diseño. Esta prueba requiere un equipo mínimo y puede automatizarse.
4. Pruebas ultrasónicas aerotransportadas: Esta prueba se utiliza en sistemas de gas. Requiere un dispositivo de medición ultrasónico aerotransportado que se puede usar para localizar la presencia de una fuga. Para sistemas presurizados, esta prueba se puede usar para aproximar la tasa de fuga. Esta prueba también se puede realizar en sistemas no presurizados mediante el uso de un dispositivo generador de sonido interno adicional. Las pruebas ultrasónicas aerotransportadas se usan comúnmente en equipos instalados.
5. Pruebas de espectrometría de masas :Esta prueba se utiliza en sistemas de gas. Se utiliza un espectrómetro de masas para detectar la presencia de trazas de gas filtrado y cuantificar la fuga. Se realiza casi exclusivamente con helio como sustituto, en cuyo caso se denomina prueba de fugas de helio. Las pruebas externas se usan para sistemas presurizados, mientras que las pruebas internas se usan en sistemas de vacío. Este método se usa más comúnmente en la mesa de trabajo para identificar fugas muy pequeñas.

Priorización de fugas

Si bien no es posible abordar todos los tipos de fugas en una planta de inmediato, su equipo puede trabajar para categorizar las fugas para ayudar a priorizar las oportunidades de mantenimiento y reparación.

• Fugas peligrosas: Cualquier fuga que presente un problema de seguridad debe ser una prioridad máxima. Esto incluye fugas de gases nocivos y productos químicos cáusticos, así como fugas que crean riesgos de resbalones y caídas. Haga que sus administradores de riesgos identifiquen primero estos problemas de seguridad y luego envíen a sus mejores técnicos de mantenimiento para solucionarlos de inmediato.
• Fugas costosas: Colectivamente, todas las fugas en su planta pueden sumar un costo significativo. Sin embargo, algunas fugas, incluso las más pequeñas, pueden ser responsables de un porcentaje considerable de ese costo. Reparar una pequeña fuga de costoso gas argón, por ejemplo, puede ofrecer ahorros drásticamente mayores en comparación con detener una gran fuga de aire comprimido de menor costo. Aprenda cómo los ahorros en fugas pueden sumarse rápidamente.
• Fugas molestas: Finalmente, puede tener una amplia variedad de fugas menores que no presentan riesgos de seguridad y no son responsables de pérdidas importantes. Puede esperar para abordar estas fugas de baja prioridad cuando su personal de mantenimiento no esté ocupado con otras tareas más críticas.

Consideramos útil capacitar y volver a capacitar a ingenieros y técnicos en una variedad de temas para mejorar sus habilidades para identificar y abordar diferentes tipos de fugas. La capacitación puede incluir todo, desde educación sobre la selección adecuada de materiales hasta cursos prácticos de desarrollo de habilidades en procedimientos de instalación de accesorios y doblado de tubos. Afortunadamente, Swagelok ofrece muchos programas de capacitación y educación especializados para garantizar que su planta opere de manera segura y eficiente. Cuando su equipo capacitado se centre en identificar y detener las fugas, su planta realizará operaciones más seguras y rentables.

Para obtener más información sobre cómo identificar y solucionar fugas, así como capacitar a su equipo en las mejores prácticas, comuníquese con su centro local de ventas y servicio Swagelok.