Detección y Prevención de Fugas en Sistemas de Fluidos: Guía Completa

Causas Comunes y Costos de las Fugas en Sistemas de Fluidos

Nick Iverson, Ingeniero de Campo, Norteamérica

Las fugas en sistemas de fluidos son una ocurrencia común en la mayoría de las plantas. Dado que usted es responsable de mantener la seguridad y la rentabilidad de su planta, incluso la fuga más pequeña puede representar un problema. Por eso resulta útil comprender cómo y por qué se producen las fugas, cómo localizarlas y probarlas, y finalmente cómo desarrollar una estrategia para abordarlas y reducirlas en toda la planta.

El Costo de las Fugas

Aunque las fugas son frecuentes en las plantas, existen muchas razones financieras para abordarlas 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 del fluido puede provocar costosos daños en los equipos, como desgaste prematuro y fallos en la maquinaria.
• Las plantas reducen su potencial de producción cada vez que detienen un proceso para reparar una fuga. Este tiempo de inactividad puede resultar en una pérdida significativa de beneficios.
• Su equipo puede producir inadvertidamente un producto fuera de especificación debido a una calibración o funcionamiento incorrecto del instrumento a causa de una fuga. Ese material debe entonces retrabajarse, venderse a precio reducido o desecharse.
• Los goteos de aceite por fugas pueden crear un entorno de trabajo inseguro, causando resbalones y accidentes. Las emisiones fugitivas también pueden ser costosas de reparar y peligrosas para la salud de sus empleados.
• Las fugas pueden acarrear multas graves por incumplimiento si los sistemas y equipos violan las regulaciones de seguridad.
• Localizar y reparar fugas requiere tiempo y dinero. Puede necesitar contratar un equipo especializado para gestionar fugas de productos químicos tóxicos, enfrentando potencialmente el costo de un cierre del sistema para una inspección exhaustiva.

Tres Causas Comunes de Fugas en Sistemas de Fluidos

Puede resultar sorprendente saber que la mayoría de las fugas no son el resultado de piezas de calidad inferior. Más bien, ocurren debido a errores humanos, ya sea por la instalación de un componente o por la selección del mismo. Elegir los componentes adecuados e instalarlos correctamente puede mejorar la seguridad de la planta y ahorrar tiempo y costos significativos.

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

• Sellos Metal-Metal Poco Fiables: Crear y mantener sellos metal-metal altamente fiables puede ser difícil, especialmente con el tiempo. Las directrices del fabricante deben seguirse con precisión para evitar fugas al usar estos sellos. En algunos casos con válvulas, incluso puede ser conveniente reemplazar el componente por uno con un sello de asiento blando, especialmente cuando se requiere un cierre repetitivo de gas.
• Instalación Incorrecta de Racores para Tubos: Ensamblar correctamente los racores para tubos 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 ensamblar correctamente un racor, incluyendo la orientación adecuada de las ferrulas y el uso de un calibrador de holgura para verificar la cantidad correcta de tracción.
• Mala Selección, Manipulación y Preparación de Tubos: La selección y preparación de sus tubos también puede aumentar el potencial de fugas. Los materiales de tubería incompatibles con el fluido de proceso o el entorno externo serán propensos a la corrosión, fallos prematuros y fugas. Además, tubos cortados de forma irregular o que han sido abollados, rayados o no han sido desbarbados pueden comprometer la capacidad de sellado del racor.

Tres Tipos de Fugas

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

Fuga Real: Fuga resultante del fallo 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: Liberación de fluido atrapado internamente en un sistema de fluidos debido a desgasificación del material, fluidos absorbidos o adsorbidos, atrapamiento en grietas o tramos muertos.

Permeación: Paso de fluido a través de una barrera de presión que no tiene orificios lo suficientemente grandes como para permitir el paso de más que una pequeña fracción de moléculas a través de cualquier orificio individual.

Métodos de Detección de Fugas

En general, la mayoría de las pruebas de fugas se realizan en un sistema presurizado, ya sea con el fluido de proceso real o con un fluido sustituto como agua, aire, nitrógeno o helio. Para fines prácticos, los métodos de prueba pueden segmentarse en los que se realizan típicamente en equipos instalados versus los que se realizan más comúnmente en banco de pruebas (o en laboratorio).

1. Prueba Visual: Es el tipo más fundamental de prueba de fugas para un sistema líquido. Las fugas se indican por goteras reales o humectación superficial debajo de las fugas. Se realiza más comúnmente en equipos instalados, aunque también se usa habitualmente en banco para probar conjuntos de mangueras.
2. Prueba de Burbujas: Es una prueba simple y rentable para sistemas de gas. Utiliza un surfactante de película fina (como Snoop) o inmersión en 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 de burbujas.
3. Prueba de Cambio de Presión: Se usa tanto para líquidos como para gases. El equipo bajo prueba se presuriza en condición aislada a una presión prescrita durante una duración prescrita. La fuga resulta en una caída gradual de presión que es medible. Un tipo común es la Prueba de Decaimiento de Presión. Se realiza más comúnmente en banco, aunque puede realizarse en equipos instalados con consideraciones cuidadosas de diseño de prueba. Requiere equipo mínimo y puede automatizarse.
4. Prueba Ultrasonora Aerotransportada: Se usa en sistemas de gas. Requiere un dispositivo de medición ultrasónica aerotransportada que puede usarse para localizar la presencia de una fuga. Para sistemas presurizados, esta prueba puede usarse para aproximar la tasa de fuga. También puede realizarse en sistemas no presurizados usando un dispositivo generador de sonido adicional, interno. La prueba ultrasónica aerotransportada se usa comúnmente en equipos instalados.
5. Prueba de Espectrometría de Masas: Se usa en sistemas de gas. Un espectrómetro de masas detecta la presencia de cantidades traza de gas filtrado y cuantifica la fuga. Casi exclusivamente se realiza usando helio como sustituto, en cuyo caso se denomina Prueba de Fugas con Helio. La prueba externa se usa para sistemas presurizados mientras que la interna se usa en sistemas de vacío. Este método se usa más comúnmente en banco para identificar fugas muy pequeñas.

Priorización de Fugas

Si bien no es posible abordar todo tipo de fugas en una planta de inmediato, su equipo puede trabajar para categorizar las fugas y así priorizar las oportunidades de mantenimiento y reparación.

• Fugas Peligrosas: Cualquier fuga que presente un problema de seguridad debe ser la máxima prioridad. Esto incluye fugas de gases nocivos y productos químicos cáusticos, así como fugas que crean riesgos de resbalones y caídas. Haga que sus gestores de riesgos identifiquen primero estos problemas de seguridad, y luego envíe a sus mejores técnicos de mantenimiento para repararlos de inmediato.
• Fugas Costosas: En conjunto, todas las fugas de su planta pueden sumar un costo significativo. Sin embargo, algunas fugas, incluso pequeñas, pueden ser responsables de un porcentaje considerable de ese costo. Reparar una pequeña fuga de gas argón costoso, por ejemplo, puede ofrecer ahorros drásticamente mayores comparado con detener una gran fuga de aire comprimido de menor costo. Descubra cómo los ahorros por 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 mayores. Puede esperar para abordar estas fugas de baja prioridad cuando su personal de mantenimiento no esté apurado con otras tareas más críticas.

Resulta útil capacitar y reciclar a ingenieros y técnicos en una variedad de temas para mejorar sus habilidades en la identificación y abordaje de diferentes tipos de fugas. La capacitación puede incluir desde educación sobre selección adecuada de materiales hasta cursos prácticos de desarrollo de habilidades en doblado de tubos e instalación de racores. Afortunadamente, Swagelok ofrece muchos programas especializados de capacitación y educación para asegurar que su planta opere de manera segura y eficiente. Cuando su equipo capacitado se enfoca en identificar y detener fugas, su planta logrará operaciones más seguras y rentables.

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