APUNTES MOD 3-SUB 1

COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTFICOS Y TECNOLGICOS DEL

ESTADO DE MICHOACN

APUNTES

MDULO III:

EFECTUAR EL MANTENIMIENTO A LAZOS DE CONTROL DE

PROCESOS INDUSTRIALES FSICOS.

SUBMODULOII:

EFECTUAR EL MANTENIMIENTO A LOS INSTRUMENTOS

EMPLEADOS EN SISTEMAS DE CONTROL.

PROFESOR:

ING. EDGAR IVN ARREGUN PONCE.

LZARO CRDENAS, MICHOACN 03 DE DICIEMBRE DE 2010

CECyTEM 05 Guacamayas ACADEMIA DE INSTRIMENTACIN

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RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Al trmino del modulo el alumno ser capaz de:

Realizar mantenimiento a los lazos de control de procesos industriales fsicos, aplicando las

normas de higiene y seguridad.

SITIOS DE INSERCIN: En las reas donde se operen instrumentos de medicin y

control, tales como: Departamento de instrumentacin (auxiliar en el mantenimiento y

calibracin de de instrumentos para variables fsicas), departamento electrnico, (auxiliar

en el control de motores).

INTRODUCCIN: Un proceso industrial esta compuesto de gran variedad de elementos,

estos elementos tienen igual importancia dentro del lazo de control automtico, y la falla de

cualquiera de esos elementos provoca grandes prdidas a la empresa; de ah la gran

importancia del llevar a cabo un plan de mantenimiento adecuado, ya sea preventivo o

correctivo.

Todo mantenimiento debe llevarse a cabo cumpliendo con procedimientos adecuados, los

cuales llevan a obtener en primer lugar, la certeza de que el instrumento queda

correctamente calibrado y funcionando adecuadamente, o de lo contrario debe de darnos los

elementos necesarios para determinar si este instrumento debe de ser reemplazado.

Es estudio de cada una de las partes del lazo de control; tales como; elementos primarios de

control, transmisores, controladores, indicadores locales, elementos finales de control, entre

otros; lo realizaremos en dos partes las cuales quedan definidas de la siguiente forma:

Fundamento terico.

Realizacin de mantenimiento.

En el fundamento terico veremos el principio bsico de funcionamiento de los

instrumentos utilizados para medir y controlar las cuatro variables bsicas, y en la

realizacin de mantenimiento veremos y aplicaremos de forma general los procedimientos

para realizar mantenimiento a los instrumentos, as como las normas de seguridad e higiene

que deben de cumplirse cuando se esta realizando el mantenimiento.

Antes de entrar en materia es necesario tomar en cuenta ciertas normas de seguridad e

higiene. Lo primero que debemos de tener en cuenta que antes de cualquier cosa esta

nuestra vida. La segunda consideracin que debemos de tomar es supervisar el lugar para

determinar las condiciones en que se estar trabajando. Ya que pueden existir varios tipos

de ambientes, tales como:

Ambientes ionizantes o radioactivos

Ambientes con fuertes ruidos

Ambientes con temperaturas extremas

Trabajar en las alturas

Ambientes contaminados con qumicos.

Ambientes donde puedan caer objetos

Ambientes donde existe el riesgo de alguna electrocucin.


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Tomando en cuenta los riesgos a los que se puede estar expuesto debemos de utilizar el

equipo de seguridad adecuado, tal como:

a) Casco, para proteccin de la cabeza, y evitar algn dao en el crneo por la cada de algn objeto o cualquier golpe.

b) Orejeras o Tapones, estos se utilizan principalmente en ambientes con ruido excesivo, NOTA: cuando se utiliza este tipo de proteccin es necesario contar en el

lugar con alarmas visuales, ya que nos seria muy complicado atender las alarmas

auditivas.

c) Escalera, Sogas y Arns, estos nos son muy tiles en situaciones donde tenemos que trabajar en lugares altos.

d) Filtros, estos se utilizan cuando se trabaja en ambientes donde tenemos gases en el ambiente, existen varios tipos de estos filtros, tenemos los de papel, los de cartucho

qumico, y las mascarillas que incluyen sistema de aire comprimido.

e) Trajes Trmicos. Este tipo de trajes se utilizan cuando se trabaja en temperatura extrema, ya sea alta o baja.

f) Trajes para Intervenciones en Centrales Nucleares. Este tipo de trajes son idneos para trabajar en ambientes ionizantes y con radiacin.

g) Equipo Dielctrico, este equipo es utilizado para trabajar en sitios donde existe peligro de alguna electrocucin.


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COMPETENCIAS A DESARROLLAR.

1. EFECTUAR EL MANTENIMIENTO A LOS ELEMENTOS PRIMARIOS DE

PRESIN, TEMPERATURA, NIVEL Y FLUJO.

1.1 PRESIN.

Para la medida de la presin se utilizan los barmetros y los manmetros. Los barmetros

miden presin absoluta, respecto al vaco, mientras que los manmetros miden una presin

relativa, diferencial, o presin manomtrica, generalmente una sobre presin (o depresin)

respecto de la presin atmosfrica. Normalmente se llaman barmetros a los instrumentos

que miden la presin atmosfrica.

En nuestro estudio analizaremos solo algunos elementos primarios de presin, tal como:

Tubo Bourdon, Diafragma y Fuelle, Galgas.

Tubo Bourdon: Los tubos de Bourdon son tubos curvados en forma circular de seccin

ovalada. La presin a medir acta sobre la cara interior del tubo, con lo que la seccin

ovalada se aproxima a la forma circular. Mediante el acodamiento del tubo de Bourdon se

producen tensiones en el borde que deflexiona el tubo. El extremo del tubo ejecuta un

movimiento que representa una medida de la presin el cual se traslada a una aguja

indicadora.

Para presiones hasta 40 bar se utilizan en general tubos curvados de forma circular con un

ngulo de torsin de 270, para presiones superiores, tubos con varias vueltas en forma de

tornillo.

Los tubos de Bourdon tienen una fuerza de retorno relativamente baja. Por ello, debe

tenerse en cuenta su influencia en la indicacin, en los equipos adicionales como por

ejemplo indicadores de seguimiento, transmisores de seal lmite o potencimetros de

control remoto. Los instrumentos de medicin de tubo de Bourdon solamente pueden

protegerse contra sobrecarga de manera limitada mediante el apoyo del tubo medidor con

un valor lmite de presin.


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El diafragma: Consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rgidamente entre si

por soldadura, de forma que al aplicar presin, cada capsula se deforma y la suma de los

pequeos desplazamientos es amplificada por un juego de palancas. El sistema se proyecta

de tal modo que, al aplicar presin, el movimiento se aproxima a una relacin lineal en un

intervalo de medida lo mas amplio posible con un mnimo de histresis y de desviacin

permanente en el cero del instrumento.

El material del diafragma es normalmente aleacin de nquel. Se utiliza para pequeas

presiones.

El fuelle: Es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente,

y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.

Hay que sealar que los elementos de fuelle se caracterizan por su larga duracin,

demostrada en ensayos en los que han soportado sin deformacin alguna millones de ciclos

de flexin. El material empleado para el fuelle es usualmente bronce fosforoso y el muelle

es tratado trmicamente para mantener fija su constante de fuerza por unidad de

compresin. Se emplean para pequeas presiones.

Galgas: Se basan en la variacin de longitud y de dimetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensin mecnica

por la accin de una presin.

Existen dos tipos de galgas extensomtricas: galgas cementadas formadas por varios bucles

de hilo muy fino que estn pegados a una hoja base de cermica, papel o plstico, y galgas

sin cementar en las que los hilos de resistencia descansan entre un armazn fijo y otro

mvil bajo una ligera tensin inicial.

En ambos tipos de galgas, la aplicacin de presin estira o comprime los hilos segn sea la

disposicin que el fabricante haya adoptado, modificando pues la resistencia de los mismos.


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La galga forma parte de un puente de Wheatstone y cuando est sin tensin tiene una

resistencia e1ctrica determinada. Se aplica al circuito una tensin nominal tal que la

pequea corriente que circula por la resistencia crea una cada de tensin en la misma y el

puente se equilibra para estas condiciones.

Cualquier variacin de presin que mueva el diafragma del transductor cambia la

resistencia de la galga y desequilibra el puente.

El intervalo de medida de estos transductores vara de 0-0,6 a 0-10 000 bar y su precisin es

del orden de 0,5%


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1.2 FLUJO.

En el desarrollo de este captulo analizaremos el principio bsico de funcionamiento de

algunos elementos primarios de medicin de flujo, tal como: Placa de orificio, Tubo

Venturi, Rotametros, y Medidor de Caudal tipo Magntico.

Para lo cual los dividiremos en medidores de presin diferencial y tipo rea y tipo

magntico.

PRESION DIFERENCIAL.

Este mtodo se apoya en la ecuacin de continuidad y el teorema de Bernoulli. La

ecuacin de continuidad establece que la cantidad de fluido que circula por una tubera

permanece constante y que este es igual al producto de velocidad que lleva por el rea de la

tubera por donde circula. Y para medir se utiliza la presin diferencial.

Placa de orificio: La placa de orificio consiste en una placa perforada que se instala en la

tubera. El orificio de la placa, puede ser: concntrico, excntrico y segmental.

Las placas de orificio concntrico; cuando el fluido es limpio y no lleva slidos en

suspensin.

Las placas excntricas; se emplean para fluidos con slidos en suspensin.

Las placas segmentadas; se emplean cuando el fluido presenta dos fases muy notorias.

(Vapor y condensado de vapor lquidos calientes y su vapor)

Con el fin de evitar arrastres de slidos o gases que pueda llevar el fluido, la placa

incorpora, normalmente, un pequeo orificio de purga.

Para captar la presin diferencial que origina la placa de orificio, es necesario conectar dos

tomas, una en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa. La disposicin de las

tomas, puede ser: en las bridas, en la vena contrada, y en la tubera.


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Las tomas en la brida se usan para tamaos de tubera de 2 in (50,8 mm) o superiores.

En el caso de las tomas en la vena contrada, la toma antes de la placa se sita a 1 in

(25,4mm) de distancia de la placa, mientras que la toma posterior se debe situar en el punto

de mnima presin, donde la vena alcanza su dimetro ms pequeo.

Las tomas en la tubera se sitan a 2 1/2 y 8 dimetros de tubera respectivamente, antes y

despus de la placa de orificio.

Tobera: Es tambin un elemento que produce una prdida de carga por accin de un

angostamiento de la seccin, mucho ms gradual que el que presenta la placa orificio. Es

por ello que se la puede utilizar para medicin de caudal de fluidos con slidos en

suspensin, de dos fases, de vapor o de fluidos viscosos. No obstante se la debe desechar

para fluidos con altos porcentajes de slidos que puedan obturarla.

Su capacidad es mucho mayor que la de una placa de orificio de igual dimetro y la prdida

permanente de presin que produce, es inferior a la de las placas pero superior a la del

Venturi. Su extraccin de la tubera es mucho ms compleja que la de una placa orificio

pues no es suficiente con separar algunos milmetros las tuberas adyacentes.


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Tubo Venturi. En la figura siguiente se muestra el perfil de un tubo Venturi clsico, donde

se puede apreciar la disposicin de las tomas de presin para determinar la presin

diferencial.

Como se aprecia en la figura se pueden destacar tres partes fundamentales: a) una seccin

de entrada cnica convergente en la que la seccin transversal disminuye, lo que se traduce

en un aumento de la velocidad del fluido y una disminucin de la presin; b) una seccin

cilndrica en la que se sita la toma de baja presin, y donde la velocidad del fluido se

mantiene prcticamente constante, y c) una tercera seccin de salida cnica divergente en la

que la seccin transversal aumenta, disminuyendo la velocidad y aumentando la presin. La

incorporacin de esta seccin de salida permite una recuperacin de la mayor parte de la

presin diferencial producida y, por tanto, un ahorro de energa.

Con el fin de reducir las prdidas de carga causadas por una tobera, puede acoplarse a

continuacin de la tobera una seccin divergente similar a la utilizada para un tubo Venturi,

resultando una combinacin que se denomina Venturi-tobera, como se muestra en la figura

siguiente.

Las principales limitaciones de los tubos Venturi son su elevado costo y la longitud

necesaria para su instalacin, sobre todo para grandes tamaos de tubera. Sin embargo,

debido a su baja prdida de carga, son justificados en casos donde tienen que bombearse

grandes cantidades de lquido de forma continua. Cuando la prdida de carga no es

importante, suele prescindirse del tubo Venturi y sustituirse por una placa de orificio debido

a su menor coste y mayor facilidad de instalacin y mantenimiento.


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MEDIDOR MAGNETICO DE CAUDAL

Su operacin se basa en el principio electrodinmico segn el cual, un conductor elctrico

de longitud D que se mueve en un campo magntico de intensidad H a una velocidad V,

genera en sus extremos un voltaje E proporcional a dichas variables segn la expresin

E = K x H x D x V

En el caso que nos ocupa, el conductor est representado por un cilindro de dimetro igual

al interno de la tubera y de altura infinitsima.

Fijada la intensidad de campo mediante bobinas dispuestas alrededor de la tubera el voltaje

producido depende nicamente de la velocidad, y es proporciona] a ella Esta relacin lineal

entre caudal y seal de salida representa una ventaja adicional sobre los elementos de

presin diferencial.

Como todo el fluido que, circulando por la tubera y sometido a la accin del campo

magntico, genera una tensin, la medicin de la tensin E se realiza puntualmente

mediante dos electrodos, dispuestos en el eje normal al de la tubera y al del campo

magntico, nicos puntos conductores en el tramo de tubera sometida al campo. El resto se

mantiene aislado elctricamente.

Si bien el costo de estos equipos es elevado y muy especialmente en .comparacin con los

sencillos elementos que generan presin diferencial, presentan las siguientes ventajas:


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Es prcticamente el nico mtodo capaz de medir caudal sin introduccin de elementos extraos en la tubera lo cual lo independiza de las caractersticas

desfavorables que pueda presentar el fluido.

La prdida de carga permanente que produce es muy baja.

El hecho de no presentar partes en movimiento reduce, como es habitual, las tareas de mantenimiento.

Previendo la utilizacin de recubrimientos adecuados, se puede medir caudal en fluidos muy viscosos.

Por su naturaleza, la medicin no se ve influenciada por cambios en la densidad, viscosidad, temperatura o conductividad del fluido por encima de un umbral

mnimo.

MEDIDORES SEGN SU REA.

Rotmetro: Est compuesto bsicamente por dos partes. Una de ellas es un tubo de vidrio

habitualmente construido en borosilicato instalado verticalmente en la tubera, de forma

tronco cnico con su parte ms ancha hacia arriba. La otra es un "flotador" que puede

moverse libremente dentro del tubo a lo largo del eje vertical. El fluido circula de abajo

hacia arriba. Externamente al tubo, el rotmetro lleva graduada una escala y el caudal se

obtiene por la lectura en dicha escala de la posicin correspondiente al borde del flotador.

El flotador permanece en una posicin de equilibrio cuando las fuerzas ascendentes de

flotacin y de arrastre lo elevan, aumentando el rea de pasaje, hasta igualar a las

descendente, producto de su propio peso.


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Los diferentes caudales corresponden a las secciones anulares que quedan libres para el

pasaje del fluido entre la pared interna del tubo de vidrio y la periferia del flotador. La

relacin caudal-altura de flotador es lineal ya que la seccin anular antes mencionada

tambin lo es con la altura del flotador.

Si bien su utilizacin est limitada a fluidos que no sean oscuros, se los puede implementar

de manera tal que la posicin del flotador se infiera magntica o elctricamente. Es un

elemento especialmente adecuado para tuberas de 3" o menores y permite trabajar con

relaciones de caudal mximo a mnimo de hasta 10 a 1.

Instalado en conjunto con una placa de orificio, y derivando hacia l una porcin conocida

del caudal principal, se lo puede utilizar para medir el caudal que circula por la tubera en la

cual est instalada la placa orificio.

Proveen lecturas con una exactitud de + 2% del caudal mximo y entre sus principales

ventajas est la simplicidad y el bajo costo. En la medicin de bajos caudales, los fluidos

debern estar libres de slidos en suspensin para evitar daos en el flotador y obstaculizar

la muy estrecha aren anular disponible.

1.3 TEMPERATURA.

Durante nuestro estudio veremos 3 tipos de sensores: Termopares, RTDs y Termmetro de Bulbo y Tubo Capilar.

Termopares: Es un dispositivo para la medicin de temperatura, basado en efectos

termoelctricos. Es un circuito formado por dos conductores de metales diferentes o

aleaciones de metales diferentes, unidos en sus extremos y entre cuyas uniones existe una

diferencia de temperatura, que origina una fuerza electromotriz efecto Seebeck.

La fuerza electromotriz generado por el termopar es una funcin de la diferencia de

temperaturas entre la unin fra y caliente, pero mas especficamente, sta es generada

como un resultado de los gradientes de temperatura los cuales existen a lo largo de la

longitud de los conductores.

La magnitud de la FEM depende de los materiales de los conductores utilizados por el

termopar y de sus condiciones metalurgicas. Subsecuentes cambios en la composicin del

material causados por contaminacin, mecanismos extraos, o choques termales influyen y

modifican la FEM.


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Con el tiempo y el uso, la degradacin del termopar es inevitable, por lo que un esquema

de: calibracin inicial, verificaciones regulares y reemplazo eventual debe ser establecido.

Si por razones practicas la longitud de los termopares se incrementa, esta ser hecha por el

empleo de la extensin correcta. El cable de extensin consiste de conductores hechos

nominalmente del mismo material de los conductores del termopar.

Tenemos varios tipos de termopares, tal y como se muestra en la siguiente tabla.

Cobre - Constantn (T)

Se utiliza para medir temperaturas entre los -18.5C a 379C y son de un precio bajo y

ofrecen resistencia a la corrosin en atmsferas hmedas. Pueden ser usados en atmsferas

reductoras y oxidantes.

Hierro - Constantn (J)

Se aplican normalmente para temperaturas, que van de -15C a 750C, dependiendo de su

calibre. Son recomendables para usarse en atmsferas donde existe deficiencia de oxigeno

libre. Son recomendables ampliamente en atmsferas reductoras. Como tienen un precio

relativamente bajo son muy ampliamente usados para la medicin de temperaturas dentro

de su rango recomendado.

Cromel - Constantn (E)

Se emplean primordialmente en atmsferas oxidantes.

Cromel - Alumel (K)

El rango de temperatura recomendado es desde los 280C a 580C de acuerdo con el

calibre del alambre usado. Este tipo de termopares presta un servicio optimo en atmsferas

oxidantes aunque tambin se puede usar en atmsferas reductoras o alternativamente

oxidantes o reductoras o siempre y cuando se use un tubo de proteccin apropiado y

ventilado.


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Platino - Radio (R y S)

Si se cuenta con una proteccin adecuada sirven para la medicin de temperaturas hasta de

1650C en atmsferas oxidantes. Estos termopares se contaminan con facilidad cuando se

usan en cualquier otra atmsfera por lo que deben ser tomadas algunas precauciones en el

caso de usarse en estas condiciones, mediante tubos de proteccin adecuados. Los vapores

metlicos, el hidrogeno y los silicones son veneno para este tipo de termopares.

Sus precios, comparando con los dems termopares discutidos son mas altos y si fem.

pequeos por lo que la aplicacin de este tipo de termopares esta restringida a altas

temperaturas.

Tungsteno - Tungsteno y Renio

Este tipo de termopares es recomendado para las mismas temperaturas, que los de

tungsteno - renio. La diferencia esta en que provee 3 veces potencia termoelctrica 1650C.

Con el propsito de establecer uniformidad en la designacin de los termopares y cables de

extensin, se estableci el cdigo de colores para los termopares el cual se muestra a

continuacin.


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Bulbo y Tubo Capilar.

Los sensores de bulbo y tubo capilar se disean para proporcionar una medicin de la

temperatura a cierta distancia del punto de medicin. El elemento sensible o de medicin

(bulbo o ampolla) contiene un gas o un lquido que cambia de volumen, presin o presin

de vapor con la temperatura. Este cambio se comunica por medio de un tubo capilar al tubo

de Bourdon u otro dispositivo sensible a la presin o el volumen. El tubo de Bourdon

responde de tal manera que proporciona un movimiento relacionado en una forma muy

especifica con la temperatura del bulbo. Los sistemas que responden a cambios de volumen

estn completamente llenos con un liquido, en tanto los que responden a cambios de

presin estn llenos de gas, o bien, parcialmente con un liquido voltil. Los cambios en la

presin de gas o el vapor en respuesta a las alteraciones de las temperaturas del bulbo, se

transmiten por el capilar hasta el Bourdon. Estos ltimos bulbos se construyen, a veces, de

tal manera que el capilar se llena con un lquido no voltil.

El movimiento del Bourdon se utiliza directamente o se amplifica por medio de un enlace

mecnico o sistema de engranaje, para impulsar una aguja de un indicador de la

temperatura o para mover una pluma de un registrador de temperaturas. Los bulbos llenos

de fluido comunican la suficiente potencia como para mover mecanismos del controlador e

incluso para activar de forma directa las vlvulas de control. Estos dispositivos se

caracterizan por una capacidad trmica sustancial que, en ocasiones, genera una respuesta

lenta, sobre todo cuando estn encerrados en un poso trmico para efectuar mediciones de

procesos.

Aplicacin

Este tipo de termmetros se utilizan con mucha frecuencia en procesos industriales por

muchas razones.

La simplicidad de estos dispositivos permite lograr construcciones resistentes, minimizando la posibilidad de fallas por daos con una cantidad casi siempre

mnima de mantenimiento.

En casos de fallas del sistema, toda la unidad debe sustituirse o repararse.

Su simplicidad puede permitir incluso un diseo general poco costoso del equipo de control.

Tal como se utilizan normalmente en las industrias de proceso, la sensibilidad y el

porcentaje de exactitud de alcance son, casi siempre, semejantes a otros instrumentos de

calidad del tipo industrial para la determinacin de temperaturas. La sensibilidad y la

precisin absoluta no son equiparables a las de algunos instrumentos elctricos de corta

duracin que se utilizan en conexin con bulbos de termmetros de resistencia. Asimismo,

la mxima temperatura es ms limitada que en ciertos dispositivos elctricos de medicin.

El capilar permite una separacin considerable entre el punto de medicin y el punto en que


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se indica la temperatura; pero comnmente se limita a 250 pies. Con frecuencia, es ms

econmico usar transmisores para llevar la seal a distancias superiores a 100 pies.

RTD: Los RTD son sensores de temperatura resistivos. En ellos se aprovecha el efecto que

tiene la temperatura en la conduccin de los electrones para que, ante un aumento de

temperatura, haya un aumento de la resistencia elctrica que presentan. Este aumento viene

expresado como:

Donde:

R es la resistencia a una temperatura de TC

R0 es la resistencia a 0C

T es la temperatura

Los sensores RTD suelen ir asociados a montajes elctricos tipo Puente de Wheatstone, que

responden a la variacin de la resistencia elctrica por efecto de la temperatura para

originar una seal analgica de 4-20 mA que es la que se utiliza en el sistema de control

correspondiente como seal de medida.

Existen varios tipos de RTD, pero el mas utilizado es el PT100, el cual es un termmetro de

platino que proporciona una resistencia de 100 a 0 C cuyas caractersticas mas destacables son las condiciones de trabajo, la robustez del dispositivo le permite hacer

mediciones confiables desde -200C hasta 850C, adems con el uso de una adecuada

extensin podemos hacer mediciones confiables y precisas hasta 30m de distancia. El nico

inconveniente que se podra presentar es la humeada, pero solo por que se deterioran los

cables, haciendo as posible la generacin de ruido.

Para un sensor PT100, un 1 cambio de temperatura del C causar un cambio de 0.384

ohmios en resistencia, la resistencia de los alambres que conducen al sensor puede causar

un error grande en la medida de la temperatura. Para el trabajo de precisin, los sensores


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tienen cuatro alambres dos para llevar el sentido de la corriente, y dos para medir el voltaje

a travs del elemento del sensor.

1.4. NIVEL.

Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de lquidos y de slidos.

MEDIDORES DE NIVEL DE LQUIDOS

Los medidores de nivel de lquidos trabajan midiendo, bien directamente la altura de

lquido sobre una lnea de referencia, bien la presin hidrosttica, bien el desplazamiento

producido en un flotador por el propio lquido contenido en el tanque del proceso, o bien

aprovechando caractersticas elctricas del lquido.

Los instrumentos de medida directa se dividen en:

Medidor de sonda

Medidor de cinta y plomada

Medidor de nivel de cristal

Medidor de flotador.

Los aparatos que miden el nivel aprovechando la presin hidrosttica se dividen en:

Medidor manomtrico

Medidor de membrana

Medidor de tipo burbujeo

Medidor de presin diferencial de diafragma


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Los instrumentos que utilizan caractersticas elctricas del lquido se clasifican en:

Medidor conductivo

Medidor capacitivo

Medidor ultrasnico

Medidor de radiacin

Medidor lser

Medidor de sonda; consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud conveniente

para introducirla dentro del depsito. La determinacin del nivel se efecta por la lectura

directa de la longitud mojada por el lquido. En el momento de la lectura el estanque debe

estar abierto a presin atmosfrica. Se utiliza generalmente en estanques de gasolina.

Otro medidor consiste en una varilla graduada, con un gancho que se sumerge en el seno

del lquido y se levanta despus hasta que el gancho rompe la superficie del lquido. La

distancia desde esta superficie hasta la parte superior del estanque representa

indirectamente el nivel. Se emplea en estanques de agua a presin atmosfrica.

Medidor de cinta y plomada; este sistema es parecido a los anteriores, consta de una cinta

graduada y un plomo en la punta. Se emplea cuando es difcil que la regla tenga acceso al

fondo del estanque.

Medidor de cristal; consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectador a bloques

metlicos y cerrados por prensaestopas que estn unidos al estanque generalmente mediante

tres vlvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del

lquido en caso de rotura del cristal y una de purga.

El nivel de cristal normal se emplea para presiones hasta 7 bar. A presiones ms elevadas el

cristal es grueso, de seccin rectangular y est protegido por una armadura metlica.


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Medidor de flotador; consiste en un flotador ubicado en el seno del lquido y conectado al

exterior del estanque indicando directamente el nivel sobre una escala graduada. Es el

modelo ms antiguo y el ms utilizado en estanques de gran capacidad tales como los de

petrleo y gasolina. Tiene el inconveniente de que las partes mviles estn expuestas al

fluido y pueden romperse, adems el flotador debe mantenerse limpio.

Hay que sealar que en estos instrumentos, el flotador puede tener formas muy variadas y

estar formados por materiales muy diversos segn sea el tipo de fluido. Los instrumentos de

flotador tienen una precisin de 0,5 %. Son adecuados en la medida de niveles en tanques

abiertos y cerrados a presin o a vaco, y son independientes del peso especfico del

lquido.


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Medidor manomtrico; consiste en un manmetro conectado directamente a la inferior del

tanque. El manmetro mide la presin debida a la altura de lquido h que existe entre el

nivel del tanque y el eje del instrumento. As pues, el rango de medida del instrumento

corresponder a:

P = hg

h = altura de lquido en m

= densidad del lquido en Kg/m3 g = 9,8 m/s

2

Como las alturas son limitadas, el rango de medida es bastante pequeo, de modo que el

manmetro utilizado tiene un elemento de medida del tipo fuelle. El instrumento slo sirve

para fluidos limpios ya que si el lquido es corrosivo, coagula o bien tiene slidos en

suspensin, el fuelle puede destruirse o bien bloquearse perdiendo su elasticidad; por otra

parte, como el rango de medida es pequeo no es posible utilizar sellos de diafragma. La

medida est limitada a tanques abiertos y el nivel viene influido por las variaciones de

densidad del lquido.

Medidor de membrana; utiliza una membrana conectada con un tubo unido al instrumento

receptor. La fuerza ejercida por la columna de lquido sobre el rea de la membrana

comprime el aire interno a una presin igual a la ejercida por la columna de lquido. El

instrumento es delicado ya que cualquier pequea fuga del aire contenido en el diafragma

destruira la calibracin del instrumento.

Medidor de tipo burbujeo; mediante un regulador de caudal se hace pasar por un tubo

(sumergido en el deposito hasta el nivel mnimo), un pequeo caudal de aire o gas inerte

hasta producir una corriente continua de burbujas. La presin requerida para producir el

flujo continuo de burbujas es una medida de la columna de lquido.

Este sistema ofrece muchas ventajas en aplicaciones con lquidos corrosivos con materiales

en suspensin (el fluido no penetra en el medidor, ni en la tubera de conexin).


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Medidor de presin diferencial; consiste en un diafragma en contacto con el lquido del

tanque, que mide la presin hidrosttica en un punto del fondo del tanque. En un tanque

abierto esta presin es proporcional a la altura del lquido en ese punto y a su peso

especfico, es decir: P = hg en la que:

P = presin

h = altura del lquido sobre el instrumento

= densidad del lquido g = 9,8 m/s

2

El diafragma forma parte de un transmisor neumtico, electrnico o digital de presin

diferencial. El diafragma est fijo en la pared del tanque este se monta en la parte inferior

del tanque para permitir si dificultades la medicin de nivel de fluidos, tales como pasta de

papel y lquidos con slidos en suspensin.

Medidor de nivel de tipo desplazamiento; consiste en un flotador parcialmente sumergido

en el lquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsin unido rgidamente al

tanque. Dentro del tubo y unido a su extremo libre se encuentra una varilla que transmite el

movimiento de giro a un transmisor exterior al tanque.

El tubo de torsin se caracteriza fundamentalmente porque el ngulo de rotacin de su

extremo libre es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Al aumentar el nivel, el

lquido ejerce un empuje sobre el flotador igual al volumen de la parte sumergida

multiplicada por la densidad del lquido, tendiendo a neutralizar su peso propio, as que el

esfuerzo medido por el tubo de torsin ser muy pequeo. Por el contrario, al bajar el nivel,

menor parte del flotador queda sumergida, y la fuerza de empuje hacia arriba disminuye,

resultando una mayor torsin.


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La precisin es del orden de 0,5 % a 1 % y el intervalo de medida puede variar de 0-

300 a 0-2000 mm C H2O. El instrumento puede utilizarse en tanques abiertos y cerrados a

presin o a vaco, tiene una buena sensibilidad pero presenta el inconveniente del riesgo de

depsitos de slidos o de crecimiento de cristales en el flotador que afectan a la precisin

de la medida y es apto slo para la medida de pequeas diferencias de nivel (2000 mm

mximo estndar).

El medidor de nivel conductivo o resistivo; consiste en uno o varios electrodos y un rel

elctrico o electrnico que es excitado cuando el lquido moja a dichos electrodos. El

lquido debe ser lo suficientemente conductor como para excitar el circuito electrnico, y de

este modo el aparato puede discriminar la separacin entre el lquido y su vapor, tal como

ocurre, en el nivel de agua de una caldera de vapor. La impedancia mnima es del orden de

los 20 M/cm, y la tensin de alimentacin es alterna para evitar fenmenos de oxidacin en las sondas por causa del fenmeno de la electrlisis. Cuando el lquido moja los

electrodos se cierra el circuito electrnico y circula una corriente segura del orden de los 2

mA; el rel electrnico dispone de un temporizador de retardo que impide su enclavamiento

ante una ola del nivel del lquido o ante cualquier perturbacin momentnea o bien en su

lugar se disponen dos electrodos poco separados enclavados elctricamente en el circuito.

El instrumento se emplea como alarma o control de nivel alto y bajo, utiliza rels elctricos

para lquidos con buena conductividad y rels electrnicos para lquidos con baja

conductividad. Montado en grupos verticales de 24 o ms electrodos, puede complementar

los tpicos niveles de vidrio de las calderas, y se presta a la transmisin del nivel a la sala de

control y a la adicin de las alarmas correspondientes.

El instrumento es verstil, sin partes mviles, su campo de medida es grande con la

limitacin fsica de la longitud de los electrodos. El lquido contenido en el estanque debe

tener un mnimo de conductividad y si su naturaleza lo exige, la corriente debe ser baja para

evitar la deterioracin del producto. Por otro lado, conviene que la sensibilidad del aparato

sea ajustable para detectar la presencia de espuma en caso necesario.

Medidor de nivel capacitivo; mide la capacidad del condensador formado por el electrodo

sumergido en el lquido y las paredes del estanque. La capacidad del conjunto depende

linealmente del nivel del lquido.


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En fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad total del sistema se

compone de la del lquido, la del gas superior y la de las conexiones superiores. En fluidos

conductores el electrodo est aislado usualmente con tefln interviniendo las capacidades

adicionales entre el material aislante y el electrodo en la zona del lquido y del gas.

La precisin de los transductores de capacidad es de 1 %. Se caracterizan por no tener

partes mviles, son ligeros, presentan una buena resistencia a la corrosin y son de fcil

limpieza. Su campo de medida es prcticamente ilimitado. Tiene el inconveniente de que la

temperatura puede afectar las constantes dielctricas (0,1 % de aumento de la constante

dielctrica / C) y de que los posibles contaminantes contenidos en el lquido puedan

adherirse al electrodo variando su capacidad y falseando la lectura, en particular en el caso

de lquidos conductores.

Medidor de nivel ultrasnico; se basa en la emisin de un impulso ultrasnico a una

superficie reflectante y la recepcin del eco del mismo en un receptor. El retardo en la

captacin del eco depende del nivel del tanque. Los sensores trabajan a una frecuencia de

unos 20 KHz. Estas ondas atraviesan con cierto amortiguamiento o reflexin el medio

ambiente de gases o vapores y se reflejan en la superficie del slido o del lquido.

La precisin de estos instrumentos es de 1 a 3 %. Son adecuados para todos los tipos de

tanques y de lquidos o fangos pudiendo construirse a prueba de explosin. Presentan el

inconveniente de ser sensibles a la densidad de los fluidos y de dar seales errneas cuando

la superficie del nivel del lquido no es ntida como es el caso de un lquido que forme

espuma, ya que se producen falsos ecos de los ultrasonidos.

La utilizacin de la computadora permite, a travs de un programa, almacenar el perfil

ultrasnico del nivel, y as tener en cuenta las caractersticas particulares de la superficie

del lquido, tal como la espuma, con lo cual se mejora la precisin de la medida.


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El sistema de medicin de nivel radiactivo; consiste en un emisor de rayos gamma

montado verticalmente en un lado del tanque y con un contador que transforma la radiacin

gamma recibida en una seal elctrica de corriente continua. Como la transmisin de los

rayos es inversamente proporcional a la masa del lquido en el tanque, la radiacin captada

por el receptor es inversamente proporcional al nivel del lquido ya que el material absorbe

parte de la energa emitida. Los rayos emitidos por la fuente son similares a los rayos X,

pero de longitud de onda ms corta. La fuente radiactiva pierde igualmente su radiactividad

en funcin exponencial del tiempo.

La vida media (es decir, el tiempo necesario para que el emisor pierda la mitad de su

actividad) vara segn la fuente empleada. En el cobalto 60 es de 5,5 aos y en el cesio 137

es de 33 aos y en el americio 241 es de 458 aos. Las paredes del tanque absorben parte de

la radiacin y al detector llega slo un pequeo porcentaje. Los detectores son, en general,

detectores de cmara inica y utilizan amplificadores de CD. o de CA. El instrumento

dispone de compensacin de temperatura, de linealizacin de la seal de salida, y de

reajuste de la prdida de actividad de la fuente de radiacin. Como desventajas en su

aplicacin figuran el blindaje de la fuente y el cumplimiento de las leyes sobre proteccin

de radiacin. La precisin en la medida es de 0,5 a 2 %, y el instrumento puede

emplearse para todo tipo de lquidos ya que no esta en contacto con el proceso. Su lectura

viene influida por el aire o los gases disueltos en el lquido. El sistema se emplea en caso de

medida de nivel en estanques de acceso difcil o peligroso. Es ventajoso cuando existen

presiones elevadas en el interior del estanque que impiden el empleo de otros sistemas de

medicin. Hay que sealar que el sistema es caro y que la instalacin no debe ofrecer

peligro alguno de contaminacin radiactiva siendo necesario sealar debidamente las reas

donde estn instalados los instrumentos y realizar inspecciones peridicas de seguridad.

Medidor de nivel Lser; se utiliza en aplicaciones donde las condiciones son muy duras, y

donde los instrumentos de nivel convencionales fallan; tal es el caso de la medicin de

metal fundido, donde la medida del nivel debe realizarse sin contacto con el lquido y a la

mayor distancia posible por existir unas condiciones de calor extremas. El sistema consiste

en un rayo lser enviado a travs de un tubo de acero y dirigido por reflexin en un espejo

sobre la superficie del metal fundido. El aparato mide el tiempo que transcurre entre el

impulso emitido y el impulso de retorno que es registrado en un fotodetector de alta

resolucin, y este tiempo es directamente proporcional a la distancia del aparato emisor a la

distancia a la superficie del metal en fusin, es decir, da la lectura del nivel.


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PROCEDIMIENTOS

Pagina: 24 de 78 rea: Laboratorio de Instrumentacin

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Fecha Rev.: Abril 2006

Fecha sust.: Manual de Procedimientos de Mantenimiento Electrnico

Clave: CEC - 0915-1AAM Laboratorio de Instrumentacin

PROCEDIMIENTO PARA EL MANTENIMIENTO A SENSORES DE TEMPERATURA.

HOJA DE RUTA: Este procedimiento mediante la hoja de ruta EIFF0077 dada de alta en el sistema SAP. OBJETIVO: Contar con un procedimiento que permita el mantenimiento a sensores de temperatura de manera segura, confiable y uniforme de tal forma que se cumplan los lineamientos dados por ISO TS-16949 en lo referente al punto 7.5.1.4 Mantenimiento preventivo y predictivo. ALCANCE: Este procedimiento abarca los sensores de temperatura. RESPONSABILIDAD: Es responsabilidad del jefe de turno electrnico cumplir con este procedimiento. DESCRIPCIN:

1 Solicitar equipo al responsable de operacin. 2 Inspeccionar y limpiar el sensor. 3 Verificar el funcionamiento del sensor. 4 Remplazarlo si es necesario. 5 Restablecer condiciones iniciales. 6 Entregar equipo a operacin. 7 Limpiar el rea de trabajo. 8 Entregar el equipo al responsable de operacin.


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PROCEDIMIENTO PARA EL MANTENIMIENTO A INTERRUPTOR NIVEL DE PERA.

HOJA DE RUTA: Este procedimiento mediante la hoja de ruta EIFT0002 dada de alta en el sistema SAP. OBJETIVO: Contar con un procedimiento que permita el mantenimiento a Interruptor nivel pera de manera segura, confiable y uniforme de tal forma que se cumplan los lineamientos dados por ISO TS-16949 en lo referente al punto 7.5.1.4 Mantenimiento preventivo y predictivo. ALCANCE: Este procedimiento abarca a Interruptor nivel pera RESPONSABILIDAD: Es responsabilidad del jefe de turno electrnico cumplir con este procedimiento. DESCRIPCIN:

1. Solicitar libranza al responsable operacin. 2. Pasar a manual el lazo de control si es necesario. 3. Realizar limpieza y reapriete de terminales en caja de conexiones. 4. Probar funcionamiento del interruptor. 5. Verificar seal en cuarto de control. 6. Limpiar el rea de trabajo. 7. Entregar el equipo al responsable de operacin y retirar libranza.


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2. EFECTUAR MANTENIMIENTO A LOS TRANSMISORES DE PRESIN,

TEMPERATURA, NIVEL Y FLUJO.

Los transmisores se dividen principalmente en tres tipos:

Transmisores Neumticos.

Transmisores Electrnicos.

Transmisores inteligentes.

Transmisores Neumticos. Los transmisores neumticos se basan en el sistema tobera

obturador que convierte el movimiento del elemento de medicin en una seal neumtica y

en una vlvula piloto que hace la funcin de amplificador.

El sistema tobera-obturador consiste en un tubo neumtico aumentado a una presin

constante P, con una reduccin en su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida

por una lmina llamada obturador cuya posicin depende del elemento de medida.

El aire de alimentacin de presin normalizada 1,4 bar (20 psi) pasa por la restriccin R y

llena el volumen cerrado V escapndose a la atmsfera por la tobera R,. sta tiene un

dimetro muy pequeo, de unos 0,25-0,5 mm, mientras que la restriccin R tiene un

dimetro alrededor de 0,1 mm. Con el obturador abierto la presin posterior remanente es

de unos 0,03 bar, lo cual indica que la relacin de presiones diferenciales a travs de la

restriccin R es de 1,4/0,03. El consumo de aire del conjunto tobera-obturador es

relativamente pequeo, del orden de 3 NI/min.

El escape de aire a travs de la tobera depende de la posicin del obturador, es decir, del

valor de x. Debido a este escape, el volumen V se encontrar a una presin P1, intermedia

entre PS, y la presin atmosfrica. En efecto: para x = 0 el obturador tapa casi totalmente a

la tobera, con lo cual no hay escape de aire a la atmsfera y P1, llega a ser casi igual a la

presin PS, del aire de alimentacin: para x relativamente grande el obturador est bastante

separado de la tobera y no limita el escape a la atmsfera siendo la presin P1, prxima a la

atmosfrica.


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La vlvula piloto (amplificador neumtico) empleada en el amplificador de dos etapas

cumple las siguientes funciones:

Aumento del caudal de aire suministrado, o del caudal de escape para conseguir tiempos de respuesta inferiores al segundo.

Amplificacin de presin (ganancia) que suele ser de 4 a 5, en general, para obtener as la seal neumtica estndar 3-15 psi (0,2-1 bar).

En la vlvula piloto con realimentacin, sin escape continuo, la presin posterior P1, de la

tobera acta sobre la membrana de superficie S1, mientras que la presin de salida PO lo

hace sobre la membrana S2. El conjunto mvil de las dos membranas tiende al equilibrio.

En la posicin de equilibrio y ante un aumento de la presin posterior P1 de la tobera, el

aire de alimentacin entra en la vlvula aumentando el valor de PO. Por el contrario, si P1

disminuye, el aire contenido en el receptor escapa a travs del orificio de escape, con lo

cual PO baja. Entre estas dos reacciones del sistema existe una zona muerta debida a la

histresis mecnica de las partes mviles.

Transmisor de equilibrio de movimientos

El transmisor de equilibrio de movimientos compara el movimiento del elemento de

medicin asociado al obturador con un fuelle de realimentacin de la presin posterior de la

tobera. El conjunto se estabiliza segn la diferencia de movimientos alcanzando siempre

una posicin de equilibrio tal que existe una correspondencia lineal entre la variable y la

seal de salida. Hay que sealar que en este tipo de transmisores, las palancas deben ser

livianas, pero bastante fuertes para que no se doblen


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Estos instrumentos se utilizan, en particular, en la transmisin de presin y temperatura

donde los elementos de medida tales como tubos Bourdon, manmetros de fuelle,

elementos de temperatura de bulbo y capilar son capaces de generar un movimiento amplio,

sea directamente o bien a travs de palancas con la suficiente fuerza para eliminar el error

de histresis que pudiera producirse.

Transmisor de equilibrio de fuerzas

En la figura 2.6 puede verse que el elemento de medicin ejerce una fuerza en el punto A

sobre la palanca AC que tiene su punto de apoyo en D. Cuando aumenta la fuerza ejercida

por el elemento de medicin, la palanca AC se desequilibra, tapa la tobera, la presin

aumenta y el diafragma ejerce una fuerza hacia arriba alcanzndose un nuevo equilibrio.

Hay que sealar, como se ha dicho, que en este transmisor los movimientos son

inapreciables.


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Transmisores electrnicos de equilibrio de fuerzas: En este instrumento el elemento

mecnico de medicin (tubo Bourdon, espiral, fuelle) ejerce una fuerza sobre una barra

rgida del transmisor.

Para cada valor de la presin, la barra adopta una posicin determinada excitndose un

transductor de desplazamiento tal como un detector de inductancia, un transformador

diferencial o bien un detector fotoelctrico. Un circuito oscilador asociado con cualquiera

de estos detectores alimenta una unidad magntica y la fuerza generada reposiciona la barra

de equilibrio de fuerzas. Se completa as un circuito de realimentacin variando la corriente

de salida en forma proporcional al intervalo de presiones del proceso.

Los transmisores electrnicos de equilibrio de fuerzas se caracterizan por tener un

movimiento muy pequeo de la barra de equilibrio, poseen realimentacin, una elasticidad

muy buena y un nivel alto en la seal de salida. Por su constitucin mecnica presentan un

ajuste del cero y del alcance (span) complicado y un alta sensibilidad a vibraciones y su

estabilidad en el tiempo es de media a pobre.

Su intervalo de medida corresponde al del elemento mecnico que utilizan (tubo Bourdon,

espiral, fuelle, diafragma) y su precisin es del orden de 0,5 - 1 %

Detector de posicin de inductancias.

Transformador diferencial.


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PROCEDIMIENTOS


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PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIN DE TRANSMISORES DE PRESION QUE SE AJUSTEN CON POTENCIOMETRO

HOJA DE RUTA: Este procedimiento esta ligado mediante la hoja de ruta EIFF0501 dada de alta en el sistema SAP. OBJETIVO: Contar con un procedimiento que permita la calibracin y/o el ajuste de los TRANSMISORES DE PRESION DE POTENCIOMETRO DE ZERO Y SPAN de manera segura, confiable y uniforme de tal forma que se cumplan los lineamientos dados por ISO TS-16949 en lo referente al punto 7.5.1.4 Mantenimiento preventivo y predictivo. ALCANCE: Este procedimiento abarca a los TRANSMISORES DE PRESION QUE SE AJUSTEN CON POTENCIOMETRO RESPONSABILIDAD: Es responsabilidad del jefe de turno electrnico cumplir con este procedimiento. DESCRIPCIN:

TRANSMISORES DE PRESION QUE SE AJUSTEN CON POTENCIOMETRO 1. Coordinarse con el Jefe de Turno de Operacin para realizar la calibracin del transmisor

correspondiente. 2. Verificar en que zona del rea se encuentra el transmisor y as mismo llevar el equipo de

seguridad correspondiente. 3. Realizar la libranza del equipo instrumento con el Jefe de Operacin en turno y as

mismo realizar el registro de la misma. 4. Antes de cualquier ajuste aplicar el servicio correspondiente de acuerdo al catalogo

CCS01 5. Cerrar la vlvula de bloqueo y drenar si es necesario. 6. Desconectar la toma de presin del transmisor. 7. Desconecte elctricamente el transmisor, asegrese de aislar las terminales y de que

estas no se aterricen. 8. Desmonte el transmisor para su calibracin en el taller Electrnico y arme el siguiente

circuito.


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9. Limpie el transmisor con solvente y trapo. 10.Ahora se procede a calibrar, para lo cual debe de conectar el equipo patrn a la toma de

alta del transmisor. Conectar la fuente de 24Vcd, y el ampermetro en serie. Conociendo el rango de presin de trabajo a la que esta configurado el transmisor; saque la relacin en porcentaje de acuerdo a la hoja de registro; as por ejemplo, para un transmisor de 0 100mmCA de rango, los porcentajes de 0%, 25%, 50%, 75% y 100% sern 0mmCA, 25mmCA, 50mmCA, 75mmCA y 100mmCA en unidades de ingeniera respectivamente.

11.Aplique el valor de 0%, el valor conocido ser 4.000 mA +/- 0.002. tome del ampermetro

el valor ledo y regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. 12.Aplique el valor de 25%, el valor conocido ser 8.000 mA +/-0.002. tome el valor del

ampermetro y regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. 13.Aplique el valor de 50%, el valor conocido ser 12.000 mA +/-0.002. tome el valor del



ampermetro y regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. 16.Obtenga el % de error de la lectura leda de cada uno de los valores de los pasos 10 al 15,

dependiendo de la prioridad del instrumento ubicada en la base de datos electrnica.

%E = [ ( VT VR) / VT] x 100 Donde: VT = valor terico VR = valor real


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Clave: CEC- 0915-1AAM Laboratorio de Instrumentacin

17.Registre cada % de error de cada valor en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. Si el error es mayor del estimado para este transmisor segn la base de datos electrnica continu con los siguientes pasos, de lo contrario la calibracin a finalizado y el transmisor esta listo para montarse.

18.Simule nuevamente el zero con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de zero del transmisor hasta que de 4.000mA.

19.Simule el Span con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de Span del transmisor hasta que de 20.000mA, estos dos pasos (el 18 y 19) reptalos tantas veces como sea necesario hasta que quede en 4.000mA (zero) y 20.000mA (span).

20.Repita los pasos del 11 al 15 para anotar los nuevos valores en el registro de calibracin MES-002/00 y si la calibracin esta bien hecha, ponerle esmalte a los potencimetros.

21.Si el error no se corrige, entonces avise operacin y remplace el transmisor y revise el transmisor nuevo repitiendo los pasos del 10 al 15.

22.Desconecte todo y monte el transmisor en el rea. 23.Conecte la toma del transmisor. 24.Abra la vlvula de bloqueo. 25.Conectar elctricamente el transmisor. 26.Antes de entregar el equipo a operacin asegrese de haber completado el servicio que

aplique de acuerdo al catalogo CCS01. 27.Retirar la libranza. 28.Fin de procedimiento.


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Clave: CEC- 0915-1AAM Laboratorio de Instrumentacin

PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIN DE TRANSMISORES DE LT,PDX Y FT ( NIVEL, PRESION DIFERENCIAL Y FLUJO ) QUE SE AJUSTEN CON POTENCIOMETRO

HOJA DE RUTA: Este procedimiento esta ligado mediante la hoja de ruta EIFF0500 dada de alta en el sistema SAP. OBJETIVO: Contar con un procedimiento que permita la calibracin y/o el ajuste de los transmisores LT,PDX Y FT, que su ajuste sea con potencimetro de manera segura, confiable y uniforme de tal forma que se cumplan los lineamientos dados por ISO TS-16949 en lo referente al punto 7.5.1.4 Mantenimiento preventivo y predictivo. ALCANCE: Este procedimiento abarca a todos los transmisores LT,PDX Y FT, que su ajuste sea con potencimetro de zero y span. RESPONSABILIDAD: Es responsabilidad del jefe de turno electrnico cumplir con este procedimiento. DESCRIPCIN: Transmisores LT,PDX Y FT, que su ajuste sea con potencimetro de zero y span. 1. Coordinarse con el Jefe de Turno de Operacin para realizar la calibracin del

transmisor correspondiente. 2. Verificar en que zona del rea se encuentra el transmisor y as mismo llevar el equipo

de seguridad correspondiente. 3. Realizar la libranza del equipo instrumento con el Jefe de Operacin en turno y as


CCS01 5. Desconecte elctricamente el transmisor, asegrese de aislar las terminales y de que

estas no se aterricen. 6. Abrir la vlvula igualadora (maniful), y cerrar rpidamente la vlvula de alta y de

baja del maniful, esto es ya que si se esta midiendo vapor se perdera el condensado y comenzara a calentarse los tubings.

7. Cerrar las vlvulas raz de alta y de baja del transmisor. 8. Cerrar la vlvula igualadora del maniful. 9. Drenar la toma de alta y de baja del transmisor. 10. Desmonte el transmisor para su calibracin en el taller Electrnico y arme el

siguiente circuito.


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11. Ahora se procede a calibrar, para lo cual debe de conectar el equipo patrn a la

toma de alta del transmisor, abrir la vlvula de alta y la de baja, la vlvula igualadora debe de estar cerrada. Conectar la fuente de 24Vcd, y el ampermetro en serie. Conociendo el rango de presin de trabajo a la que esta configurado el transmisor; saque la relacin en porcentaje de acuerdo a la hoja de registro; as por ejemplo, para un transmisor de 0 100mmCA de rango, los porcentajes de 0%, 25%, 50%, 75% y 100% seran 0mmCA, 25mmCA, 50mmCA, 75mmCA y 100mmCA en unidades de ingenieria respectivamente.

12. Aplique el valor de 0%, el valor conocido ser 4.000 mA +/- 0.002. tome del ampermetro el valor ledo y regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00.

13. Aplique el valor de 25%, el valor conocido ser 8.000 mA +/-0.002. tome el valor del ampermetro y regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00.




17. Obtenga el % de error de la lectura leda de cada uno de los valores de los pasos 11 al 16, dependiendo de la prioridad del instrumento ubicada en la base de datos electrnica.

%E = [ ( VT VR) / VT] x 100

Donde: VT = valor terico

VR = valor real


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18. Registre cada % de error de cada valor en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. Si el error es mayor del estimado para este transmisor segn la base de datos electrnica continu con los siguientes pasos, de lo contrario la calibracin a finalizado y el transmisor esta listo para montarse.

19. Simule nuevamente el zero con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de zero del transmisor hasta que de 4.000mA.

20. Simule el Span con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de Span del transmisor hasta que de 20.000mA, estos dos pasos (el 19 y 20) reptalos tantas veces como sea necesario hasta que quede en 4.000mA (zero) y 20.000mA (span).

21. Repita los pasos del 11 al 16 para anotar los nuevos valores en el registro de calibracin MES-002/00 y si la calibracin esta bien hecha ponerle esmalte a los potencimetros.

22. Si el error no se corrige, avise al operador y remplace el transmisor y revise el transmisor nuevo repitiendo los paso 11 al 16.

23. Desconecte todo, cierre las vlvulas de alta y de baja del maniful y monte el transmisor en el rea.

24. Abrir las vlvulas raz de la toma de alta y de baja. 25. Abrir la vlvula igualadora. 26. Abrir lentamente las vlvulas de alta y de baja del maniful. 27. Cerrar la vlvula igualadora. En el caso del manejo de vapor hay que llenar de agua los

tubings o sus respectivas marranitas. 28. Conectar elctricamente el transmisor. 29. Antes de entregar el equipo a operacin asegrese de haber completado el servicio que

aplique de acuerdo al catalogo CCS01. 30. Retirar la libranza. 31. Fin de procedimiento.


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PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIN DE TRANSMISORES DE TEMPERATURA DE AJUSTE

LOCAL. HOJA DE RUTA: Este procedimiento esta ligado mediante la hoja de ruta EIFF0502 dada de alta en el sistema SAP. OBJETIVO: Contar con un procedimiento que permita la calibracin y/o el ajuste de los TRANSMISORES DE TEMPERATURA DE AJUSTE LOCAL de manera segura, confiable y uniforme de tal forma que se cumplan los lineamientos dados por ISO TS-16949 en lo referente al punto 7.5.1.4 Mantenimiento preventivo y predictivo. ALCANCE: Este procedimiento abarca a todos los TRANSMISORES DE TEMPERATURA DE AJUSTE LOCAL del manual de procedimientos de instrumentacin. RESPONSABILIDAD: Es responsabilidad del jefe de turno electrnico cumplir con este procedimiento. DESCRIPCIN: TRANSMISORES DE TEMPERATURA DE AJUSTE LOCAL 1. Coordinarse con el Jefe de Turno de Operacin para realizar la calibracin del transmisor

correspondiente. 2. Verificar en que zona del rea se encuentra el transmisor y as mismo llevar el equipo de

seguridad correspondiente. 3. Realizar la libranza del equipo instrumento con el Jefe de Operacin en turno y as


CCS01. 5. Desconecte elctricamente el transmisor, asegrese de aislar las terminales y de que

estas no se aterricen. 6. Desmonte el transmisor de temperatura para su revisin en el taller Electrnico. 7. Una vez en campo, verificar el arreglo de conexiones para el tipo de elemento primario

de medicin del transmisor, ya que puede ser para termopar TC para Detector de Temperatura por Resistencia RTD, ver figura 1:


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Figura 1. 8. Abra el lazo y desmonte el transmisor para que sea verificado mediante el equipo patrn

de planta de fuerza en el taller de instrumentacin. 9. Con cuidado y segn sea el caso conecte una fuente de milivoltaje (para el TC) una

fuente de resistencia (simulador, dcada de resistencias similar) en los bornes del transmisor lado sensor. En el lado de conexin de salida puede alimentarlo con una fuente independiente conectada en serie con un multmetro con seleccin de mA.

10. Arme la figura No. 2 o 3 segn sea el tipo de elemento sensor configurado en el transmisor y encienda el ampermetro y la fuente de 24V.

Figura No. 2


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Figura No. 3

11. Verificar el rango de trabajo del instrumento, haciendo la analoga a milivolts a

resistencia segn el caso. Los intervalos a verificar son: 0%, 25%, 50%, 75% y 100%; as para un transmisor con rango de 0 - 1200 *C los intervalos a verificar sern 0 *C; 300 *C; 600 *C; 900 *C y 1200 *C.

12. Si el elemento primario es un termopar, entonces hay que compensar la seal con la temperatura del rea donde se encuentra, ejemplo:

Si la temperatura ambiente es de 24C = 0.960mV entonces para simular los 0C tengo que simularle la temperatura ambiente pero en mV de esta forma 0C = -0.960mV. 13. Genere el valor de 0% con el calibrador de procesos; el valor referencia ser 4.000 mA,

+/- 0.002. Lea la lectura del ampermetro y registre el valor en la hoja de registro de calibracin MES-002/00.

14. Genere el valor de 25%, el valor referencia ser 8.000 mA, +/- 0.002. Lea la lectura del ampermetro y registre el valor en la hoja de registro de calibracin MES-002/00.





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18. Obtenga el % de error de la lectura leda de cada uno de los valores de los pasos 13 al 17,

dependiendo de la prioridad del instrumento ubicada en la base de datos electrnica.

%E = [ ( VT VR) / VT] x 100

Donde: VT = valor terico VR = valor real 19. Registre cada % de error de cada valor en la hoja de registro de calibracin MES-002/00.

Si el error es mayor del estimado para este transmisor segn la base de datos electrnica continu con los siguientes pasos, de lo contrario la calibracin a finalizado y el transmisor esta listo para montarse.

20. Simule nuevamente el zero con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de zero del transmisor hasta que de 4.000mA.

21. Simule el Span con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de Span del transmisor hasta que de 20.000mA, estos dos pasos (el 20 y 21) reptalos tantas veces como sea necesario hasta que quede en 4.000mA (zero) y 20.000mA (span).


23. Si el error no se corrige, entonces avise operacin y remplace el transmisor y revise el transmisor nuevo repitiendo los paso 11 al 17.

24. Desconecte todo y monte el transmisor en campo 25. Antes de entregar el equipo a operacin asegrese de haber completado el servicio que

aplique de acuerdo al catalogo CCS01. 26. Retirar la libranza. 27. Fin de procedimiento.


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INSTRUMENTACIN Y

CONTROL

PROTOCOLO DE

CALIBRACIN

TAG:_____________________________ RANGO DE CALIB.:_________________________

SERVICIO:________________________ RANGO DE MEDICIN.:_____________________

FECHA:___________________________ DESV.MAX.PERMITIDA:____________________

CALIBRACIN ASCENDENTE

% ENTRADA

( )

SEAL DE SALIDA (mA)

TEOR. REAL FINAL

00

25

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EQUIPO EMPLEADO

MARCA MODELO SERIE

NOTAS:__________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

________________________ ______________________ APROVADO SI NO CALIBRADO POR: REVISADO POR:

CALIBRACIN DESCENDENTE

% ENTRADA

( )

SEAL DE SALIDA (mA)

TEOR. REAL FINAL

100

75

50

25

00


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3. EFECTUAR EL MANTENIMIENTO A LOS TRANSDUCTORES DE PRESIN

TEMPERATURA NIVEL Y FLUJO.

En este apartado veremos lo relacionado a los diversos tipos de convertidores, pero ms en

concreto los convertidores de corriente a presin y viceversa, ya que estos son los que se

conocen como transductores dentro de los fabricantes de instrumentos. Que desde un punto

de vista muy personal creo que esta mal utilizado el trmino, ya que por definicin un

transductor es un dispositivo que recibe informacin en la forma de una o ms cantidades

fsicas, modifica la informacin y/o su forma y enva una seal de salida resultante,

dependiendo de la aplicacin puede ser un elemento primario, un transmisor, un relevador,

un convertidor u otro dispositivo.

Los convertidores pueden ser tan diversos como tipos de seales existe, tal como:

Convertidor de Corriente a Presin. I/P

Convertidor de Presin a Corriente. P/I

Convertidor de Analgico a Digital, ADC

Convertidor de Digital a Analgico, DAC.

Convertidor de Voltaje a Frecuencia.

Convertidor de Frecuencia a Voltaje.

Convertidor de Voltaje a Corriente.

Convertidor de Corriente a Voltaje.

Entre otros

Y as podemos seguir enlistando diferente tipos de convertidores o transductores, pero los que sern objeto de nuestro estudio son los I/P y P/I.

Convertidores de Corriente a Presin I/P.

Los convertidores de seales de corriente a presin neumtica pueden ser usados para

enviar una seal de control neumtica para una vlvula o actuador, proveniente de sistemas

DCS (Sistema de Control Distribuido) o PLC (Controlador Lgico Programable).

Estos trabajan bajo el mismo principio de Tobera obturador, ya que la corriente que llega a

este dispositivo excita a una bobina, la cual posiciona al obturador a una distancia x de la

tobera y esta se ve manifestada a la salida de la vlvula piloto en una seal neumtica, que

comnmente es de 3 a 15 PSI.

Por ejemplo; tenemos el convertidor de la marca SAMSON, mod.6116,


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Cuyo funcionamiento es el siguiente:

El instrumento est compuesto de una unidad convertidora I/P, que funciona segn el

sistema de compensacin de fuerzas y un amplificador de caudal volumtrico conectado

adjunto. La corriente continua de entrada (4) pasa por la bobina mvil (2) situada en el

campo de un imn permanente (3). En la palanca basculante (1) se contrarresta la fuerza de

la bobina mvil, proporcional a la corriente elctrica, con la fuerza de la presin dinmica,

producida por el choque del chorro de aire que sale por la tobera (7) contra la placa de

rebote (6). El aire de la tobera se toma de la salida neumtica (OUTPUT 36). Gracias al

resorte Offset se dispone ya de una presin de salida de aprox. 100 mbar con una seal de

entrada de 0 mA. El aire de alimentacin (Supply 8) fluye hacia la cmara inferior y un

volumen determinado hacia la salida. Si la corriente aumenta, la placa de rebote se acerca a

la tobera. La fuerza de la presin dinmica resultante presiona la membrana (10) y el

casquillo del obturador (9) hacia abajo. Con ello puede llegar ms aire a la cmara inferior.

El volumen de aire que pasa aumenta hasta que las fuerzas en la membrana estn

equilibradas. Si la corriente disminuye, se invierte el sentido de actuacin. La presin

dinmica producida por la tobera y la placa de rebote baja. La membrana es presionada

hacia arriba, libera el casquillo del obturador y abre el desfogue (EXHAUST) hasta que las

fuerzas en la membrana vuelvan a estar en equilibrio.

Los instrumentos con seal de entrada de 4 a 20 mA estn provistos de un interruptor

deslizante, que conecta o desconecta una electrnica de desconexin. Esta electrnica tiene

como funcin desfogar la salida neumtica hasta aprox. 100 mbar al bajar la seal de

entrada de 4,08 mA el diferencial de contacto. De esta forma puede asegurarse, por

ejemplo, el cierre hermtico de una vlvula de control.


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Convertidor de Presin a Corriente P/I.

Los convertidores de presin neumtica pueden ser usados para transmitir la lectura de un

instrumento neumtico remoto, a un sistema electrnico por ejemplo; DCS o PLC.

Los convertidores de presin a corriente utilizan un transductor de presin, tal como galgas,

o elementos piezoelctricos.

Como ejemplo veremos el funcionamiento de un Convertidor marca SAMSON, mod. 6132

Funciona de la siguiente forma:

El transductor de presin (1) se utiliza para convertir la presin p de la seal de entrada

neumtica en una seal elctrica del voltaje de C.C. Las galgas de tensin de pelcula

metlica estn conectadas para formar un puente alimentado por una fuente constante de

voltaje (2).

La seal del voltaje de C.C. que es proporcional a la presin se amplifica a un nivel

definido en el amplificador (3). Bajar el valor del rango y el span se puede ajustar en los

potencimetros situados en el panel delantero. La etapa de la salida (4) da una seal del

voltaje de C.C. El tipo de seal de salida y el span se puede fijar usando puentes. El

transformador de energa (5) y el rectificador (6) proveen del convertidor energa y lo aslan

de la red de la fuente de alimentacin. Los convertidores con la fuente 24-V se aslan por

medio de un mdulo de corriente de C.C. El ltimo se utiliza en vez del rectificador (6) y

del transformador de energa (5). Las unidades del tipo 6132-01 se pueden equipar de un

interruptor de lmite (7) que accionen el LED y el relevador (8) en caso de que se exceda o

no se alcance el valor lmite ajustado. El modo de funcionamiento del LED (se activa

cuando se excede o no se alcanza el valor lmite) y del relevador (conmutacin cerrado o

del abrir circuito) se puede configurar sobre los conectadores. El valor lmite es ajustado

por un potencimetro usando los conectores del panel delantero.


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Para proteger se tiene un diodo de seguridad que est conectado en el circuito de salida.

Esto permite la conexin de un miliampermetro con una resistencia interna de Ri 10 para observar. Mientras que en caso de salidas del voltaje, una resistencia de 5 k esta conectado entre el punto de prueba y la terminal de salida para la proteccin contra

cortocircuitos.


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Revisin no: 0




PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIN DE TRANSDUCTORE DE CORRIENTE A PRESIN I/P HOJA DE RUTA: Este procedimiento esta ligado mediante la hoja de ruta EIFF0500 dada de alta en el sistema SAP. OBJETIVO: Contar con un procedimiento que permita la calibracin y/o el ajuste de los transductores de corriente a presin, de manera segura, confiable y uniforme de tal forma que se cumplan los lineamientos dados por ISO TS-16949 en lo referente al punto 7.5.1.4 Mantenimiento preventivo y predictivo. ALCANCE: Este procedimiento abarca a todos los transductores de corriente a presin. RESPONSABILIDAD: Es responsabilidad del jefe de turno electrnico cumplir con este procedimiento. DESCRIPCIN: Transductores de corriente a presin.

1. Coordinarse con el Jefe de Turno de Operacin para realizar la calibracin del transductor correspondiente.

2. Verificar en que zona del rea se encuentra el transductor y as mismo llevar el equipo de seguridad correspondiente.

3. Realizar la libranza del equipo instrumento con el Jefe de Operacin en turno y as mismo realizar el registro de la misma.

4. Antes de cualquier ajuste aplicar el servicio correspondiente de acuerdo al catalogo CCS01

5. Desconecte elctricamente el transductor, asegrese de aislar las terminales y de que estas no se aterricen.

6. Cerrar las vlvulas de aire de servicio que alimenta dicho transductor. 7. Desmonte el transductor para su calibracin en el taller Electrnico y arme el

siguiente circuito.


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Revisin no: 0




8. Ahora se procede a calibrar, Conectar la fuente de 24Vcd, y el ampermetro en serie. 9. Aplique el valor de 4.000 mA +/- 0.002. tome del manmetro el valor ledo y

regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. 10. Aplique el valor de 8.000 mA +/- 0.002. tome del manmetro el valor ledo y




regstrelo en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. 14. Obtenga el % de error de la lectura leda de cada uno de los valores de los pasos 8 al

13, dependiendo de la prioridad del instrumento ubicada en la base de datos electrnica.

%E = [ ( VT VR) / VT] x 100

Donde: VT = valor terico

VR = valor real

15. Registre cada % de error de cada valor en la hoja de registro de calibracin MES-002/00. Si el error es mayor del estimado para este transductor segn la base de datos electrnica continu con los siguientes pasos, de lo contrario la calibracin a finalizado y el transductor esta listo para montarse.

16. Simule nuevamente el zero con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de zero del transductor hasta que de 3 psi.

17. Simule el Span con el equipo patrn y ajuste con el potencimetro de Span del transductor hasta que de 15 psi, estos dos pasos (el 16 y 17) reptalos tantas veces como sea necesario hasta que quede en 3 psi (zero) y 15 psi (span).


19. Si el error no se corrige, avise al operador y remplace el transductor y revise el transductor nuevo repitiendo los paso 8 al 13.


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Revisin no: 0




20. Desconecte todo, y monte el transductor en el rea. 21. Abrir las vlvulas de alimentacin de aire de servicios. 22. Conectar elctricamente el transductor. 23. Antes de entregar el equipo a operacin asegrese de haber completado el servicio

que aplique de acuerdo al catalogo CCS01. 24. Retirar la libranza. 25. Fin de procedimiento.


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INSTRUMENTACIN Y CONTROL

PROTOCOLO DE

CALIBRACIN

TAG:_____________________________ RANGO DE CALIB.:_________________________

SERVICIO:________________________ RANGO DE MEDICIN.:_____________________

FECHA:___________________________ DESV.MAX.PERMITIDA:____________________

CALIBRACIN ASCENDENTE

% ENTRADA ( )

SEAL DE SALIDA (psi)

TEOR. REAL FINAL

00

25

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100

EQUIPO EMPLEADO

MARCA MODELO SERIE

NOTAS:_________________________________________________________________

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________________________ ______________________ APROVADO SI NO CALIBRADO POR: REVISADO POR:

CALIBRACIN DESCENDENTE

% ENTRADA

( )

SEAL DE SALIDA (psi)

TEOR. REAL FINAL

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50

25

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4. EFECTUAR EL MANTENIMIENTO A LOS INDICADORES DE PRESIN

TEMPERATURA NIVEL Y FLUJO.

Un indicador es un instrumento que tiene la caracterstica de interpretar la medicin

proporcionada por el elemento primario

4.1INDICADORES DE FLUJO

De la necesidad de medir caudales, cada vez ms heterodoxos ha ido surgiendo la

utilizacin de principios fsicos cada vez ms originales. Cada uno tiene ventajas en ciertas

condiciones.

Por lo general los Caudalmetros se basan en el empleo de un SENSOR que genera pulsos

elctricos, o seales, proporcionales al Caudal, con los cuales podemos obtener una

indicacin visual de la velocidad del Fluido (por ejemplo en m/segundo), de su Flujo

Volumtrico (por ejemplo l/hora), o de su Flujo Msico (por ejemplo Kg/hora) y, a partir de

ella, Totales Acumulados. Esto requiere un Proceso de Computacin, o Integracin

Electrnica, que se realiza generalmente en un INDICADOR.

Un caudalmetro es un instrumento colocado en un conducto o corriente que mide el caudal

del fluido circulante.

Tambin existen contadores volumtricos, los cuales arrojan el volumen total que ha

circulado por el conducto sobre el que estn dispuestos.

Los rotmetros son medidores de caudal de rea variable en los cuales un flotador cambia

su posicin dentro de un tubo, proporcionalmente al flujo del fluido. El flotador est en

equilibrio entre su peso, la fuerza de arrastre del fluido y la fuerza de empuje del fluido

sobre el flotador. El caudal depende del peso especfico del lquido, de su viscosidad y de

los valores de la seccin interior del tubo, ya que la misma cambia segn sea el punto de

equilibrio del flotador.

Los contadores volumtricos pueden dividirse segn su mecanismo de funcionamiento en:


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Mecnicos: El fluido circulante mueve partes mecnicas mviles (hlices) que

traducen este movimiento al contador donde es traducido a volumen y visualizado.

Elctricos ultrasnicos:

Son contadores alimentados elctricamente, y es posible encontrar dos tipos segn su

principio de medicin:

De efecto doppler y de "Tiempo de Trnsito"

Los Caudalmetros ultrasnicos (UFMs) son buscados universalmente para mediciones sin

contacto de todos los fluidos y gases en que las ondas ultrasnicas pueden propagarse. El

principio de medicin se base en el tiempo de trnsito ultrasnico.

CARACTERISTICAS:

Medicin de alta exactitud, independient

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APUNTES MOD 3-SUB 1