¿Cuáles son los componentes básicos de un banco de pruebas hidrostáticas?

Los bancos de prueba están diseñados para realizar distintas clases de test, entre las que destacan las hidrostáticas, ya sea con agua o aceite. Estas últimas son indispensables para detectar la presencia de fugas en diversos contenedores en la totalidad de conexiones tuberías y recipientes y que sean seguros al ser operados. Los bancos para estas pruebas en general son conformados por bomba hidráulica, manómetros y válvulas.

¿Para qué sirven las pruebas hidráulicas?

Se realizan en recipientes a presión, tanques de almacenamiento, tuberías de desplazamiento, entre otros para verificar la hermeticidad e integridad de sistemas que manejan sustancias de riesgo, hidrocarburos en gas o líquido, etcétera. Con su aplicación se asegura que las instalaciones terrestres o marinas puedan operar sin riesgo. También se definen como la aplicación de una presión a tuberías o equipos fuera de servicio para corroborar que tanto soldaduras como accesorios bridados estén bien hechos o ajustados. Para su ejecución se usa agua como fluido principal aunque pueden usarse otros no corrosivos.

Cuando el fluido a presión es introducido en el elemento, es importante que la presión se mantenga por cierto tiempo (aproximadamente 30 segundos, aunque puede variar en función del equipo o las normativas). Las pruebas hidrostáticas se aplican en equipo de alta presión nuevo dentro de talleres o en campo en caso de obras o proyectos de ingeniería. También cuando es necesario reparar o remplazar líneas existentes. En resumen, sirven para cumplir con 3 fines:

  • Detectar fugas.
  • Revisar las condiciones operativas para garantizar la integridad del personal en las instalaciones.
  • Especificar la calidad de labores de fabricación o reparación de equipos o líneas de tubería.

Para la detección de fugas en los elementos sometidos a prueba es importante la inspección visual. Si bien son efectivos los bancos de prueba, debe haber un operador que verifique los fallos y haga un registro de sus observaciones. Si las pruebas son exitosas, es decir, si no se encontraron problemas, también deben dejarse registros sobre las presiones sometidas por los periodos de tiempo estipulados ya sea por clientes o normativas.

¿Cuáles son los componentes de los bancos de pruebas hidrostáticas?

Para que puedan operar adecuadamente, constan de componentes básicos. Los más notables son la bomba hidráulica, manómetros tanto de referencia como indicador de presión y válvulas de control y aislamiento. Pueden añadirse otros implementos según los requerimientos de los usuarios como registradores de presión para una mejor visualización de la presión.

Bomba hidráulica

Tiene la función de absorber un tipo de energía para restituirlo en otro, mediante intercambio entre la energía mecánica y de fluido. Las bombas suministran líquido que es liberado con una presión superior que la que poseía en la entrada, debido a que la energía que se absorbe en el eje se le restituye.

Las bombas se dividen en desplazamiento positivo que se subdividen en dos: rotatorias y recíprocas cada una con rangos de PSI distintos. En las rotatorias se encuentra:

  • De engranes. Otorga potencia a los fluidos con el fin de distribuir lubricantes. Posee un juego de engrane doble que giran en el interior de su carcasa.
  • De aspa. Posee un rotor excéntrico con aspas deslizantes. Confiere al flujo mayor potencia.
  • De tornillo. No suministra a la salida flujos por impulsos. Proporciona un flujo constante gracias a su acople de tornillos.
  • De cavidad progresiva. Su flujo es constante y suave y se emplea para el envío de fluidos en aplicaciones hidráulicas.
  • De lóbulo. Se parece a la de engranajes, aunque en esta se utilizan dos lóbulos o más acoplados.
  • Peristálticas. Se emplea en la industria médica, química, alimentaria y de tratamiento de agua debido a que evita la contaminación del fluido.

En las recíprocas destacan:

  • De pistón. succionan los líquidos y los liberan con la presión conferida por la válvula de descarga.
  • De émbolo. En este una válvula succiona líquido que es liberado con la presión requerida por otra de descarga. Se realiza mediante un mecanismo biela-manivela.

La segunda categoría de las bombas son las cinéticas. Otorgan energía mediante un impulsador y usan un flujo axial para que, a través de las aspas, acelerar y elevar fluidos a la par de su eje. También cuentan con modelos de flujo mixto que usa las funciones del axial y el radial.

Para que los bancos de prueba hidrostática puedan operar a presiones elevadas es necesaria una bomba capaz de presurizar los cilindros de prueba. Las más convenientes en este caso son las de desplazamiento positivo por émbolo o pistones. Si considerando las dimensiones del cilindro es necesario que sea llenado, se requieren bombas rotativas para movilizar caudales grandes.

Válvulas

Se encargan de realizar la regulación de ciertos fluidos. Existen varios tipos con fines distintos según su estructura interna y diseño. Una clasificación estándar es:

  • Válvulas de aislamiento. Abarca las de diafragma, globo (que son de movimiento lineal) y de macho y bola (de movimiento giratorio). Las primeras poseen obturador que se desplaza en la misma dirección de su eje. Las segundas también poseen un obturador pro debe ser girado para que el paso del fluido sea detenido.
  • Válvulas de regulación o control. Permiten variar el flujo presente los sistemas de tuberías. Poseen un solenoide con la capacidad de transformar la energía eléctrica en mecánica para abrir la válvula. La válvula se mantiene cerrada en su estado de reposo cambiando de estado al ser excitado el solenoide. Abarca las válvulas de no retorno (que se emplean en la salida de equipos como las bombas que el flujo no sea devuelto y cause daños) y las relief, que se gradúan a cierta presión que, si es superada, cierra la salida principal.
  • Manómetro. Mide la presión en gases o líquidos de tuberías. Un ejemplo es el tubo de Bourdon que posee un tubo apalmado y de metal que forma un anillo. Cuando aumenta la presión en su interior, el tubo se endereza y la aguja gira para dar una indicación. Otros ejemplos son los manómetros de glicerina que operan como cualquier otro, pero son llenados de este compuesto para resguardar los componentes internos y estabilizar la aguja.

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