BIT BLOG | 2024-02-22

Pruebas requeridas para la seguridad y funcionamiento de tanques criogénicos

Write by: programacion

Los tanques criogénicos consisten en recipientes de gran capacidad diseñados para almacenar gases criogénicos líquidos a largo plazo. Muchos sectores dependen de ellos para el manejo de sustancias a temperaturas extremadamente bajas (generalmente, a -150°C), por ejemplo, la industria del gas, investigaciones en laboratorios, almacenes de muestras médicas, sector aeroespacial, entre otros. Debido a los materiales delicados que manejan y las aplicaciones críticas donde se utilizan, es importante garantizar su integridad estructural y funcionamiento, lo que requiere varias pruebas, como el test con una máquina de pruebas hidrostática.

Riesgos de omitir las pruebas en tanques criogénicos

Omitir las pruebas para verificar la integridad estructural de los tanques criogénicos (como la prueba hidrostática para garantizar la seguridad de cilindros a presión) conlleva riesgos notables en múltiples sentidos e, incluso, sanciones por parte de las autoridades que demandan dichos exámenes en distintas leyes y normas, como el Reglamento Federal de Seguridad y Salud en el Trabajo y la NOM-020-STPS-2011, Recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas – Funcionamiento – Condiciones de Seguridad.

Dichos riesgos son los siguientes:

Fugas y falta de hermeticidad

Las fugas potenciales son el problema más notorio ante la falta de pruebas. Consideran que los gases criogénicos conllevan riesgos para la seguridad del personal, como asfixia u otros problemas respiratorios, asimismo, puede crear entornos potencialmente explosivos. Igual puede ocurrir falta de hermeticidad, dificultando así un almacenamiento y transporte seguro de los gases.

Debilidades estructurales

Este concepto abarca varios signos de daño estructural, como corrosión y grietas, que pueden comprometer la integridad del tanque y derivar en situaciones riesgosas durante su utilización. Consideran que los tanques se diseñan para resistir condiciones operativas extremas y, si hay un aumento de presión o una variación notoria en la temperatura y estos presentan signos de debilidad estructural, ocurrirán fugas y situaciones de emergencia para los sistemas de alta presión.

Menor eficiencia operativa y contaminación ambiental

Sin las pruebas periódicas, los tanques se degradan de forma gradual, disminuyendo su eficiencia operativa, lo que deriva en un bajo rendimiento y en la necesidad de aplicar correcciones costosas e, incluso, reemplazarlos antes de cumplir su ciclo de vida. A esto se suman las posibilidades de contaminación en el entorno operativo, lo que puede afectar a la vida que habita en dicho entorno.

Altos costos

Los costos operativos a largo plazo serán mayores sin las pruebas. Al igual que otro equipo de alta presión, el reemplazo temprano de tanques o la reparación de daños mayores requieren una mayor inversión que la periódica aplicación de las pruebas. Consideren que esto igual puede afectar la reputación de la marca, al haber omitido las normativas locales y al no haber mostrado responsabilidad hacia su personal o a la región en la que operan.

Exámenes y pruebas que pueden realizarse

Para dar cumplimiento a las leyes y normativas, hay dos tipos de ensayos: exámenes no destructivos y pruebas de presión, entre las que destaca el test con bancos de pruebas hidrostáticas, que permiten la detección de fugas. Veamos cada una a continuación:

Exámenes no destructivos

Abarca una serie de técnicas de mucha utilidad, no obstante, es importante considerar sus alcances y limitaciones antes de aplicarlas. Con exámenes no destructivos nos referimos a pruebas cuyo objetivo es corroborar la integridad de los materiales, soldaduras y componentes en recipientes criogénicos, así como detectar discontinuidades externas o internas.

Estos se realizan de forma indirecta y permiten analizar el estado de los elementos que constituyen a los tanques y su capacidad para soportar aún las condiciones de uso frecuente, asimismo, permiten saber si es o no seguro seguir utilizándolos en el sistema.

Una ventaja de estos es que no altera las propiedades físicas y químicas de los recipientes, aunque su efectividad depende tanto del sistema de control de calidad que apliquen los operadores, como de la precisión de la técnica. Esta categoría abarca varias técnicas, como la radiografía, ultrasonido, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, electromagnetismo, neurografía e inspección visual.

Pruebas de presión

Esa categoría abarca tres técnicas: hidrostática, neumática o una combinación de ambas.

Pruebas hidrostáticas

Estas se realizan con una máquina de pruebas hidrostática para lograr óptimos resultados. Para realizarse, es importante que el equipo a presurizar esté desenergizado y fuera de funcionamiento. Sus partes neumáticas y mecánicas tienen que desconectarse a una temperatura menor que 40 °C, además, la presión de prueba tiene que estar al menos un 10% por encima del valor de la presión de diseño del dispositivo de seguridad.

Pruebas neumáticas

Estas pruebas se realizan si se cumplen algunos criterios, por ejemplo, que el fluido a usar sea solo aire, que el máximo de presión interna sea no mayor que 1961.33 kilopascales, que la capacidad volumétrica no sea menor que 10 metros cúbicos y que la calibración del dispositivo de seguridad tenga un valor igual o mayor que 980.67 kilopascales.

Pruebas neumáticas-hidrostáticas

Estas se efectuarán en tanques criogénicos si se consideran algunos aspectos, por ejemplo, que el equipo no esté conectado a la línea que suministra el fluido criogénico al proceso, que, como mínimo, esté a un 60% de su capacidad en estado líquido y que se cuente con diagramas relacionados con el control de flujo del tanque.

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