Monitoramento do nível em tanques de gás líquido com um Cryo Gauge

No passado, monitorar o nível de enchimento em tanques de gás líquido usando pressão diferencial sempre foi um desafio. Isso porque os fabricantes de equipamentos para tanques tiveram que construir seus próprios sistemas de medição para registrar o nível do líquido e a pressão operacional dos respectivos gases. Com os inovadores medidores de pressão diferencial da série Cryo Gauge da WIKA, eles têm uma solução compacta e multifuncional que economiza tempo e dinheiro. Altas pressões e pressão diferencial muito baixa.

Na indústria, mas também em instalações médicas, gases como oxigênio, nitrogênio, argônio, dióxido de carbono e óxido nitroso são materiais operacionais básicos. Eles são armazenados na forma líquida em tanques. Os manômetros diferenciais são uma solução ideal para o monitoramento de nível em recipientes fechados. No entanto, a maioria desses instrumentos tem seus limites quando se trata do nível em tanques de gás líquido. Por um lado, eles precisam ser robustos o suficiente para lidar com altas pressões e, por outro lado, sensíveis o suficiente para indicar uma pressão diferencial muito baixa.

Além disso, os medidores de pressão diferencial geralmente são limitados a uma faixa de pressão e, portanto, só podem ser calibrados para um gás específico em toda a faixa. A consequência disso é mostrada aqui usando o exemplo do nitrogênio, oxigênio e argônio: O N₂ é mais leve que o O₂, que, por sua vez, é mais leve que o Ar. Se todos os três gases estivessem em tanques do mesmo tamanho e tão cheios quanto os outros, a escala do instrumento de medição mostraria apenas o enchimento de N₂ como 100%, enquanto no caso de O₂ e Ar apenas 70 e 57%. Consequentemente, o fabricante do tanque teria de instalar um medidor de pressão diferencial diferente para cada gás. Ou eles precisariam usar um medidor de pressão com três escalas de gás, das quais apenas a escala de argônio cobriria toda a faixa de medição.

Indicação de mais do que apenas o nível de enchimento de tanques de gás líquido

No caso de tanques de gás líquido, não basta apenas saber o nível de enchimento. Os vasos também exigem um manômetro para indicar a pressão operacional e uma válvula de compensação para configurar o ponto zero durante os testes de rotina. Antes de o WIKA Cryo Gauge aparecer no mercado, os fabricantes de equipamentos para tanques precisavam adquirir medidores de pressão diferencial e operacional, válvulas, conexões e tubulações. A partir disso, eles construiriam um sistema de medição com várias conexões (= pontos de vazamento em potencial) e, em seguida, o testariam quanto à estanqueidade. No caso do oxigênio, a purificação necessária também entrou em ação.

Projeto inovador

Representação esquemática do conjunto Cryo Gauge

O projeto dessa solução de engenharia é simples, porém inovador: Duas câmaras de meio, ⊕ e ⊖, medem a pressão dos gases (P₁) e dos líquidos (P₂). Um diafragma elástico (1) divide as duas câmaras. A pressão diferencial (P1 menos P2) leva a uma deflexão do diafragma contra a mola da faixa de medição (2). Esse movimento é proporcional à pressão diferencial. Ele atua em um mecanismo de alavanca de baixo atrito (3) no gabinete do indicador (4) para transmitir as informações de pressão ao movimento (5). Os apoios metálicos (6) em ambos os lados do diafragma protegem os instrumentos contra sobrecarga e picos de pressão. As células de medição são feitas de uma liga de cobre (modelos 712.15.100/160) ou de aço inoxidável 316 (modelos 732.15.100/160). As outras partes molhadas e a maioria das partes não molhadas também são feitas de aço inoxidável resistente à corrosão.

Cryo Gauges oferecem inúmeras vantagens

O monitoramento do nível de enchimento em tanques de gás líquido com os WIKA Cryo Gauges tem várias vantagens:

Projeto robusto: Os instrumentos de medição são insensíveis a picos de pressão. Eles são seguros contra sobre pressão de até 50 bar (725 psi) em ambos os lados. Portanto, um Cryo Gauge não sofrerá nenhum dano, mesmo que as linhas de pressão sejam cruzadas ou as válvulas sejam abertas na sequência errada. Os manômetros também possuem um visor antiembaçante.
Ampla gama de pressões: Apesar de sua robustez, os Cryo Gauges são sensíveis o suficiente para medir pressões muito baixas, até 16 polegadas de coluna de água (inH₂O) . A faixa de medição está entre 16 e 1.600 inH₂O (que corresponde a 40 mbar e 4.000 mbar). A maioria dos manômetros diferenciais do mercado tem limites muito mais rígidos.
Fácil ajuste da faixa: Os Cryo Gauges permitem ajustes no local sem a necessidade de desmontar o conjunto inteiro. Para isso, basta remover a tampa de vedação de borracha, inserir a chave Allen (fornecida) na porta de acesso, girá-la e reinserir o plugue. Não são necessários ajustes de ponto zero para ajustes menores. Isso é particularmente útil em aplicações em que a escala total indica um tanque cheio, como o armazenamento a granel de dióxido de carbono líquido. Como um exemplo: A balança de um tanque de seis toneladas indica 12.000 libras de CO₂. Quando o tanque estiver cheio, o usuário espera que o medidor mostre essa quantidade. Apesar de um cálculo muito cuidadoso do tanque, muitas variáveis podem afetar o comportamento do gás, resultando em uma leitura indicativa de um tanque que não está cheio. Com os Cryo Gauges, depois de encher o tanque, o usuário pode fazer um ajuste final de faixa para corresponder ao tanque cheio.

Cryo Gauge Modelo 712.15.160 com indicador de pressão operacional opcional

Projeto modular: O design modular exclusivo dos Cryo Gauges permite a montagem de sistemas de medição individuais com diferentes funções. A partir da unidade de nível, os usuários podem adicionar posteriormente um bloco manifold com um medidor de pressão ou até mesmo um sensor para a pressão operacional, no local. Outras opções são um sinal de saída integrado de 4 … 20 mA para o nível, um transmissor de pressão operacional separado, interruptores de nível integrados, pressostatos operacionais e um grande número de acessórios de montagem.
Fácil comissionamento: Os sistemas de medição Cryo Gauge podem ser comissionados sem problemas, quase “plug-and-play”. Independentemente das funções integradas, o conjunto compacto tem apenas dois pontos de conexão: um para a fase líquida e outro para a fase gasosa.
Limpo com O₂ e testado quanto a vazamentos: Os equipamentos para aplicações de oxigênio devem ser especialmente limpos para remover contaminantes como hidrocarbonetos (óleos), partículas e umidade. A WIKA fornece Cryo Gauges já limpos com O₂ para tais aplicações. Isso economiza um processo de trabalho para os fabricantes de equipamentos de tanque. Isso também se aplica ao teste de vazamento. A WIKA submete cada conjunto a um teste completo com hélio para garantir que não haja vazamentos.
Equipado para telemetria: Os fornecedores de gás líquido estão assumindo cada vez mais a tarefa de monitorar o consumo de seus clientes. Esses serviços remotos aumentam a segurança e a eficiência da entrega. O indicador de nível dos Cryo Gauges pode ser equipado com um transmissor de pressão integrado que é conectado à unidade de telemetria. Isso elimina a necessidade de uma fonte de pressão separada para o módulo de transmissão, o que poderia resultar em valores medidos diferentes.

Observação
Você pode encontrar mais detalhes técnicos sobre os modelos 7×2.15.100 e 7×2.15.160 do Cryo Gauge no site da WIKA. Lá você também pode encontrar informações sobre outras soluções de medição para tanques criogênicos. Se você tiver alguma dúvida, seu contato terá prazer em ajudá-lo.