INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP1de76INEDON FECHAOBJETO ELABOR Iniciales REVIS Iniciales APROB Iniciales/Cargo NOV. 09Emisin OriginalLV MJPD/GP ABA/GP MS/VPO SN/VPO INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP2de76INEDON n d i c e Pgina 1.INTRODUCCIN .................................................................................................... 6 2.OBJETIVOS............................................................................................................ 6 3.USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA ...................................................... 6 4.PROCEDIMIENTOS DE INELECTRA .................................................................... 7 5.INSTRUCCIONES DE TRABAJO DE INELECTRA ................................................ 7 6.ACRNIMOS Y SIGLAS ........................................................................................ 8 7.LECCIONES APRENDIDAS ................................................................................... 9 8.DEFINICIONES .................................................................................................... 10 9.FLUJOGRAMA BSICO DE ESPECIFICACIN DE PROCESOS ...................... 17 10.MEDIDORES DE FLUJO ...................................................................................... 19 10.1.Medidores volumtricos ........................................................................................ 20 10.1.1.Presin diferencial ................................................................................................ 21 10.1.1.1.Placa Orificio .................................................................................................... 22 10.1.1.2.Tubo Venturi ..................................................................................................... 24 10.1.1.3.Tobera o boquilla (Nozzle) ............................................................................... 24 10.1.1.4.Tubo Pitot ......................................................................................................... 25 10.1.2.rea variable - Rotmetro ..................................................................................... 27 10.1.3.Velocidad Medidor de Turbina ........................................................................... 28 10.1.4.Desplazamiento positivo ....................................................................................... 29 10.1.4.1.Placas rotativas o deslizantes (Rotary Vanes) ................................................. 29 10.1.4.2.Pistn Rotativo u oscilante (Rotary Piston) ...................................................... 30 10.1.4.3.Disco giratorio u oscilatorio (Nutating Disk) ...................................................... 30 10.1.4.4.Pistn Alternativo (Reciprocating Piston) ......................................................... 31 10.1.4.5.Medidores rotativos .......................................................................................... 31 10.1.4.6.Medidor de Diafragma para gases. .................................................................. 32 10.1.5.Remolino y vortex ................................................................................................. 32 10.1.6.Medidor Magntico ............................................................................................... 34 10.1.7.Medidor Ultrasnico .............................................................................................. 35 10.2.Medidores de Masa .............................................................................................. 36 10.2.1.Medidor Trmico ................................................................................................... 37 10.2.2.Medidor de momento angular ............................................................................... 38 10.2.3.Medidor Coriolis .................................................................................................... 39 11.ORIFICIOS DE RESTRICCIN ............................................................................ 41 12.CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE MEDIDORES DE FLUJO ...................... 43 13.DATOSDEPROCESOSPARALOSMEDIDORESDEFLUJOYORIFICIOS DE RESTRICCIN ............................................................................................... 43 13.1.Consideraciones del Formato ............................................................................... 44 INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP3de76INEDON 13.2.Descripcin del Formato ....................................................................................... 44 14.NORMATIVA ........................................................................................................ 57 15.REFERENCIAS .................................................................................................... 59 ANEXO 1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE MEDIDORES DE FLUJO ............................ 60 ANEXO2.FORMATOPARALAHOJASDEDATOSDEPROCESOSPARALOSMEDIDORES DE FLUJO ............................................................................................................... 65 ANEXO3.GUIAPARACARGARDATOSDEPROCESOSDELNEASEINSTRUMENTOSEN SPI ..................................................................................................................... 66 INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP4de76INEDON LISTA DE SMBOLOS SmboloDefinicinUnidad Aa rea anular para el paso del fluido en los elementos de rea Variable [m2] [ft2] Af rea del flotador en elementos de rea Variable[m2] [ft2] At rea de la seccin transversal de tubera[m2] BDensidad del campo magntico [Vs/m2][Vs/ft2] CCoeficiente de descarga (Ec. 2)[ - ] Cp Capacidad calorfica a la temperatura promedio[J/kgC] [BTU/lbF] dDimetrodelarestriccinenelementosde presin diferencial [m] [ft] dr Dimetrodelremolinoformadoporunelemento tipo remolino o vortex [m] [ft] DDimetro interno de la tubera[m] [ft] EVelocidad de Acercamiento (Ec. 5)[ - ] Es Fuerza electromotriz[V] gAceleracin de gravedad9,81m/s232,2 ft/s2 hAltura esttica[m] [ft] kRelacin de calores especficos[ - ] KFactor de proporcionalidad[ - ] Flujo msico[kg/s] [lb/s] mMasa[kg] [lb] PPresin absoluta[Pa] [psia] P1 Presinabsolutaaguasarribadelelementode medicin [Pa] [psia] P2 Presinabsolutaaguasabajodelelementode medicin [Pa] [psia] QCalor[J] [BTU] Qv Flujo volumtrico[m3/s] [ft3/s] rRadio de movimiento[m] [ft] INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP5de76INEDON LISTA DE SMBOLOS SmboloDefinicinUnidad ReNmero de Reynolds [ - ] St Nmero de Strouhal (Ec. 10)[ - ] TTemperatura[C] [F] T1 Temperaturaaguasarribadelelementode medicin [C] [F] T2 Temperaturaaguasabajodelelementode medicin [C] [F] vVelocidad media del fluido[m/s] [ft/s] vcomp Velocidad del fluido compresible[m/s] [ft/s] vincomp Velocidad del fluido incompresible[m/s] [ft/s] vt Velocidad terica del fluido incompresible (Ec. 4)[m/s] [ft/s] VfVolumendelflotadorenelementosderea Variable [m3] [ft3] P Diferencial de presin [Pa] [lb/s2ft]T Diferencial de temperatura [C] [F] Radio beta (Ec. 3)[ - ] Coeficiente de Expansin (Ec. 1)[ - ] Viscosidad dinmica[cP] [lbft/s] Pi = 3,141592[ - ] Densidad del fluido a condiciones actuales[kg/m3] [lb/ft3] fDensidad del flotador en elementos de rea Variable [kg/m3] [lb/ft3] Velocidad angular[rad/s] Torque[N.m] [lb/s] Frecuencia[s-1] Lasunidadesdemedicinaplicanparalasecuaciones.Losejemplos, figuras, cuadros, etc. indican la unidad de medicin empleada. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP6de76INEDON 1.INTRODUCCIN Laespecificacintcnicadelosmedidoresdeflujoyorificiosderestriccin (OR) es elaborada por la Disciplina de Automatizacin y Control. Sin embargo, elpersonaldelaDisciplinadeProcesosrequiereestarfamiliarizadoconlos criterios, formatos y programas usados en Inelectra en cuanto a los medidores flujoyOR,puesesresponsabledeespecificarlosdatosreferentesalas condiciones de operacin. LasrecomendacionesdadasenesteINEDONparaespecificarlosdatosde procesosestnbasadasprincipalmenteenlasHojasdeDatos(HdD) desarrolladasporlaDisciplinadeProcesosyelprogramaSmartPlant Instrumentation SPI (versin 2007.2) de Intergraph Corporation (originalmente INtools).EsteltimoestsiendousadocomoestndarInelectraparala elaboracin de las HdD de los Instrumentos si el cliente as lo aprueba. 2.OBJETIVOS Los objetivos de este INEDON son: 1.Proporcionarinformacingeneralsobrelosmedidoresdeflujoylos orificios de restriccin. 2.Proporcionar informacin sobre los criterios de seleccin y aplicacin de los medidores de flujo. 3.Unificarlametodologaparasuministrarlosdatosdeprocesosdelos medidores de flujo y orificios de restriccin. 4.Describir los diferentes formatos usados para elaborar las hojas de datos delosmedidoresdeflujoyorificiosderestriccin:HdDdelaDisciplina de Procesos y SPI. 3.USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA I.LoscriteriosespecificadosporelClientetienenprioridadsobrelos indicados en este INEDON. Si las especificaciones del Cliente carecen de algncriterio,elLderdeProcesosenelProyectosolicitalaaprobacin del Cliente para usar los criterios mostrados aqu. II.ElusuariodeesteINEDONtienelaobligacindeutilizarlarevisinms actualizadadelanormativa(normas,cdigos,estndares, INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP7de76INEDON especificaciones,leyes,etc.)nacionaleinternacionalusadaenel Proyecto.Ascomo,solicitaralClienteoentegubernamental correspondiente,lanormativalocalusadaenelpasdondeseconstruye la instalacin. 4.PROCEDIMIENTOS DE INELECTRA Procedimientos para la gestin de la calidad relacionados con este INEDON:

Ingeniera (HM010) 903-HM010-A90-TEC-003EquivalenciadeTrminosentreCentrosde Ejecucin 903-P3000-A20-ADM-917ProcedimientoparalaIdentificacin,Registroy Aplicacin de Lecciones Aprendidas Gestin de la Calidad (HM060) 903-HM060-G09-ADM-914ElaboracinyActualizacindeInstruccionesde Trabajo Procesos (HM120) 903-P3100-P09-ADM-901Bases de Diseo 5.INSTRUCCIONES DE TRABAJO DE INELECTRA Instrucciones de trabajo relacionadas con este INEDON: Procesos (HM120) 903-HM120-P09-GUD-013Bases y Criterios de Diseo 903-HM120-P09-GUD-014GuaparalosDatosdeProcesosdelasVlvulas de Control y Dimensionamiento de los Desvos 903-HM120-P09-GUD-017GuaparalaElaboracindelasListasde Lneas y de los Puntos de Empalme 903-HM120-P09-GUD-025GuaparalaElaboracindelosDiagramasde Tuberas e Instrumentacin 903-HM120-P09-GUD-030 Gua para la Especificacin de las Bombas 903-HM120-P09-GUD-049 Gua para los Clculos de "Gas Blow-By" INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP8de76INEDON 903-HM120-P09-GUD-054GuaparaSeleccindeMaterialesde Construccin 903-HM120-P09-GUD-067DimensionamientodeLneasdeTransportecon Flujo Multifsico 903-HM120-P09-GUD-069Gua para los Clculos de Prdida de Presin 903-HM120-P09-GUD-071Gua para los Clculos de Despresurizacin Diseo Mecnico (HM140) 903-P3060-T05-GUD-X02InstructivodeEspecificacionesdeMaterialesde Tuberas 903-P3060-T11-GUD-013Manual de Diseo Mecnico Automatizacin y Control (HM160) 903-HM160-I01-GUD-005HojasdeDatosparaEspecificacinde Instrumentos. 903-HM160-I01-GUD-011ProcedimientoparaelFlujodeTrabajoentre AutomatizacinyProcesosenSmartplant Instrumentation 903-P3200-I01-GUD-033Criterios de Diseo de Automatizacin y Control. LasinstruccionesdetrabajoestnrelacionadasconesteINEDONde manera directa: el INEDON es citado en este documento, o indirecta: el INEDONcontieneinformacinadicionalparaelusuario;peronoes citado en este documento. 6.ACRNIMOS Y SIGLAS EspaolIngls APIAmerican Petroleum Institute ASMEAmerican Society of Mechanical Engineers AVValor MedidoActual Value BDVBlowdown Valve BMEBalance de Materia y EnergaMass and Energy Balance INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP9de76INEDON EspaolIngls DBPDiagrama Bsico de Procesos DFPDiagrama de Flujo de Procesos Process Flow Diagram, PFD DTIDiagrama de Tuberas (Caeras) e Instrumentacin Piping and Instrumentation Diagram, P&ID FSPlena escalaFull Scale HdDHoja de DatosData Sheet INEDONInelectra Documento Normalizado IPCIngeniera Procura y Construccin Engineering Procurement & Construction, EPC ISAInternational Society for Measurement and Control PDVSAPetrleos de Venezuela S.A ROOrificio de RestriccinRestriction orifice SPISmartPlant Instrumentation 7.LECCIONES APRENDIDAS LasLeccionesAprendidasestndisponiblesatravsdelapginadeintranet de Ingeniera. El sistema de Lecciones Aprendidas puede contener informacin adicional para el tema de este INEDON. ElINEDONProcedimientoparalaIdentificacin,Registroy AplicacindeLeccionesAprendidas,N903-P3000-A20-ADM-917, indicalosiguientecuandonoseencuentreevidenciadelusodel SistemadeLeccionesAprendidas,selevantarunaNo Conformidad durante una revisin tcnica. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP10de76INEDON 8.DEFINICIONES Aguas Abajo (Downstream) Trminousadoparaindicarqueunavariabledelproceso,unequipoo instrumento,estubicadodespusde otroequipooinstrumento enelsentido del flujo (Figura 1). Aguas Arriba (Upstream) Trminousadoparaindicarqueunavariabledelproceso,unequipoo instrumento, est ubicado antes de otro equipo o instrumento en el sentido del flujo (Figura 1). Figura 1. Descripcin de los trminos Aguas Arriba y Aguas Abajo Coeficiente de Expansin, (Expansion Coeficient) Coeficientequecontabilizaelcambiodedensidadenfluidoscompresibles ocasionada por la disminucin de la presin en un medidor de flujo tipo presin diferencial. Se define como la relacin entre la velocidad del fluido compresible (real), y la velocidad del fluido como si fuese incompresible [1]. Ec. 1 Coeficiente de Descarga, C (Discharge Coeficient) Coeficiente que contabiliza la prdida de energa por friccin en medidores de flujo tipo presin diferencial.Se define como la relacin entre la velocidadreal del flujo y la velocidad terica [1]: Elemento que define el lmite Sentido de flujo Aguas arribaAguas abajo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP11de76INEDON Ec. 2 Conductividad (Conductivity) Eslacapacidaddeuncuerpodepermitirelpasodelacorrienteelctricaa travs de s. La conductividad es la inversa de la resistividad y su unidad es el siemens por metro (S/m = V/A). Densidad (Density) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. Elemento Primario (Primary Element) Elementoqueconviertecuantitativamentelaenergadelavariablemedidaa una forma adecuada para la medicin. Elemento Secundario (Secondary Element) Dispositivo que responde a la seal de un elemento primario y la convierte en un despliegue (display) o en una seal de salida que puede ser traducida. Elemento Sensor (Sensing Element) Elemento directamente sensible a la variable medida.

Enderezadores de Vena (Staightening vanes) Elementoquesecolocaenlatuberaparadisminuirlaturbulenciayreducir as el espacio recto necesario aguas arriba del medidor de flujo (Figura 2). Error Es la diferencia algebraica entre el valor ledo o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP12de76INEDON Figura 2. Enderezadores de Vena (Emerson - Daniel) Exactitud (Accuracy) Gradodeconformidaddelvalorindicadoporunmedidorenrelacinconel valorreal(Figura3).Puedeserexpresadadedosformas:Porcentajede Plena Escala (Percent of Full Scale o Percent of Span) o Porcentaje del Valor Medido (Percent of Actual Value) [1]. ElPorcentajedePlenaEscala,quesedenominaenesteINEDONconlas siglasFSporsunombreeningls(FullScale),aplicaslosobreelvalor mximodelcampodemedida.Ejemplo:unaexactitudde%FSenun instrumentoconuncampodemedidade0a100C(32212F)es0,5C (1,06F).Estosignificaqueparaunamedidade50C(122F)la incertidumbreesigualmente0,5C(1,06C),loqueequivaleaunerror real de 1% ( 0,9 %). Figura 3. Diferencia grfica y estadstica entre exactitud y precisin. Precisin Precisin Valor Exactitud Valor ideal Probabilidad Valor ideal Exactitud INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP13de76INEDON ElPorcentajedelValorMedido,quesedenominaesesteINEDONconlas siglasAVporsunombreeningls(ActualValue),aplicasobrelamedidao lectura y es vlido para todo el campo de medicin. Ejemplo: la incertidumbre de una medida de 50C (122 F) en un instrumento con una exactitud de % AV es 0,25C (0,61 F). Esto significa que el error real es 0,5% (0,5%). Factor de Compresibilidad (Compressibility Factor) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. Fuerza Coriolis (Coriolis Force) LaFuerzaCoriolissebasaenelteoremadeCoriolis,matemticofrancs (1795-1843), que observ que un objeto de masa (m) que se desplaza con una velocidadlineal(v),atravsdeunasuperficiegiratoriaconunavelocidad angular(),experimentaunafuerzatangencialtantomayorcuantomayores su alejamiento del centro (r) (Figura 4) [1]. Gravedad Especfica (Specific Gravity) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. Figura 4. Ilustracin de la Fuerza de Coriolis (adaptado de [1]) Incertidumbre (Uncertainty) Elintervalodentrodel cualseencuentraelvalorrealdeunacantidadmedida con una probabilidad establecida.mvwFuerza de Coriolisr INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP14de76INEDON Instrumento (Instrument) Dispositivousadodirectaoindirectamenteparamediry/ocontrolaruna variable.Eltrminoincluyeloselementosprimarios,loselementosfinalesde control(vlvulasdecontrol),losdispositivosdecmputoylosdispositivos elctricos como anunciadores, interruptores y botones. Lazo (Loop) Combinacin de dos o ms instrumentos o funciones de control, arreglados de tal manera que las seales pasan de uno a otro con el propsito de medir y/o controlar una variable del proceso. Linealidad (Linearity) La aproximacin de una curva de calibracin a una lnea recta especificada. Nmero de Reynolds (Reynolds Number) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. Prdida o cada irrecuperable de presin (Pressure drop) Prdidadepresinqueexperimentaelfluidoalpasaratravsdeuna restriccinyqueescompensadaporelsistemadebombeo.Estaesmenor que la prdida de presin en la vena contracta (Figura 6) [2]. Precisin (Precision) Capacidaddeuninstrumentodedarelmismoresultadoenmediciones diferentesrealizadasenlasmismascondiciones.Cuantomenoresla dispersin mayor la precisin (Figura 3). Presin de Vapor (Vapor Pressure) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. Radio Beta, (Beta Ratio) Relacinentreeldimetrodelacontraccinyeldimetrodelatuberaen medidores de flujo tipo presin diferencial y en orificios de restriccin. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP15de76INEDON Ec. 3 Rangoabilidad (Rangeability) Relacinentreelvalordemedidamximoymnimodeuninstrumento. Ejemplo: Un medidor de flujo con una rangoabilidad 3:1 presenta una relacin de tres a uno entre el flujo mximo y mnimo que pueden ser medidos. Relacin de calores especficos (Ratio of Specific Heats) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. Repetibilidad (Repeatibility) Capacidaddemedirrepetidamentevaloresidnticosdelasvariablesenlas mismas condiciones y servicios y en el mismo sentido de variacin recorriendo todo el campo. Viene expresada en tanto por ciento de la medida. Ejemplo: un medidor con una repetibilidad de %, dar lecturas en un rango de 0,5C ( 1,06 F) para mediciones repetidas de 100C (212 F). Seal (Signal) Variable fsica que lleva informacin sobre otra variable. Existen varios tipos de seales en base al medio usado para la transferencia de la informacin (Figura 5) Figura 5. Representacin de varias seales en el DTI. Seal elctrica Seal neumtica (aire de instrumentos u otro gas) Seal hidrulica Seal electromagntica o haz de luz con gua Seal electromagntica o haz de luz sin gua Enlace de datos mediante programacin INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP16de76INEDON La seal medida se refiere a unavariable elctrica, mecnica, neumtica o de otrotipoaplicadacomoentradaaundispositivo.Ejemplo:enunmedidorde flujo, la seal medida puede ser una diferencia de presin la cual es anloga al flujo a travs del orificio. Transductor o Convertidor de Seal (Signal Transducer, Converter) Dispositivo que convierte una seal de transmisin estandarizada a otro tipo. Transmisor (Transmitter) Transductorquerespondeaunavariablemedidapormediodeunelemento sensor y la convierte en una seal de transmisin estandarizada. Velocidad Terica del Flujo, vt(Theorical Velocity) Velocidad calculada a partir del Teorema de Bernouilli: Ec. 4 Velocidad de acercamiento, E (Velocity of Approach) Trmino que se utiliza en la literatura de flujo de fluidos para referirse a: Ec. 5 Vena Contracta (Trmino en latn, igual en espaol e ingls) Constituyelaporcindelacorrientedeflujodondelavelocidaddelfluido corresponde con la mxima y donde la presin esttica del fluido y el rea de la seccin transversal son mnimas. La vena contracta ocurre normalmente aguas abajo de una restriccin fsica (Figura 6). Viscosidad (Viscosity) ConsulteelINEDONGuaparalosClculosdePrdidadePresin,N 903-HM120-P09-GUD-069. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP17de76INEDON Figura 6. Ilustracin de la Vena Contracta. 9.FLUJOGRAMA BSICO DE ESPECIFICACIN DE PROCESOS La Figura 7 muestra el flujograma bsico de cualquierespecificacin realizada porlaDisciplinadeProcesosparalosequiposeinstrumentos.Laadaptacin para este INEDON es la siguiente: Figura 7 Flujograma bsico para las especificaciones de Procesos. Conocimiento del alcance del Proyecto: SaberquserequieredelaDisciplinadeProcesosenunProyectoest establecidoenelalcance.Lainformacinnecesariapuedeestarenlos trminosdereferenciadelaPropuestaoriginalparaelProyecto,enla Conocimiento del alcance del Proyecto Conocimiento de las bases, premisas y los criterios 1a 2 Obtencin de la documentacin necesaria 1b Elaboracin de las Hojas de Datos o suministro a otras disciplinas 3a Actualizacin de Otros Productos 3b Presin aguas arriba Flujo Restriccin Pirrecuperable Vena contracta Pmax 1a INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP18de76INEDON minuta o acta de la reunin de arranque (kickoff meeting), en los cambios de alcance, etc. ElalcancevaraconelCliente,laetapadelProyecto(Ing.Conceptual, Bsica,deDetalle,ProyectoIPC,etc.),silainstalacinesnuevaose realiza una adecuacin para una instalacin existente. ElconocimientodelalcancedelProyectoesunrequerimientoparael personaldelaDisciplinadeProcesos,elcualincluyealLderdela Disciplina, los Ingenieros y Especialistas de Procesos. Obtencin de la documentacin necesaria: BasesdeDiseodelProyecto:eldocumentosepuede complementarconinformacindeesteINEDONyespecficadel Proyecto. NormativausadaparaelProyecto:lasnormas,loscdigos, estndares, las especificaciones, leyes, etc. varan en los Proyectos yserequiereobtener laversinmsactualizada.Esposibleque el documentoBasesdeDiseosolonombrelanormativa;peroes funcin de la Disciplina de Procesos, la obtencin de la informacin detallada. BME: ayuda a conocer las caractersticas de los fluidos del proceso. DBP: complementa al documento anterior. DTI:eldocumentorepresentativodelaDisciplinadeProcesos. Consulte el INEDON Gua para la Elaboracin de los Diagramas de Tuberas e Instrumentacin, N 903-HM120-P09-GUD-025. Simulacindelproceso:ayudaaconocerlascaractersticasdelos fluidosdelproceso,especialmenteaquellasquenovengan reflejadas en el BME. HojadeDatos:contieneinformacinsuministradaporlaDisciplina de Procesos para la especificacin de los equipos y/o instrumentos. HojasdeDatosdelVendedor(enlaemisincomoconstruidoo conformeaobra):estainformacinesindispensableparala evaluacindelasinstalacionesexistentes.Lashojasdedatosdel 1b INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP19de76INEDON vendedor son la fuente ms confiable para conocer la especificacin de equipos y/o instrumentos. En el caso de la evaluacin de una instalacin existente, cualquier documento o informacin relevante para el anlisis es solicitada al Cliente,comenzandoenlaPropuestatcnicaydurantela ejecucindelProyecto.EnalgunosProyectos,esalcancede inelectraellevantamiento(relevamiento)delainformacin existente. La falta de informacin origina que la Disciplina de Procesos tenga querealizarconsideracionesysuposiciones,lascualesson documentadasyseaadenrecomendacionesparaobtener informacin ms confiable y disminuir la incertidumbre. Conocimiento de las bases, premisas y los criterios: EldocumentodeBasesdeDiseodelProyectocontienedemanera resumidalainformacinparaeldimensionamientoolaespecificacinde losequiposeinstrumentos;peroenalgunasocasiones,laDisciplinade Procesos establece premisas en base a la informacin de otros Productos propios o de las otras Disciplinas. Elaboracin de la Hoja de Datos o Suministro de datos a otra Disciplina: Enelcasodelosinstrumentos,laDisciplinadeProcesossuministralos datos requeridos para la seleccin y dimensionamiento de los mismos a la Disciplina de Automatizacin y Control, y esta a su vez a los vendedores. Vase la Seccin 13. Actualizacin de otros Productos: LosotrosProductossonactualizadosconlosresultados,porejemploel sumariodeserviciosindustrialesconelflujodeairedeinstrumentos requerido. 10. MEDIDORES DE FLUJO Existendostiposprincipalesdemedidoresdeflujo:losvolumtricosylosde masa. Los medidores volumtricos se usan de manera general en las medidas de caudal, mientras que los medidores de masa se reservan para aplicaciones especficasdondeesimportanteconocerelflujomsicocomoporejemplo,la determinacin de la cantidad final de producto.3a 3b 2 INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP20de76INEDON LaFigura8muestraunesquemadelosinstrumentosmscomnmente utilizadosenlaindustriaparamedicindeflujovolumtricoomsico,de acuerdo al principio de medicin que utilizan.. Figura 8. Principales tipos de medidores de flujo (adaptado de [2]) 10.1.Medidores volumtricos Losmedidoresvolumtricosdeterminanelcaudalbienseadirectamente, contandomedidasdiscretasdevolumen,opordeduccin,midiendootra variable relacionada con el flujo como por ejemplo un diferencial de presin, o la tensin inducida en un campo magntico. Tipos de MedidoresVolumtricosMsicosDeslazamiento PositivoPresin Diferencialrea VariablePlacas OrificioTubo VenturiTobera o boquillaCompensacin de presin y temperaturaTransferencia de calorMomento Tubo Pitoty AnnubarRotmetroVelocidadTurbinaPistn OscilanteDisco GiratrioPistn AlternativoRotativoRemolino y VortexTensin inducidaSonidoTorqueMagnticoUltrasnicoCoriolisPrincipio de medicin INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP21de76INEDON 10.1.1.Presin diferencial Loselementosdepresindiferencialsebasanenladiferenciadepresiones provocada por un estrechamiento en la tubera por donde circula el fluido como semuestraenlaFigura9.Alatravesarelestrechamientoelfluidogana velocidad a costa de perder presin. La diferencia de presiones es captada por dostomassituadasinmediatamenteaguasarribayaguasabajodel estrechamiento Elflujovolumtricoestrelacionadoconladiferenciadepresionessegnla siguiente ecuacin general derivada del teorema de Bernouilli: Ec. 6 Figura 9. Esquema de los elementos de Presin Diferencial Enelcasodefluidosnocompresibles,elfactordeproporcionalidad,K,es funcindelcoeficientededescarga,C,lavelocidaddeacercamiento,E,yel dimetro del estrechamiento, d:

Ec. 7 Enelcasodefluidoscompresibles,ladensidadvaraentodalaseccinde medicin ya que la presin y la temperatura del fluido cambian. Un coeficiente de expansin,, se introduce enla frmula para tener en cuenta la expansin ocurrida durante la aceleracin del flujo:

Ec. 8 Presin aguas arriba FlujoRestriccinVena contracta h ~ P INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP22de76INEDON Debidoalarelacincuadrticaqueexisteentrelamedida( P)yelcaudal (Qv),estetipodeelementostienenunarangoabilidadrelativamentebaja,3:1 [1].Acontinuacinsedescribenbrevementeloselementosdepresin diferencial usados comnmente en la industria. 10.1.1.1.Placa Orificio Laplacaorificioodiafragmaconsisteenunaplacaperforadainstaladaenla tubera. El orificio de la placa puede ser detres tipos (Figura10): concntrico, queeselmsusadoparalquidosygaseslimpiosnocorrosivos;excntrico, paragasesquearrastrencantidadesconsiderablesdecondensadoolquidos cercanos al punto de evaporacin; y segmentado, para lquidos que contengan sedimentos. Los cantos del orificio son generalmente de tipo vivo (Figura 10d). Loscantosencuartodecrculo(Figura10e)seutilizanenserviciosdebajo caudal y altas viscosidades [3]. Figura 10. Tipos de Placa Orificio [3] Lastomasdepresinenlasplacasorificiopuedenserdecuatrotipos:tomas en la brida (flange taps), tomas en la vena contrada (D and D/2 taps), tomas en lacmara anular(cornertaps)ytomasenlatubera(pipetaps)[2].LaFigura 11muestraladisposicindelosdiferentestiposdetoma.Ladisposicinms usada es la de tomas en la brida ya que su instalacin es cmoda y robusta. Orificio concntricoFlujo D Orificio excntricoOrificio Segmentadod Cantos VivosCantos de Crculo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP23de76INEDON Figura 11. Disposicin de las tomas de presin diferencial (adaptado de [2]) Laplacaorificioes,entreloselementosde medicindepresindiferencial,el ms sencillo y barato de todos. Un inconveniente que tiene es la necesidad de disponerdetramosrectosdetubera,libresdecualquierobstruccin,tanto aguasarribacomoaguasabajodelaplacaparaqueelflujonopresente remolinosquepuedandistorsionarlamedida.Enelcasodedimetrosde tuberagrandesestaexigenciapuedeserdifcildeconseguir,paralocualse utilizan enderezadores de vena aguas arriba de la placa que permiten disponer de tramos ms cortos. Otrasdelasdesventajasdelasplacasorificioesqueproducenunagran prdidairrecuperabledepresinytienenpocaprecisincuandosetratade medir fluidos con slidos en suspensin o lodos. 1 Tomas Aguas Arriba a)Tomas en la Brida Tomas Aguas Abajo 1 1/2D1D 8D21/2D b)Tomas en la Vena Contracta c)Tomas en la Cmara Anular d)Tomas en la Tubera Tomas Aguas Arriba Tomas Aguas Abajo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP24de76INEDON 10.1.1.2.Tubo Venturi EltuboVenturiesenesenciauntuboconunagargantaquepresentauna formatroncocnicaaguasarribayabajodelmismo(Figura12).Elngulode entrada suele ser 21. ngulos menores supondran un tubo demasiado largo y mayores podran producir cavitacin en lquidos saturados. El ngulo de salida est entre 7-9 con el fin de recuperar el mximo de presin [3]. Figura 12. Tubo Venturi EntrelasventajasdelTuboVenturi,conrespectoalasplacasorificios,estn una mayorcapacidad,unamenorcadairrecuperabledepresin yunamayor precisin.Igualmente,escapazdemanejarfluidosconunporcentaje relativamentealtodeslidossuspendidosdeformabastanteprecisa.Sin embargo su construccin es delicada, lo que se traduce en un elevado precio y, aligualqueenlasplacas,sedebedisponerdelargostramosrectosaguas arriba y aguas abajo del mismo. 10.1.1.3.Tobera o boquilla (Nozzle) LastoberasoboquillassonelementosderivadosdelTuboVenturiquese insertan en las tuberas para producir una estrangulacin del fluido. En estas se haeliminadolazonadeentradaexistenteenelTuboVenturiylazonade salidaquedaconvertidaenunaformamsredondeada(Figura13).La utilizacindeestoselementosestindicadaenelcasodelechadas,fluidos agresivos y procedentes de drenajes. Seccin Convergente Seccin Divergente Garganta Tomas de Presin INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP25de76INEDON Figura 13. Disposicin de una tobera o boquilla en la tubera (ABB Instrumentation) Elcostodeestoselementos,sutamao,ylaexigenciadetramosrectosala entradasonmuyinferioresalosdeltuboVenturi.Producenunaprdida irrecuperabledepresinligeramentemayoralasdeltuboVenturi,peromuy inferior a la producida por la placas orifico. 10.1.1.4.Tubo Pitot EltuboPitotmideladiferenciaentrelapresintotalylapresinesttica,es decir,midelapresindinmica.Existendiferentesconfiguraciones,peroen esencia consiste en dos tubos abiertos como se muestra en la Figura 14. Uno de los tubos (tubo de impacto) est orientado de forma que su abertura(b) se enfrente al movimiento del fluido. El otro tubo (tubo esttico), est orientado de forma que la presin debida a la velocidad no influya en sus aberturas (a). Laecuacingeneralparaelclculodelflujovolumtricoconesteelemento tienelamismaformadelaEc.6.LaprincipaldiferenciaesqueeltrminoK tomaencuentaotrasvariables,comolairregulardistribucindelas velocidades, la rugosidad de la tubera, etc. El Tubo Pitot es un dispositivo barato cuyo precio es independiente del tamao de la tubera. La cada irrecuperable de presin que producen es prcticamente despreciable.Unadesventajaesquepuedeobstruirsecuandoseutilizacon fluidos que arrastren slidos en suspensin. Por otro lado, al ser sensible a las variacionesdedistribucindelasvelocidades,esesencialefectuarvarias medicionesalolargodeundimetrodetuberaantesdelainstalacindel elemento para lograr la mayor exactitud [1]. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP26de76INEDON Figura 14. Esquema de un Tubo Pitot ExistendispositivosderivadosdelTuboPitotqueintentanmejorarsus presentaciones. El Pitot-Venturi, es una combinacin de ambos elementos que consiguecrearunadiferenciadepresionesmuchomayorqueeltuboPitot normalconunaprdidairrecuperablesimilar.ElTuboAnnubar(Figura15)es otraderivacindeltuboPitotconelquesetratadeobtenerunavelocidadno puntual, sino media a lo largo de un dimetro de conducto. Para ello el tubo de impactopresentacuatroorificiosquesecomunicanconotrotubointernoque obtiene el valor medio de las cuatro determinaciones. Figura 15. Tubo Annubar (ABB Instrumentation) Tubo de Impacto Tubo Esttico h INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP27de76INEDON 10.1.2.rea variable - Rotmetro Loselementosdereavariable,adiferenciadeloselementosdepresin diferencial, son construidos de forma tal de mantener la diferencia de presiones constante al variar el rea disponible para el paso del fluido. EldispositivomsutilizadoquesigueesteprincipioeselRotmetro(Figura 16).ElRotmetroconsisteenuntubocnicocolocadoverticalmenteconla seccinmsanchahacialapartesuperior.Ensuinteriorllevaunflotador.El fluido se hace circular hacia arriba, y al pasar entre el flotador y el tubo se crea una diferencia constante de presin cuyo valor se puede modificar variando la masadelflotador.Laconicidaddeltubodeterminaqueelespacioanularpor dondepasaelfluidoaumentaconformeaumentaelflujo.Ellosuponequeel flotador adopte posiciones ms elevadas. Figura 16. Esquema del Rotmetro Un balance de fuerzas en el flotador permite determinar el flujo volumtrico [2]: Ec. 9 Elfactordeproporcionalidad,K,esfuncinenestecasodelcoeficientede arrastreylaviscosidaddelfluido,lacontraccindelavenaylasrugosidades de la tubera. ABB InstrumentationP1P2FlujoEmpujeArrastrePesoAaAf INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP28de76INEDON ComosepuedeobservarenlaEc.9,elflujovolumtricoesdirectamente proporcionalalreaanularmedida,Aa.Debidoaestacaractersticael Rotmetroestindicadoparaflujosbajosamoderadosentuberaspequeas dondeloselementosdepresindiferencialresultaninexactosporlarelacin cuadrticaquehayentreel diferencialdepresin medidoyel flujo(vaseEc. 6). Algunas de las ventajas de los elementos de rea variable es que son de fcil instalacin, mantenimiento, lectura y deteccin de fallas. Tienen poca cada de presinynonecesitancondicionesespecialesantesodespusdelelemento, como tramos de tubera recta. Entre las desventajas estn la necesidad de ser instaladosverticalmenteyquenosonapropiadosparafluidossuciosocon slidos suspendidos. 10.1.3.Velocidad Medidor de Turbina Loselementosdevelocidadsonllamadosasporquemidendirectamentela velocidad del fluido para calcular el flujo volumtrico. El tipo ms representativo es el medidor de turbina. Elmedidordeturbina consisteenunrotorquegiraalpasodel fluidoconuna velocidaddirectamenteproporcionalalflujo(Figura17).Lavelocidaddegiro delrotorsepuededeterminarpormediosmecnicosoelectromagnticos.En esteltimocasounsensorgeneraunimpulsoelctricocadavezqueuna paleta del rotor pasa por l; cada uno de estos impulsos representa un volumen determinado de fluido. Figura 17. Medidor de Turbina (Emerson - Daniel) Soporte del Rotor Rotor Enderezadores de Vena INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP29de76INEDON Estoselementossonmuyexactosyprecisos,loqueloshacerecomendables en lneas de salida de producto u operaciones de mezcla automatizada[3]. Su rangoabilidadllegahasta15:1[2].Sinembargolafabricacinycontrolde calidaddelosmedidoresyunidadesauxiliaressoncomplicados,loque repercutedesfavorablementeensuprecio.Otradesventajadesuusoesque requierenenderezadoresdevenaaguasarribadelmedidorparaasegurarun flujo libre de remolinos. 10.1.4.Desplazamiento positivo Loselementosdedesplazamientopositivo,tambinllamadosvolumtricos, estnformadosporcmarasdevolumenconocidoylamedicindelflujose efecta contando el nmero de cmaras que han sido ocupadas por el fluido en una unidad de tiempo. Existen diversas formas de concebir las cmaras y ello da lugar a los diferentes tipos de medidores. Engeneralloselementosdedesplazamientopositivotienenunabuena exactitudyprecisin,siempreycuandoelmantenimientodelosmismosseaadecuado. Son recomendados para caudales bajos de fluidos viscosos y no se ven afectados por las variaciones de viscosidad y densidad en las condiciones de operacin del fluido. Su punto dbil es la complejidad de sus mecanismos y engranajes,loquedemandaunagranatencin.Nosonrecomendadospara tuberas de gran dimetro debido a su costo, dimensiones y peso [3]. 10.1.4.1.Placas rotativas o deslizantes (Rotary Vanes) Existen muchos tipos de medidores de placas rotativas, pero en principio estn conformadosporlosmismoselementos:unrotor,movidoporelflujo,ydoso msplacas(vanes)queentregancantidadesdiscretasdefluidoenunciclo (Figura 18). Figura 18. Medidor de placas Rotativas (adaptado de [4]) VenaEntrada SalidaRotor INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP30de76INEDON Losmedidoresdeplacasrotativassoncomnmenteusadosenlaindustria petrolera y son capaces de medir flujos de crudos que arrastren slidos en gran cantidad. 10.1.4.2.Pistn Rotativo u oscilante (Rotary Piston) Esteinstrumento(Figura19)secomponedeunacmarade medidacilndrica conunaplacadivisoriaqueseparalosorificiosdeentradaysalida.Lanica partemvilesunpistncilndricoqueoscilasuavementeenunmovimiento circular entre las dos caras planas de la cmara.

Figura 19. Pistn Rotativo (adaptado de [4]) Los medidores de pistn rotativo se fabrican para tamaos de tubera de hasta 2 ftyse aplicanenlamedicin decaudalesde aguaydelquidosviscososo corrosivos [2]. 10.1.4.3.Disco giratorio u oscilatorio (Nutating Disk) Esteinstrumento(Figura20)disponedeunacmaracircularconundisco plano mvil dotado de una ranura en la que est intercalada una placa fija. Esta placa permite la entrada y la salida e impide el giro del disco. Cuando el fluido fluye,eldiscotomaunmovimientooscilantedemodoquecadapuntodesu circunferencia exterior sube y baja alternativamente estableciendo contacto con las paredes de la cmara desde su parte inferior a la superior. Empleadooriginalmenteenaplicacionesdomsticasparaagua,seutiliza industrialmente en la medicin de caudales de agua fra, agua caliente, aceite y lquidos alimenticios. Entrada SalidaPistn INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP31de76INEDON Figura 20. Medidor de Disco Giratorio (adaptado de [4]) 10.1.4.4.Pistn Alternativo (Reciprocating Piston) Elpistnalternativoeselmsantiguodeloselementosdedesplazamiento positivo. Se fabrica de uno o varios pistones hasta cuatro. La Figura 21 muestra el esquema de un medidor de pistn nico con vlvulas deslizantes. Figura 21. Medidor de Pistn alternativo convencional (adaptado de [4]) Estosmedidoresseutilizanampliamenteenlaindustriapetroqumicaytienen buena precisin. Sin embargo su capacidad es pequea comparada con otros medidores, tienen una alta cada de presin y son difciles de reparar. 10.1.4.5.Medidores rotativos Estetipodeinstrumentotienevlvulasrotativasquegiranexcntricamente rozando con las paredes de la cmara circular y transportan el fluido en forma incrementaldelaentradaalasalida.Seempleanmuchoenlaindustria petrolera para la medida de crudos y gasolina [2].EntradaDiscoBolaEntradaSalidaPistnVlvula deslizante INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP32de76INEDON Hay diferentes tipos de medidores rotativos, algunos de los cuales se muestran en la Figura 22. Los cicloidales contienen dos lbulos engranados entre s que giran en direcciones opuestas manteniendo una posicin relativa fija. El sistema birrotorconsisteen dosrotoressincontacto mecnicoentresqueseapoyan en rodamientos de bola de acero inoxidable. Al noexistir contacto mecnico la vida til de los rotores es larga y el mantenimiento fcil. Losmedidores ovales disponen de dos ruedas ovales que engranan entres y tienen un movimiento de giro debido a la presin diferencial creada por el flujo. Figura 22. Medidores rotativos (adaptado de [4]) 10.1.4.6.Medidor de Diafragma para gases. El medidor de diafragma es mayormente usado para medir el consumo de gas naturalenlosconjuntosresidenciales.Consistebsicamenteencuatro cmaras: dos cmaras de diafragma y dos cmaras del medidor. El flujo de gas creaunadiferenciadepresinentrelascmarasdediafragmacomprimiendo unaenelladodeentradayexpandiendolaotraenelladodesalida.Esta accinllenayvacaelmedidoralternativamente.Lasvlvulasdeslizantesdel tope sincronizan la accin de los diafragmas y operan el mecanismo de registro del flujo [1]. 10.1.5.Remolino y vortex El medidor de Flujo por Remolino se basa en la determinacin de la frecuencia del remolino producido por una hlice esttica situada dentro de la tubera. La Medidor cicloidal Medidor oval INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP33de76INEDON frecuencia del remolino es proporcional a la velocidad del fluido de acuerdo con la expresin conocida como nmero de Strouhal [2]: Ec. 10 La frmula para el clculo del flujo volumtrico quedara [2]: Ec. 11 La deteccin de la frecuencia se logra de diversas formas: mediante sensores depresindecristalespiezoelctricos,oconunatermistanciademuybaja inercia trmica que sigue los efectos de refrigeracin del remolino generado, o bien mediante un condensador de capacidad variable, o bien con la aplicacin de un haz ultrasonido perpendicular al remolino. El medidor de Flujo por Vortex (Figura 23) sigue el mismo principio de medicin del medidor por remolinos, excepto que en lugar de un remolino continuo, este generavrticesalternativamentedesfasadosen180.Elmedidorvortexest formado por un cuerpo, generalmente plano, colocado perpendicular al flujo. Figura 23.Medidores de Flujo por Vortex (adaptado de [1]) Los medidores de este tipo son adecuados para gases y lquidos y tienen una ampliarangoabilidad, dehasta100:1[1].Nosevenafectadosporvariaciones en la viscosidad y densidad del fluido. Una desventaja es que deben instalarse con largos tramos rectos de tubera aguas arriba y aguas abajo del medidor. Sensor Piezoelctrico Vrtices Alternantes Flujo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP34de76INEDON 10.1.6.Medidor Magntico La medicin electromagntica est basada en la Ley de Faraday, segn la cual cuandounconductorelctricosemuevedentrodeuncampomagnticode densidad B, se induce en l una fuerza electromotriz, Es, que es proporcional a suvelocidad.Lafrmulaparaelclculodelflujovolumtricoconestetipode elementos es la siguiente [2]: Ec. 12 Un medidor electromagntico (Figura 24) consiste esencialmente en un carrete detuberadematerialnomagnticoquellevaadosadounaseriedebobinas lascuales,unavezconectadasauncircuitoelctrico,creanuncampo magnticotransversalaltubo.El fluidoalatravesarestecampohaceelpapel deconductorelctrico;lafuerzaelectromotrizproducidaescaptadapordos electrodosrasantesconlasuperficieinteriordeltuboydiametralmente opuestos. Figura 24. Medidor Magntico (ABB Instrumentation) Losmedidoresmagnticosmidensoloflujosdefluidosconductivos,sin embargo,ellmiteinferiordeconductividadenmuchosdeestosinstrumentos esbastantebajo,enelordende10(S/m)[4].Lamayoradelosproductos lquidosderivadosdelpetrleocaendentrodeloslmitesprcticosde conductividadrequerida.Nosonusadosparamedirflujosgaseosospueslos gases tienen conductividades muy bajas. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP35de76INEDON Los medidores magnticos son insensibles a cambios de viscosidad y densidad del fluido, pueden medir el flujo en diferentes direcciones, yal no ser invasivos son usados con fluidos pastosos o agresivos, como por ejemplo los lodos de la industria minera. Una de las desventajas que presenta este tipo de medidor es su alto precio, el cual es funcin del tamao de la tubera. 10.1.7.Medidor Ultrasnico Los medidores ultrasnicos estn constituidos de dos elementos principales: un emisordeondasdeultrasonidoqueenvaimpulsosatravsdelfluido,yun sensor,querecogeestosimpulsos.Lostransductoresdecristalpiezomtrico se utilizan para ambas funciones, la emisin y recepcin. La velocidad del fluido sepuedecalcularapartirdeladiferenciaentrelasfrecuenciasemitiday recibida. Existen dos tipos de medidores ultrasnicos: los de tiempo de trnsito (time-of-flight type) y los basados en el efectos Doppler (Doppler type) [1].

Enlosmedidoresdetiempo(Figura25a)detrnsitounimpulsodesonidoes introducido enel flujo de tal forma que viaje con el flujo en un sentido y contra el flujo en el otro. Un circuito electrnico procesa la informacin recibida por los transductores calculando el tiempo transcurrido entre la emisin y recepcin del impulso, que es funcin de la velocidad del fluido. Figura 25. Esquema de un medidor ultrasnico tipo tiempo de trnsito [5] Partculas slidas o burbujas de aireTransductorTransductor ATransductor Btb) MedidorDoppler a) Medidor deTiempo de Trnsito Flujo Flujo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP36de76INEDON EnlosmedidoresporefectoDoppler(Figura25b)seproyectaunaondade sonidoysemideladiferenciadefrecuenciaqueexperimentalasealde retornoalreflejarseelsonidoenpartculascontenidasenelfluidosegnel efecto Doppler. Los medidores de tiempo de trnsito y de efecto Doppler son de alguna manera complementariosyaqueelprimerorequiereunfluidolimpioparaqueel impulso de sonido no se desve, mientras que el segundo necesita la presencia departculasparaseroperativo[1].Ambostiposdemedidoresultrasnicos tienenunampliorangodemedicinyfuncionanbientantoparagasescomo para lquidos. Enciertasocasionesseempleantcnicasespecialesdemedicindeflujo como: Trazadores radioactivos Laser Deflexin Estastcnicassonusadasmayormentecuandoelambientedemedicines muy severo o por razones de costo. Literatura especializada sobre este tipo de medicin se puede consultar en [1][3]. 10.2.Medidores de Masa Los medidores de masa pueden clasificarse en dos grades tipos: los medidores inferenciales y los medidores directos. En el primer caso, la medicin de caudal va acompaada de una medicin de temperatura y presin, o una medicin directa de la densidad, con el objeto de inferir el flujo msico. La Figura 26 muestra un esquema representativo de este tipo de medicin en el quesecombinaunelementodepresindiferencialyunelementotipovortex.En la prctica, la medida de presin diferencial (Ec. 9) es dividida por la medida develocidad(Ec.10),parallegaraunaexpresindelflujomsicoporunidad de rea [1]. Ec. 13 Ec. 14 INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP37de76INEDON Figura 26. Medidor Inferencial de Flujo Msico (adaptado de [1]) Usandoesteprincipio,elflujomsicopuedeserdeterminadoporcualquier combinacindeinstrumentoscmounaplacaorificiootuboventuri,conun instrumentolinealmentedependientedelavelocidad,comoturbina,vortex, medidor ultrasnico o magntico. Los medidores directos, como su nombre lo indica, midendirectamente el flujo msico. La medicin es independiente a las propiedades de estado del fluido. A continuacin se describen los tipos de medidores directos ms comunes. 10.2.1.Medidor Trmico Losmedidorestrmicos(Figura27)sebasanenlaelevacindetemperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente. Consisten en una fuente elctrica de alimentacin de precisin que proporciona un calor constante al punto medio deltuboporelcualcirculaelfluido.Enpuntosequidistantesdelafuentede calor se encuentran sondas de resistencia para medir la temperatura. Ladiferenciadetemperaturaentreambassondasvaaumentando progresivamenteamedidaqueaumentaelflujoyesproporcionalalamasa que circula de acuerdo a la siguiente ecuacin [2]: Ec. 15 P ~ v2 ~vVortex Placa Orif icioFlujom ~ P / ~ v INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP38de76INEDON Figura 27. Medidor Trmico (ABB Instrumentation) Estetipodeinstrumentoesadecuadoparagasestalescomoaire,nitrgeno, hidrgeno,oxigeno,helio,amonaco,argn,monxidodecarbono,anhdrido carbnico, cido clorhdrico, etano, etileno, metano, y otros [2]. Tambin puede emplearseenlquidosperoconcaudalesmuybajos.Esimportantequela composicin del fluido sea constante y no existan variaciones importantes en la temperatura de operacin. 10.2.2.Medidor de momento angular Los medidores de flujo msico por momento angular se basan en el principio de conservacindelmomentoangulardelosfluidos.LaFigura28muestraun esquema de este tipo de medidor. Figura 28. Esquema de medidor por Momento Angular (Adaptado de [2]) Rotor Impulsor Flujo Turbina Transductor de Torque Resistencia de Medicin Fuente de Calor Flujo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP39de76INEDON Enoperacin,uncilindrodentrodelatuberaesmovidoporunmotorauna velocidadangularconstante,.Elfluidoaldesplazarseatravsdelcilindro adquiereunmomentoangular.Inmediatamentedespusseencuentraotro cilindro cuyo movimiento est restringido por un resorte. La medicin del torque producido, , mediante el ngulo de deflexin del resorte, permite determinar el flujo msico segn la siguiente ecuacin [2]: Ec. 16 Otro mtodode medirel flujo msico usandoel mismo equipo es mantenerel torqueconstante,cambiandolavelocidadangulardelcilindroconuncontrol feedback.As,lavelocidadangular,olasrevolucionesporminutodelmotor, son proporcionales al flujo [1]. 10.2.3.Medidor Coriolis LosmedidoresdeflujomsicotipocoriolisutilizanlaFuerzaCorioliscomo principiodemedida.Funcionanhaciendovibraruntubocurvadoatravsdel cual pasa el fluido. El efecto Coriolis crea una fuerza en el tubo perpendicular a ambasdirecciones:ladevibracinyladelflujo.Estafuerzasemidecon sensores magnticos para obtener el caudal msico. Figura 29. Esquema del funcionamiento de un Coriolis Tipo Omega (Micro Motion) tubo Atubo Btubo Atubo Atubo BDesf aseCoriolis sin f lujo Coriolis con f lujoVista LateralVista SuperiorFlujotubo B INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP40de76INEDON Hayvariostiposdecoriolisloscualesdifierenbsicamenteenlaformaque poseen.UnodelostiposmsusadosesmostradoenlaFigura29.Un oscilador electromagntico hace vibrar dos tubos en forma de omega () o U, a unamismafrecuenciayamplitud.Elfluidoesdivididoenpartesigualesyal circular ejerce una fuerza (coriolis) en el lado de entrada opuesta al movimiento deltuboyasufavorenelladodesalida.Estoproduceunatorceduraenlos tubos. Dicha torsin genera un desfase entre las ondas de vibracin, como se muestra en la Figura 29. La amplitud del desfase es directamente proporcional al flujo msico para una velocidad angular constante [9] . OtrostiposdeCoriolistienenformarecta,deS,deZodehlicecomose muestra en la Figura 30 [9] . Figura 30. Diferentes tipos de Coriolis (Micro Motion) Entre las ventajas de este instrumento estn que es muy exacto, requiere poco mantenimiento,tieneunaaltarangoabilidad(100:1)yesefectivocuandohay cambiosrpidosenelflujo.Estrecomendadoparalquidosygasesdealto pesomolecular.Puedemedirflujosbifsicosconciertaslimitaciones.Sin embargo,nosonapropiadosparalamedicindeflujosmuyelevados(no recomendadosparalneasmayoresde6dedimetro)ysucostopuedeser considerable. Sisedeseaobtenerinformacindetalladasobreloscriteriosde aplicacin,instalacinyproteccindecadatipodemedidordeflujo, consultar: INEDONCriteriosdeDiseodeAutomatizacinyControlN 903-P3200-I01-GUD-033; INEDON Hojas de Datos para Especificacin de Instrumentos N 903-HM160-I01-GUD-005; y Normativa nacional e internacional listada en la Seccin 14. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP41de76INEDON 11.ORIFICIOS DE RESTRICCIN Los orificios de restriccin son dispositivos usados para generar una prdida de presinyporendelimitarelflujo.Laformadeestosdispositivoses bsicamenteigualaladeunaplacaorificio(Figura31).Ladiferenciaentre ambosesquelosOrificiosdeRestriccinusualmenteoperanavelocidades snicas y radios beta () muy pequeos [4]. Figura 31. Orificio de Restriccin (Rototherm Instrumentation & Control) Las aplicaciones ms comunes son: A)Limitarelflujomnimocontinuodelasbombascentrfugas(Figura32a)y reducir la presin. Consulte el INEDON Gua Para la Especificacin de las Bombas N 903-HM120-P09-GUD-030. B)Minimizarelflujodegasolquidodeunsistemadealtapresinaunode bajapresin(gasblowbyoliquidoverload)encasodequelavlvulade controlasociadafalleabierta(Figura32b).ConsulteelINEDONGua Para los Clculos de Gas Blow-by N 903-HM120-P09-GUD-049. C)RegularelflujoinicialdealivioencasodeDespresurizacinAutomtica (Figura32c).ConsulteelINEDONGuaparalosclculosde despresurizacin N 903-HM120-P09-GUD-071. a) Orif icio de Restriccin simple (RotothermInst. & Control)b) Orif icio de Restriccin mltiple (ABB Instrumentation) INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP42de76INEDON Figura 32. Ejemplos de aplicaciones de Orificios de Restriccin D)Minimizarelflujodecaloraunsistemaenelcasodequelavlvulade control asociada falle abierta. Ejemplo: flujo de vapor a rehervidores o flujo de gas combustible a hornos. E)Regular el flujo de gas de purga (gas inerte o gas combustible) usado en los sistemas de alivio para evitar el ingreso de aire al sistema. F)Regular el flujo y reducir la presin de los servicios asociados a los sistemas delubricacinysello,tantodebombascomodecompresores.Ejemplo: agua de enfriamiento, gas inerte, aceite de lubricacin. LosRO puedenserdeltiposimple(Figura31a), elcual esinstalado entrelas bridas de una lnea; y del tipo mltiple (Figura 31b), que incluye varios orificios instaladosenuncarrete(spool)conunaseparacinentredeellosdeun dimetro de tubera para evitar la recuperacin de presin. Como regla general lacadadepresinmximadeunorificioderestriccinsimplees50%(para gases).Siesnecesariocadadepresionesmayoresseusanlosorificiosde a) Flujo Mnimo continuo de bombas centrfugasb) Gas Blow-byc) Sistemas de despresurizacin automtica INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP43de76INEDON restriccintipomltiple[4].Puedenpresentarseproblemasdecavitacin(en lquidos) y excesivo ruido y vibracin. 12. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE MEDIDORES DE FLUJO Laseleccindeltipodemedidordeflujoautilizarunaaplicacines responsabilidad de la Disciplina de Automatizacin y Control. Esta seleccin se basaencriteriosdefuncionalidad(controlofacturacin),condicionesde operacin y costo. La Disciplina de Procesos puede servir de apoyo en etapas tempranas de una ingeniera proponiendo un medidor de flujo que es aprobado luego por la Disciplina de Automatizacin y Control. Laseccin3.5delINEDONHojasdeDatosparaEspecificacinde Instrumentos, N 903-HM160-I01-GUD-005, contiene los criterios utilizados por inelectraparalaseleccindemedidoresdeflujo.ElAnexo1describela metodologa general aplicable en la seleccin de medidores de flujo. Sisedeseaobtenerinformacinadicionalsobreloscriteriosde aplicacineinstalacindecadatipodemedidordeflujo,consultarel INEDONCriteriosdeDiseodeAutomatizacinyControlN903-P3200-I01-GUD-033, y la Normativa nacional e internacional listada en la Seccin 14. 13. DATOSDEPROCESOSPARALOSMEDIDORESDEFLUJOYORIFICIOSDE RESTRICCIN La Disciplina de Automatizacin y Control es la responsable directa por las HdD de los medidores de flujo en todas las etapas de un proyecto. La Disciplina de Procesos acta en este caso como apoyo suministrando los datos inherentes a las condiciones del fluido y los requerimientos de medicin. Existen dos formas en las que laDisciplina de Procesos puede suministrar los datos a Automatizacin y Control: 1.A travs de una emisin interna de las HdD de Instrumentos, para lo cual laDisciplinadeProcesoshadesarrolladounformatoenMSExcelque contienelosdatosbsicosdelprocesoparamedidoresdeflujosy orificios de restriccin. 2.A travs del programa SPI (Intergraph Corporation), el cual est siendo usandoactualmentecomoestndarinelectraparalasHdDdelos INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP44de76INEDON instrumentos. El uso de SPI est sujeto a previa aprobacin del Cliente y queda establecido en los Requerimientos del Proyecto. Cadaproyectodefinealiniciodelasactividadesdeingeniera,culdeestos procedimientos se seguir para establecer los datos de procesos. 13.1.Consideraciones del Formato La emisin al cliente de las HdD por parte de la Disciplina de Procesos aplica enslo enlos Proyectosdonde est establecidoqueProcesosy Automatizacin y Control emitan HdD por separado, o cuando no existe apoyodelaDisciplinadeAutomatizacinyControl.LaDisciplinade ProcesostienequecolocarlosdatosdirectamenteenlaHdDdela Disciplina de Automatizacin y Control o suministrarlos a travs de SPI. A)El Anexo 2 muestra el enlace para el formato de la HdD dela Disciplina de Procesos. Este formato es general para cualquier tipo de medidor de flujo y estlimitadoalosdatosdeprocesos.LaDisciplinadeAutomatizaciny ControlemiteunaHdDdiferenteparacadatipodemedidor,lascuales contienen informacin tcnica especfica. B)LasunidadesdemedicinenelformatodeHdDdelaDisciplinade ProcesossonlasmscomunesenelsistemahabitualdelosEUA(US CustomaryUnits)yenelsistemamtrico.Sinembargo,lasunidadesde medicinsonestablecidasporelClienteeindicadasenlasBasesde Diseo del Proyecto. C)EnSPIelsistemadeunidadesvienepredeterminadosegnelproyecto, aunqueelcolaboradorpuedeseleccionardeunmendesplegableotra unidad de medicin para cada campo. 13.2.Descripcin del Formato Lassiguientesseccionesdescribenlos datosdeprocesosrequeridosparalas HdD de los medidores de flujos y orificios de restriccin. Los datos se muestran con el nombre y en el orden usado en el formato y su equivalente en SPI se muestra luego del guin. No se hace distincin entre los datos de los medidores de flujo y los orificios de restriccin a menos que se indique. Los pasos a seguir para entrar SPI y cargar los datos de procesos enelmdulocorrespondienteestnexplicadosenelAnexo3,elcuales una gua de trabajo basada en el SPI Tutorial [7]. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP45de76INEDON A)Datos de Identificacin - General EnlaseccinsuperiordelaHdDdeprocesosseencuentralainformacin relevantealProyecto,laUnidadyelinstrumento.LaFigura33muestrala seccin equivalente en el programa SPI. Cliente (Client) Nombre o ttulo del Cliente externo. Ubicacin (Site) Ubicacin geogrfica de la planta. Ejemplo: Edo. Anzotegui, Venezuela. Unidad (Unit) Nmero de la unidad. Ejemplo: ULSD Unit 590. No de Identificacin (Item Number) Nmero o etiqueta (tag) asociada al instrumento. Este nmero es asignado por la Disciplina de Automatizacin y Control. Servicio (Service) Service Serviciorelativoalfluidoquemanejalalneaenlaqueestinstaladoel medidor. Ejemplo: Gas de Reciclo. Referencia: Balance de materia y energa, DFP y Lista de Lneas. El serviciovienegeneralmenteespecificado en la listade lneascon un cdigodenominadocdigodeservicio.Usarladescripcindeeste cdigo para ser consistente. Tipo (Type) Debido a que la HdD de procesos para medidores de flujo es general, en este campo se especifica el tipo de instrumento. Ejemplo: Placa Orificio. EnSPIeltipodeinstrumentoesconfiguradoporlaDisciplinade Automatizacin y Control previamente. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP46de76INEDON Figura 33. Seccin de datos de identificacin en SPI Nmero de DTI (P&ID number) Nmerodeldiagramadetuberaseinstrumentacindondeseencuentra referenciado el instrumento. En SPI el N de DTI puede ser configurado previamente cuando se configura la lnea y se carga automticamente al seleccionar el nmero de lnea. Nmero de Lnea (line number) Line Number Nmero completo de la lnea asociada al instrumento. EnSPIlalneapuedeserconfiguradapreviamenteyelcolaboradorde procesos slo la selecciona del men desplegable (Figura 34). Los datos de la lnea como dimetro y catlogo se cargan automticamente al seleccionarla. ElNdeDTIasociadoalalneapuedenocoincidirconelNdeDTI asociado al medidor, ya que el primero corresponde al DTI de origen de la lnea y el segundo a la ubicacin exacta del medidor. Dimetro de la lnea (pipe diameter) / Catalogo (line schedule) / Material (material) Line size / Line Schedule En estos campos se colocan el dimetro nominal de la lnea, el catlogo y el material. Ejemplo: 2 \ STD\ Acero al Carbn. Referencia:DTI,EspecificacindeMaterialesdelProyectoylasmemoriasde clculo que apliquen. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP47de76INEDON Especificareldimetrodelalneaindependientedeltamaodel instrumento.EnlosDTIssepuedenmostrarreduccionesy/o ampliacionesantesydepuesdeunmedidordeflujoquesonproducto del dimensionamiento del mismo. Figura 34. Seleccin de la lnea en SPI. Brida (Rating) / Encara (Face) En estos campos se especfica el libraje (rating) de la tubera, ejemplo: 150 #, y eltipodebrida,ejemplo,RF(RisedFace).Referencia:Especificacinde Tuberas del Proyecto (Pipe Spec.). Fluido Corrosivo (Corrosive Fluid) (Vase Additional Properties) En este campo se especifica si el fluido es corrosivo o no. Indicar la existencia y cantidaddeloscomponentesquepromuevanlacorrosinconunanota. Ejemplo: H2S (10 ppm). Referencia:BalancedeMateriayEnergaylaSimulacindelproceso.El DiagramadeMaterialesdelProyectopuedeconsultarseparaverificarqueel material de la lnea corresponda a un servicio corrosivo y/o agresivo segn los criterios del proyecto. Material del elemento de flujo (Flow Element Material) Elmaterialdelelementoestenconcordancia,comomnimo,conla EspecificacindeMaterialesdelProyecto,salvoqueexistanrequerimientos particularesdelcliente.Sielelementodeflujonecesitarecubrimientoso endurecimientos esto se reflejada en este campo. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP48de76INEDON Referencias:EspecificacindeMaterialesdelProyecto,requerimientos particulares del cliente y normas que apliquen. Consulte el INEDON Gua para laSeleccindeMaterialesdeConstruccinN903-HM120-P09-GUD-054, comounaguaparaseleccionarelmaterialdelmedidorelcualdebeestaren concordancia con el de la tubera o equipo. B)Condiciones de Operacin Properties /Additional Properties Enestaseccinseidentificanlascondicionesbajolascualesoperael instrumento. La Figura 35 muestra la seccin equivalente en el programa SPI. En las HdD de procesos se especifica si el fluido es Lquido o gas, llenando los campos correspondientes a cada seccin.En SPI, al seleccionar la fase del fluido se habilitan los campos que deben ser llenados. EnSPIlosdatosdeprocesosdelaslneaspuedensercargados previamente,yaseaporlasDisciplinadeAutomatizacinyControlo Procesos. En este caso, cuando se abre un instrumento para cargar los datos y se selecciona la lnea, el programa pregunta si se desea copiar los datos de procesos asociados a dicha lnea o no. Los pasos aseguir para cargar los datos de una lnea en SPI sedescriben en el Anexo 3 PresindeOperacinalaentrada(Inlet Operating Pressure)Upstream Pressure Presin de operacin normal aguas arriba del elemento. Referencia:BalancedeMateriayEnerga,Simulacindelproceso(parauna ingeniera conceptual y/o bsica) y Memoria de Clculo de Prdidas de Presin (para una ingeniera de detalle). Temperatura de Operacin (Operating Temperature) - Temperature Temperatura de operacin aguas arriba del elemento. Referencia:BalancedeMateriayEnerga,Simulacindelproceso(parauna ingeniera conceptual y/o bsica) y Memoria de Clculo de Prdidas de Presin (para una ingeniera de detalle). INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP49de76INEDON En SPI existen tres campos para la presin y temperatura: @ Minimum @ Normal y @ Maximum. Estos valores son los que correspondan a los flujos Mnimo, Normal y Mximo respectivamente. Dependiendo del caso y la etapa del proyecto, puede que estas condiciones se conozcan pero por lo general solo basta con reportar las condiciones a flujo normal. Figura 35. Seccin de condiciones de operacin en SPI INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP50de76INEDON Mximacadadepresinpermanente(Max. Permanent Pressure Drop) Limits on pressure drop across flowmeter Medidores de Flujo: Se desea que los medidores de flujo afectenlo mnimo posible al proceso, por loquelacadadepresinpermanentedebeserbaja.Laseleccindeun medidordeflujoesproducto,entreotrascosas,delamximadecadade presin aceptable la cual se determina tras un anlisis del proceso. AefectosdesuministrarestedatoenlasHdD,seusanlassiguientesguas extradasdelINEDONGuaparaelclculodeprdidasdepresinN903-HM120-P09-GUD-069. A)Placasdeorificio:ElestndarPIP[8],especificaquelasplacasorificios sondiseadastomandocomopuntoinicialunPmaxde100H2O(3.6 psi;0,25 bar).Silaplacamanejalquidosenequilibrio(fondosdetorres fraccionadoras, tambores de reflujo, etc.), donde la cada de presin debe ser mnima, se toma 20 H2O (0,7 psi; 0,05 bar) comoPmax. Los instrumentos de presin diferencial se calibran en el rango de cada de presin permitido (0 -Pmax), es decir, elPmax corresponde al flujo mximo. B)Tubosventuri,toberas,rotmetros,medidoresporvrticeoremolino,y turbinas: elPmaxes asumido igual que en las placas de orificio. C)Tubopitot,Annubar,medicin de masa trmica,ultrasnicoy magntico: elP es despreciable en esa clase de medidores de flujo. D)Coriolisymedidoresdedesplazamientopositivo:elPmaxesconsultado con la Disciplina de Automatizacin y Control ya que puede ser elevado. SinohayapoyodelaDisciplinadeAutomatizacinyControlodel fabricante, use unP estimado de 3,6 psi (0,25 bar). Los valores deP sonrevisadosluegoenlaMemoriadeClculodePrdidasdePresin unavezquelosmedidoresdeflujohansidoespecificadosporla Disciplina de Automatizacin y Control. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP51de76INEDON Orificios de Restriccin: ElPmax corresponde,en este caso, a la mxima diferencia que puede existir entre el valor de la presin en el sistema aguas arriba del elemento y el sistema aguasabajodelelemento(Figura32).Estaspresionessonconocidasenla mayora de las aplicaciones de los orificios de restriccin. En las aplicaciones en las que el flujo es regulado con un RO (despresurizacin ygasblowby),elPmaxsecalculaconunprocedimientoiterativoquees explicado en: Despresurizacin:ConsulteelINEDONGuaparalosclculosde despresurizacin N 903-HM120-P09-GUD-071, Gas Blowby: Consulte el INEDON Gua Para los Clculos de Gas Blow-by N 903-HM120-P09-GUD-049. Presin de Diseo (Design Pressure) Design Pressure Presin de diseo de la lnea asociada al instrumento. Referencia:BasesyCriteriosdeDiseo(IngenieraConceptual)yListade Lneas (Ingeniera Bsica/Detalle). Temperatura de Diseo (Design Temperature) - Design Temperature Temperatura de diseo de la lnea asociada al instrumento. Referencia:BasesyCriteriosdeDiseo(IngenieraConceptual)yListade Lneas (Ingeniera Bsica/Detalle). EnSPIexistendoscamposparalapresinytemperaturadediseo: Maximum y Minimum. Aqu se especifica el valor mnimo y el maximo de diseo. Ejemplo: vacio total (si aplica). Flujo Mnimo/ Normal/ Mximo Flow @ Minimum/ Normal/ Maximum Valoresde flujorequeridosen elproceso.Tratardesuministrar,enloposible, lostresvaloresdeflujo.Elusodeunsolovalorpuedeocasionarqueel instrumentocarezcadeunrangoadecuadoparaoperarantefluctuacionesen la operacin de la instalacin. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP52de76INEDON A continuacin se indican los criterios para especificar los flujos requeridos: 1.Flujo Normal: Balance de materia y Energa, Simulacin del proceso. 2.Cuandoelmedidorestenlamismalneadeunavlvuladecontrol (Figura 36a), los flujos mximo y mnimo son iguales a los especificados para la vlvula. EnunaIngenieradeDetalleestosvaloresvienenreflejados directamenteenlasHdDdelasvlvulasdecontrolproductodela Ingeniera Bsica.

Si se est llevando a cabo una Ingeniera Bsica los flujos se especifican siguiendoloscriteriossuministradosenlaSeccin11.3delINEDONGuaparalosDatosdeProcesosdelasVlvulasdeControly Dimensionamiento de los Desvos N903-HM120-P09-GUD-014,. Figura 36. Ejemplos de Medidores de Flujo asociados a lazos de control 3.Sinosedisponedesuficienteinformacin,oenloscasosqueel medidor funciona solamente como indicador de flujo y no estasociado aunavlvuladecontrol(Figura37),losflujosmximosymnimosse puedenespecificarsiguiendolosmismoscriteriossuministradosenla Seccin11.3delINEDONGuaparalosDatosdeProcesosdelas VlvulasdeControlyDimensionamientodelosDesvos,N903-HM120-P09-GUD-014. FCV001FIC001FE001FT001a) Flujo del medidor igual al de la vlvula de controlb) Flujo del medidor DIFERENTE al de la vlvula de controlFI001PCV001PIC001PT001FE001FT001Medidor NO asociado al lazo de controlMedidor asociado al lazo de controlFCV001FIC001FT001FE001Medidor asociado al lazo de control INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP53de76INEDON Cada caso es particular y se evala detenidamente. Los flujos mximos, normalymnimosenlneasdeservicio(ejemplo:gascombustiblea hornos), lneas de purga y reposicin (make up), lneas de arranque, etc. obedecen a criterios especficos de cada proyecto. Consultar las Bases y Criterios de Diseo del Proyecto. Figura 37. Ejemplos de Medidores de Flujo para indicacin Densidad @ Temp. operacin (Density @ Operating Temp.) Density Densidaddelfluidoalascondicionesdepresinytemperaturadeentradaal elemento. Referencias: Balance de Materia y Energa, Simulacin del Proceso y Memoria de Clculo de Prdidas de Presin. EnSPIsepuedeespecificarladensidadolagravedadespecfica(Oper. Spec.Gravity)dependiendodelproyecto.Siseespecificaladensidad,el programa calcula la gravedad especifica y visceversa. Es importante verificar que la Disciplina de Automatizacin y Control use la base adecuada para el clculo de la densidad a partir de la gravedad especifica.Labaseparalquidosesladensidaddelaguaa15.6C (60F) y 101.3 kPa (14.7 psia) y para los gases es el peso molecular del aire, 28,9 kg/kmol (28,9 lb/lbmol). Viscosidad @ Temp. operacin (Viscosity @ Operating Temp.) Viscosity Viscosidaddinmicadelfluidoalascondicionesdepresinytemperaturade entrada al elemento.FI001FE001FT001FT001FE001FT001FI001FALL001a) Indicacin de Flujo a) Indicacin de Flujo con seal al Sistema de Deteccin de Fallas INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP54de76INEDON Referencias: Balance de Materia y Energa, Simulacin del Proceso y Memoria de Clculo de Prdidas de Presin. PresindeVapor@Temp.operacin(VaporPressure@Operating Temp.) Vapor Pressure Presin absoluta de vapor para fluidos lquidos a la temperatura de entrada del medidor, correspondiente con el flujo normal. Referencias:BalancedeMateriayEnerga,SimulacindelProceso,HdDde bomba (cuando aplique). Eldatodepresindevaporesfundamentalparadimensionar adecuadamentemedidoresporpresindiferencialyevitarqueelfluido vaporize en el punto de mayor restriccin del flujo. Suministrar este dato aun cuando el lquido est lejos de su punto de vaporizacin. Peso Molecular (Molecular Weight) Molecular Mass Pesomoleculardelfluido.Estedatoessolorequeridoparaserviciodegaso vapor. Referencias: Balance de Materia y Energa y Simulacin del Proceso. Factor de Compresibilidad (Compressibility Factor) Compressibility Factordecompresibilidaddelfluido(Z)alascondicionesdepresiny temperaturadelaentradadelmedidor.Estedatoessolorequeridopara servicio de gas o vapor. Referencias: Balance de Materia y Energa y Simulacin del Proceso. k=Cp/Cv (Relacin de calores especficos) Specific Heat Ratio Relacindecaloresespecficosdeterminadaalascondicionesdepresiny temperatura de entrada del medidor. Este dato es solo requerido para servicio de gas o vapor. Referencias: Balance de Materia y Energa y Simulacin del Proceso. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP55de76INEDON Notas (Notes) Notes En esta seccin se especifica la concentracin de contaminantes (ejemplo: H2S enppm)odeparticuladoslido,condicionesespeciales,ocualquierotra informacin adicional que pueda ser crtica para la escogencia del medidor y el material del mismo. Ademsdelaspropiedadesmencionadashastaahora,SPIsolicitalos siguientes datos (vase Figura 35): Entrained gas or liquid Serefierealporcentajedegasenformadeburbujasolquidoenformade gotas, arrastrado por el flujo lquido o gaseoso respectivamente. Angle of repose Serefierealngulodelalnea,desde0paraunalneacompletamente horizontal,hasta90paraunalneacompletamentevertical.Referencia: maqueta de la planta e isomtricos. Required range Estecamposellenasihayrequerimientosespecficosencuantoalrangode medicin del elemento. En generalel rango yaviene definido por el fabricante en base a la informacin de flujo mximo y mnimo a medir. Corrosive /Erosive /Toxic /Colored /Transparency /Build-up tendency Al igual que en la HdD de procesos, SPI solicita informacin sobre si el fluido es corrosivo o no. La existencia y cantidad de los componentes que promuevan lacorrosinseindicaenlaseccindeNotesalfinaldelaventana.Ejemplo: H2S (10 ppm). Sepuedeindicartambinsielfluidoeserosivo,toxico,coloreadoo transparente, y si tiene tendencia a ensuciar el elemento de medicin o no. C)Ajustes de alarmas - Alarm Enestaseccinseespecificanlospuntosdeajusteparalasalarmasque apliquen enlos medidoreso flujosdeajusteparalosinterruptoresde flujo.LaFigura 38 muestra la seccin equivalente en el programa SPI. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP56de76INEDON Figura 38. Seccin de ajuste de las alarmas en SPI LaFigura39muestraejemplostpicosdelaaplicacindealarmasenelcaso demedidoresdeflujo.Esmscomnencontraralarmasporbajoybajobajo flujo que por alto o alto alto flujo. Esto se debe a que las alarmas de alta estn generalmente asociadas a las condiciones de presin, temperatura y nivel. Figura 39. Ejemplos de alarmas asociadas a medidores de flujo a) Lneas de flujo mnimo en bombasFIC001FT001FE001FT001FE001FIC001FI001LHc) Lneas de proceso: descarga de bombas, mezclas, lneas desde o hacia lmite de bateraa) Lneas de proceso a hornosProcesoFT002FE002FI002LHFI001LLLFT001FE001FIC001FI001 LLLLLLFT001FE001FIC001FI001LLc) Reflujo en torres fraccionadoras, regeneradoras oEntrada de solvente en torresabsorbedorasB.LFT002FE002FIC002FI002 INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP57de76INEDON Generalmente,loslineamientosparaajustarlasalarmasdelosinstrumentos vienen dados por el cliente y/o licenciante del paquete en el caso que aplique. Estos lineamientos pueden estar reflejados en las Bases y Criterios de Diseo yen el Manual de Operacin y Control, o los Manuales de Operacin de plantas similares que proporcione el cliente. ElCuadro1indicaloscriteriosusadosparaestablecerlosajustesdelas alarmas, cuando NO se dispone de otra fuente de informacin. Enlarevisindelainformacindelvendedordelinstrumentoaprobado paracompra(squadcheckactivities),verificarquelosvaloresdeajuste de las alarmas estn dentro del rango de medicin del instrumento. Cuadro 1. Recomendaciones para el ajuste de las alarmas en medidores de flujo AplicacinMotivoFALLFALFAHFAHH Flujo mnimo de bombas (Figura 39a) Evitar llegar al shutoff de la bomba 90%SP95%SP-- Alimentacin de hornos (Figura 39b) Evitar coquificacin en los tubos del horno Fmin* 110-120% Fmin* -- Lneas de proceso a intercambiadores, separadores, torres, etc. (Figura 39c) Alertar sobre una operacin anormal Fmin 110-120% Fmin 90-95% Fmax Fmax SP: set point de la vlvula de controlFmin*: Flujo mnimo tolerable por paso Fmin: Flujo mnimo permisible de operacin.Fmax: Flujo mximo permisible de operacin. 14. NORMATIVA El siguiente cuadro resume la normativa nacional e internacional que rige sobre la especificacin, aplicacin e instalacin de medidores de flujo. ElCuadro2muestraslolanormativadisponibleenelsistemade normas internacionales de inelectra. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP58de76INEDON Cuadro 2. Normativa general sobre medicin de flujo Instituto emisorNormaTtulo API MPMS 5.2 Measurement of Liquid Hydrocarbons by Displacement Meters API MPMS 5.3 Measurement of Liquid Hydrocarbons by Turbine Meters API MPMS 5.6 Measurement of Liquid Hydrocarbons by Coriolis Meters API MPMS 5.8 Measurement of Liquid Hydrocarbons by Ultrasonic Flow Meters Using Transit Time Technology API MPMS 12.2 Calculation of Liquid Petroleum Quantities Measured by Turbine or Displacement Meters API MPMS 14.3.1 Concentric, Square-Edged Orifice Meters Part 1 - General Equations and Uncertainty Guidelines API MPMS 14.3.3 Concentric, Square-Edged Orifice Meters Part 3 - Natural Gas Applications API MPMS 22.2 Testing Protocol Section Differential Pressure Flow Measurement Devices API RP 551Process Measurement Instrumentation ISA RP31.1 Specification, Installation, and Calibration of Turbine Flowmeters ISA S20-1981 Specification Forms for Process Measurement and Control Instruments, Primary Elements, and Control Valves K-302 Engineering Design Manual Vol. 9-I. Engineering Specification: Flow Instrumentation. 90620.1.111 Engineering Design Manual Vol. 9-II. Engineering Guideline: Flow Measurement Guidelines. INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP59de76INEDON 15. REFERENCIAS Leyenda de la ubicacin de las referencias: Biblioteca de inelectra. Servicio de Normas PDVSA o Internacionales en la ineweb. Intranet de Procesos. [1]DeCarlo,JosephP.FundamentalsofFlowMeasurement.NorthCarolina : Instrument Society of America, 1984. [2]CreusSole,Antonio.InstrumentacinIndustrial.Mexico :AlfaomegaGrupo Editores, 2006. 7a edicin. [3] Serrano, Julio. Instrumentos de Caudal. INITEC. Manual de Instrumentacin de Ingeniera Qumica. s.l. : INITEC, 1983. [4]OMEGA. Transactions in Measurement and Control Volume 4- Flow & Level Measurement. URL: http://www.omega.com/literature/transactions/ [5] Engineering ToolBox. Ultrasonic Doppler and Time of Flight Flowmeters.URL: http://www.engineeringtoolbox.com/ [6] EMERSON Process Management. MICRO MOTION TutorTM - Flow Operating Principle. URL: http://www2.emersonprocess.com/en-us/brands/micromotion/Pages/coriolis-flow-density-measurement.aspx [7] Intergraph. SmartPlant Instrumentation Tutorial. 2007. [8]PIPPCCFL001.FlowMeasurementCriteria.1998.ContenidaenlaNorma PDVSAK-302"EngineeringDesignManual.Vol9-I.EngineeringSpecification. Flow Instrumentation" [9]BS7405.GuidetoSelectionandApplicationofFlowmetersforthe Measurement of Fluid Flow in Closed Conduits. BSI. 1991. Contenida en INEDONHojasdeDatosparaEspecificacindeInstrumentos,N903-HM160-I01-GUD-005 INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP60de76INEDON ANEXO1. CRI TERI OSPARALASEL ECCI NDEMEDI DORESDEFLUJ O INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP61de76INEDON Figura 1.1. Flujograma para la seleccin de medidores de flujo (adaptado de [1]) Laseleccindeltipodemedidordeflujonecesarioenunaaplicacin,puede realizarsesiguiendoelflujogramapresentadoenlaFigura1.1.Acontinuacin se describen brevemente los pasos a seguir. Propsito de la medicin: Loprimeroquetomaencuentaalseleccionarunmedidoressiseest interesadoenobtenerunamedidadelflujosolamenteoencontrolarlo.Esto impactatantoaloscriteriosdeseleccinreferidosalfuncionamientodel instrumento,comoalosdecostodelmismo.Ejemplo:Sielpropsitoes obtenerunamedidadelflujo,enespecialaefectosdefacturacin,sedesea que el instrumento tenga una muy buena exactitud; mientras que si elobjetivo escontrolarelflujo,unelementoconmenorexactitudperoprobablemente menos costoso, podra satisfacer fcilmente el requerimiento. Tipo de medicin: Eltipodemedicinserefiereasielflujomedidodebesermsicoo volumtrico. Los medidores de flujo msico son utilizados generalmente cuando se est facturando una materia prima o producto en unidades msicas, o para cerrar el balance de masa del proceso. En el primer caso es importante obtener Indicacin Control MsicaRelacin Costo / Funcionamiento ($/)VolumtricaCondiciones de Operacin Condiciones de InstalacinPropsito de la medicin Tipo de medicinDirecta Inferida1b 1a2a 2b31a1b INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP62de76INEDON unamedidadirectadelamasa,porloquesedescartanlosmedidorespor compensacin.Porotrolado,siseestnmidiendofluidoscompresibles,una medicin volumtrica no tendra mucho significado a menos que la densidad se mantenga constante. Condiciones de Operacin. La Figura 1.2 muestra algunas de las condiciones de operacin que tienen que serconsideradasenlaseleccindeunmedidor.Siseestmidiendoagua limpia,porejemplo,sepuedeconsiderarunampliorangodemedidores, mientras que si se trata de aguas servidas, lodos o flujos con partculas de gran tamaoquepuedenobstruirelmedidor,elcamposereducehacialos medidores no intrusivos como los magnticos o ultrasnicos. Esimportantedeterminarenestaetapa,porejemplo,elNmerodeReynolds (Re) mximo y mnimo de la aplicacin. El Re mnimo se determina con el flujo yladensidadmnimaylamximaviscosidadquepuedapresentarelfluidoa medir. Cuando el fluido es muy viscoso y su Re es muy bajo, el coeficiente de descarga en elementos de presin diferencial vara marcadamente, por lo que se prefiere trabajar con Re mayores a 20.000 aproximadamente [4]. Figura 1.2. Criterios de seleccin asociados a las condiciones de operacin e instalacin. 2a Lquido, gas ? corrosivo? Slidos suspendidos? Lodos?FluidoRango de medidaRgimen Propiedades Flujo mximo Flujo mnimo Laminar, turbulento? Re? Temperatura Presin Viscosidad Densidad conductividad Dimetro de la lnea Facilidad de instalacin Condiciones aguas arriba Prdida de presinCondiciones de OperacinCondiciones de Instalacin2a2b INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP63de76INEDON Condiciones de Instalacin. Cadatipodeinstrumentotieneciertosrequerimientosquepuedenono adecuarsealascaractersticasdelespacioy,enespecial,deldimetrodela lneadondeserninstalados.Porejemplo,losmedidoresmagnticoso ultrasnicospuedenserusadosentuberasdedimetroconsiderable(mayor de48),mientrasquelosmedidorestipocoriolistienenunrangodedimetro para instalacin limitado (mximo 12) [9] . Relacin costo/Funcionamiento Los pasos anteriores llevan a preseleccionar dos o ms elementos, los cuales son posteriormente evaluados en trminos de la funcin que tendrn, medida o control, y los costos de compra, instalacin, operacin y mantenimiento. LaFigura1.3muestraelordendeprioridadesquetienenloscriteriosde seleccindeacuerdoalafuncindelmedidor.Porejemplo,enunelemento parafacturacinesdevitalimportancialaexactitud,mientrasqueenun elementodecontrolestecriteriopasaaunquintolugar,prevaleciendola repetibilidad y la linealidad como caractersticas ms importantes. Figura 1.3. Criterios de costo y funcionamiento del medidor (adaptado de [1]). 2b3Costos$FuncionamientoMedida Control Compra Instalacin Operacin Mantenimiento1. Exactitud Incertidumbre2. Resolucin3. Repetitividad precisin4. Reproducibilidad calibracin5. Linealidad6. Cada de presin1. Repetitividad precisin2. Resolucin3. Linealidad4. Reproducibilidad calibracin5. Exactitud Incertidumbre6. Cada de presin INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP64de76INEDON LaFigura1.4muestraloscostosrelativosdealgunostiposdemedidoresde flujo en funcin del dimetro de la lnea.Laseleccindeunmedidordeflujoinvolucranormalmenteunprocesode iteracin,talcomosemuestraenlaFigura1.1,yaqueenunaprimera evaluacinpuedenexistirdosomsmedidoresquecumplanconlos requerimientos deseados. Figura 1.4. Costo relativo de los medidores de flujo de acuerdo al tipo (adaptado de [1]) ConsultelaSeccin3.5delINEDONHojasdeDatospara EspecificacindeInstrumentos,N903-HM160-I01-GUD-005,para conocer los rangos de aplicabilidad de cada tipo de medidor en cuanto a las caractersticas del fluido, condiciones de instalacin, funcionamiento y costo. Flujo msico directosnicos246812 14 1618 20 2224 26 2830 32 342018161412108642Dimetro de la lnea, inCosto Relativo INEDON PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-077 Rev.0 GUIA PARA LOS DATOS DE PROCESOS DE LOS MEDIDORES DE FLUJO z 903-HM120-P09-GUD-077/02/12/2009/lv/SP65de76INEDON ANEXO2. FORMATOPARALAHOJ ASDEDATOSDEPROCESOSPARAL OS MEDI DORESDEFL UJ O (903- HM120- P09- 077- 1. xl s) INEDON PROCESOS 903-HM120-P09