CURSO DE SEGURIDAD : MANEJO DE APARATOS A PRESIÓN
INDICE PAG
INTRODUCCIÓN ... 2
1- CRITERIOS PREVENTIVOS BÁSICOS ... 2
2- DEFLAGRACIÓN ... 6
3- PROTECCIÓN FRENTE A DEFLAGRACIÓN ... 7
3.1- Venteo o alivio de presión ... 7
3.1.1- Venteo sin llamas ... 8
3.3- Supresión de deflagraciones ... 9
3.4-Aislamiento de deflagraciones ... 11
4- GASES COMPRIMIDOS: IDENTIFICACIÓN DE BOTELLAS DE GAS.. 16
4.1 Definiciones según la I.T.C... 16
4.2 Características de los gases ... 17
4.3 Tipos de recipientes ... 19
4.4 Inscripciones y colores de identificación ... 20
4.5 Marcado de los recipientes ... 21
4.6 Colores de identificación de gases industriales y medicinales contenidos en Botellas ... 25
4.7 Botellas de gas: riesgos genéricos en su utilización ... 32
5- VÁLVULAS DE SEGURIDAD ... 40 5.1 Definiciones ... 41 5.2 Tipos de válvulas ... 41 5.3 Elementos ... 42 5.4 Funcionamiento ... 43 5.5-Mantenimiento ... 44
6- ITC MIE AP12: CALDERAS DE AGUA CALIENTE ... 45
7- MANEJO DE EXTINTORES ... 49
8- CIRCUITOS DE AIRE COMPRIMIDO ... 51
9- TRABAJOS CON FLUIDOS A ELEVADA PRESIÓN ... 54
10- LAVADO, LIMPIEZA Y DESENGRASE CON MAQUINAS A PRESIÓN ... 56
INTRODUCCIÓN
Se entiende por aparatos a presión aquellos equipos destinados a la producción, almacenamiento, transporte y utilización de fluidos a presión. El principal riesgo de estos equipos es el de explosión debido a las elevadas presiones y también a las
temperaturas con que suelen trabajar los mismos. Estas explosiones pueden ser debidas a diversas causas que conviene conocer y eliminar, como son los defectos constructivos del aparato, fallo de los sistemas de regulación, fallo, ausencia o mal dimensionado de los dispositivos de seguridad (válvulas de seguridad, etc.), inadecuado o inexistente mantenimiento, pérdidas de agua dentro de calderas, impurezas en el agua de
alimentación, defectuosa limpieza en la caldera y fallo de la regulación de llama o de combustión en caldera.
Los riesgos derivados de la presencia de gases en las instalaciones son debidos a sus características físicas de almacenamiento (pueden estar a alta presión, bajas
temperaturas, etc.) y a las características químicas de cada una de las sustancias, es decir, riesgo de incendio y explosión, si se trata de gases inflamables, de intoxicación para los gases tóxicos, asfixia en gases inertes y quemaduras, si se trata de sustancias corrosivas.
1- CRITERIOS PREVENTIVOS BÁSICOS
El riesgo principal de los aparatos a presión es la liberación brusca de presión. Para poder ser utilizados deben reunir una serie de características técnicas y de seguridad requeridas en las disposiciones legales que les son de aplicación, lo que permitirá su homologación, con la acreditación y sellado pertinente.
Al margen de las características constructivas de los equipos, los usuarios de los aparatos a presión, para los que es de aplicación el reglamento de aparatos a presión, deberán llevar un libro registro, visado y sellado por la correspondiente autoridad competente, en el que deben figurar todos los aparatos instalados, indicándose en el mismo: características, procedencia, suministrador, instalador, fecha en la que se autorizó la instalación y fecha de la primera prueba y de las pruebas periódicas, así como las inspecciones no oficiales y reparaciones efectuadas con detalle de las mismas. No se incluyen en el libro las botellas y botellones de GLP u otros gases, sifones, extintores y aparatos análogos, de venta normal en el comercio.
Los operadores encargados de vigilar, supervisar, conducir y mantener los aparatos a presión deben estar adecuadamente instruidos en el manejo de los equipos y ser conscientes de los riesgos que puede ocasionar una falsa maniobra o un mal mantenimiento. En el caso de calderas de PxV>50 (P en kg/cm2 y V en m3), el Reglamento de aparatos a presión exige que los operadores dispongan de acreditación que garantice un adecuado nivel de conocimientos.
El Reglamento de aparatos a presión, mediante sus ITC determina, para cada aparato, las prescripciones de seguridad que deberán cumplir, así como las características de los
Para la manipulación o almacenamiento seguro de gases, es necesario identificar sus propiedades fisicoquímicas, toxicológicas y sus efectos sobre la salud de las personas. Las condiciones de utilización de estos gases deben ser adecuadas a la naturaleza de los riesgos que pueden derivarse (inflamables, tóxicos, corrosivos, etc.).
Los gases pueden estar almacenados en recipientes fijos (tanques y depósitos) o en recipientes móviles (botellas y botellones), existiendo además, frecuentemente, conducciones que transportan estas sustancias.
Los almacenes de botellas y botellones de gases se clasifican en cinco categorías, definidas en la ITC2 MIE-APQ 005 en función de las cantidades de producto de cada clase. Cada almacén debe cumplir con unos requisitos de seguridad generales y con otros específicos para cada una de las categorías, especificados en la mencionada ITC. NORMATIVA BÁSICA
Real Decreto 1244/1979 de 4 de abril, por el que se aprueba el Reglamento de aparatos a presión. Modificado por el Real Decreto 507/1982 de 15 de enero, por el Real Decreto 473/1988 de 30 de marzo y por el Real Decreto 1504/1990 de 23 de noviembre.
Completado mediante las siguientes Instrucciones Técnicas Complementarias:
INSTRUCCIONES TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS EL REGLAMENTO DE APARATOS A PRESIÓN
ITC-MIE-AP1 Calderas, economizadores, sobrecalentadores y recalentadores
ITC-MIE-AP2 Tuberías para fluidos relativos a calderas
ITC-MIE-AP3 Generadores de aerosoles
ITC-MIE-AP4 Cartuchos de GLP
ITC-MIE-AP5 Extintores de incendios
ITC-MIE-AP6 Refinerías de petróleo y Plantas petroquímicas
ITC-MIE-AP7 Botellas y botellones de gases comprimidos, licuados y disueltos a presión
ITC-MIE-AP8 Calderas de recuperación de Lejías negras
ITC-MIE-AP9 Recipientes frigoríficos
ITC-MIE-AP10 Depósitos criogénicos
ITC-MIE-AP11 Aparatos destinados a calentar o acumular agua caliente fabricados en serie.
ITC-MIE-AP12 Calderas de agua caliente
ITC-MIE-AP13 Intercambiadores de calor de placas
ITC-MIE-AP14 Aparatos para la preparación rápida de café
ITC-MIE-AP15 Instalaciones de gas natural licuado en depósitos criogénicos a presión
ITC-MIE-AP16 Centrales térmicas generadoras de energía eléctrica
ITC-MIE-AP17 Instalaciones y tratamiento de aire comprimido
Técnicas Complementarias, modificada por Orden de 28-6-1984, y por el Real Decreto 275/1995 de 24 de febrero.
Real Decreto 473/1988 de 30 de marzo, por el que se dicta disposiciones de aplicación de la Directiva del Consejo 76/767/CEE sobre aparatos a presión.
Real Decreto 1495/1991 de 11 de octubre, por el se dicta las disposiciones de aplicación de la Directiva del Consejo 87/404/CEE, sobre recipientes a presión simples.
Modificado por el Real Decreto 2486/1994 de 23 de diciembre.
Real Decreto 668/1980 de 8 de febrero, por el que se aprueba el Reglamento de
almacenamiento de productos químicos, modificado por el Real Decreto 3485/1983 de 14 de diciembre. Completado por seis Instrucciones Técnicas Complementarias. Orden de 19-1-1986, por el que se aprueba el Reglamento sobre instalaciones de almacenamiento de gases licuados del petróleo en depósitos fijos.
Real Decreto 1853/1993 de 27 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de instalaciones de gas en locales destinados a usos domésticos, colectivos o comerciales. Orden de 9-3-1971, por la que se aprueba la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
Son muy numerosas las instalaciones en la que se tratan o están presentes gases, vapores y polvos combustibles, como por ejemplo procesos químicos, manipulación de carbón, filtración de polvos, recuperación de vapores, manipulación y almacenamiento de grano, molido, etc., con el consiguiente riesgo de que se produzcan explosiones, desgraciadamente frecuentes en la práctica, que son origen de daños a las personas y a las instalaciones.
Por otra parte, a la explosión principal u origen es frecuente que la sucedan otras explosiones secundarias, que llegan a destruir todas las instalaciones ocasionando numerosas víctimas y cuantiosos daños materiales.
Las posibilidades de que se produzcan tales pérdidas, humanas y materiales, son razones suficientes para desarrollar medidas preventivas que reduzcan o eliminen el riesgo de explosión y medidas de protección que salven vidas y bienes en el caso de que la explosión se produzca.
Una explosión puede tener origen químico, combustión rápida, produciendo ruido, calor y una expansión rápida de gases que origina una presión, siendo la velocidad de reacción una característica importante que determina el que la explosión se clasifique en deflagración o detonación.
En las deflagraciones, la velocidad en que el frente de llamas avanza es inferior a la velocidad del sonido; el tiempo que transcurre entre el inicio y la finalización de la misma, aunque parezca virtualmente instantánea, es finito y típicamente comprendido entre 100 y 200 milisegundos. Contrariamente, en el caso de la detonación dicha velocidad es mucho más elevada, superando la velocidad del sonido.
Estas características diferenciadoras entre deflagración y detonación hacen que en el caso de la segunda, salvo para gases y líquidos en tuberías, no se pueda disponer de elementos que limiten sus consecuencias en el caso de producirse, ya que no se dispone del tiempo de respuesta adecuado, necesario en todo elemento de protección, además de que las presiones que genera son mucho más elevadas.
Consecuentemente con lo indicado, el objetivo que se plantea en la presente Nota Técnica de Prevención es exponer los elementos de protección frente a deflagraciones que pueden ser empleados en aquellos sistemas, instalaciones o equipos en los que se produzcan o estén presentes gases, vapores y polvos combustibles, sin que por ello se deban obviar las medidas preventivas previas, entre las cuales hay que destacar:
• Limpieza, evitando las deposiciones de polvo.
• Sellado de equipos, evitando con ello la salida de polvo. • Conexión de equipos a tierra.
• Evitar puntos de ignición, como superficies y tuberías calientes, así como emplear sistemas que eviten el sobrecalentamiento.
• Reducción de la relación combustible/ oxígeno mediante inertización. • Adición de sólidos neutros, en proporción mayor del 50%.
• Trabajo en vacío.
2- DEFLAGRACIÓN
Si una deflagración ocurre a cielo abierto, se producen llamas y hay una disipación de calor y gases de combustión; ahora bien, si tiene lugar en un recinto cerrado, la presión debida a los gases de combustión se incrementa a gran velocidad alcanzando valores de hasta diez o más veces la presión inicial absoluta del recinto, dependiendo del tipo de producto. Es este el caso de deflagraciones ocurridas en equipos industriales, en los cuales el calor y la presión son retenidos en su interior, sometiéndoles a solicitaciones para las cuales no han sido diseñados. con el resultado final de su destrucción.
A la hora de aplicar medidas de protección frente a deflagraciones en equipos e instalaciones, es necesario determinar previamente unos puntos básicos para definir qué sistema es posible aplicar, siendo los datos más corrientemente requeridos los siguientes:
• Severidad de la explosión, es decir la velocidad máxima con que se incrementa la presión y la presión máxima alcanzable.
• Concentración mínima que se requiere para que se produzca la explosión. • Concentración mínima de oxígeno requerida.
• Mínima energía requerida para que se produzca la ignición.
En muchos casos estos parámetros son bien conocidos y están documentados; en otros, sin embargo, no existe información y será necesario proceder a determinarlos experimentalmente, ya que se podría dar el caso de que las medidas de protección tomadas no sirviesen de nada, al producirse detonaciones en lugar de deflagraciones. La determinación experimental es efectuada por equipos especialmente diseñados para ese cometido, un ensayo de explosión en equipo esférico de 5 m3.
Ensayo de explosividad en recipiente de 4 m3 3- PROTECCIÓN FRENTE A DEFLAGRACIÓN
Una vez que se tiene bien determinadas las características que se pueden dar en el equipo o instalación especifico, se procederá a aplicarla medida adecuada, que en el caso de protección frente a deflagraciones puede ser:
• Venteo o alivio de la presión. • Supresión de la deflagración. • Aislamiento de la deflagración.
3.1- Venteo o alivio de presión
Una de las medidas mas conocidas y utilizadas para proteger equipos e instalaciones frente a deflagraciones, es el venteo o alivio de la presión que se genera durante la misma, con lo cual se limita su crecimiento a valores inferiores a la de diseño del equipo, quedando este protegido.
Prácticamente, el venteo o alivio de presión se realiza disponiendo en los equipos membranas ligeras (paneles de ruptura), con una presión de ruptura predeterminada, las cuales son capaces de actuar casi instantáneamente, de forma predecible y sin resistencia frente a la presión.
Paneles de venteo Paneles de venteo
De forma circular o cuadrada, el área de venteo requerida para proteger de forma efectiva el sistema viene determinada por cálculos contenidos en normas tales como las VDI-3676 y NFPA 68, pudiéndose disponer de dimensiones estándar o fabricarse a medida, así como para sistemas de vacío, presión de trabajo pulsante, y alta temperatura, todo lo cual configura un amplio abanico de posibilidades de utilización. Otras de las ventajas que presentan los paneles o membranas de ruptura viene determinada por la gran variedad de opciones adicionales que presentan, entre las cuales cabe citar:
• Indicadores de ruptura del panel y posibilidad de conexión a otros sistemas de seguridad del proceso.
• Conexión a tierra, en prevención de la electricidad estática.
• Aislamiento, para aquellas instalaciones que estén aisladas térmicamente, y con ello evitar la perdida de calor y la condensación.
• Aplicaciones higiénicas en alimentación y farmacia.
En cuanto a su ubicación física, hay que tener en cuenta que en su funcionamiento no solo se efectúa el alivio de presión, sino que hay salida de quemados, inquemados y llamas, figura 5, lo que puede ser origen de explosiones secundarias, razón por la cual la salida debe ser dirigida a una zona segura, lo cual puede condicionar su utilización.
Venteo de llama
3.1.1 Venteo sin llamas
Dado que en muchas ocasiones no se dispone o no es adecuado dirigir el escape a una zona de seguridad, se hizo necesario disponer de elementos que supriman la salida de llama al producirse la ruptura de la membrana, naciendo el denominado filtro de llama. Su fundamento se basa en el hecho conocido de que la propagación de una llama puede eliminarse si se disipa su energía, físicamente realizable haciéndola pasar por un intercambiador especialmente diseñado en el que la temperatura se reduce por debajo de la temperatura de ignición de la materia de que se trate. Este tipo de intercambiadores, presentan una gran superficie de intercambio y su utilización junto a una membrana de ruptura ha dado lugar al sistema conocido como venteo de deflagraciones sin llama. Materialmente se efectúa disponiendo en serie con una membrana de ruptura, un filtro.
Venteo de deflagración sin llama, esquema del interior del enfriador
La inclusión del filtro de llamas reduce la capacidad de venteo del panel de ruptura, en el que se aprecia la variación en el tiempo de la presión resultante de la deflagración, con y sin filtro de llama.
Para paliar este inconveniente se pueden utilizar dos alternativas: • Diseño del equipo para una presión mayor.
• Aumento de la superficie de venteo.
La instalación de un filtro de llamas ofrece opciones adicionales entre las que cabe citar: • Indicador de ruptura del panel y su posible asociación con otros elementos de
seguridad, como la parada del sistema, visto anteriormente. • Conexión a tierra para eliminar la posible electricidad estática.
El sistema descrito, combinación de panel de ruptura y filtro de llamas, permite ventear las instalaciones en áreas cerradas, siempre y cuando se adopten las medidas adecuadas y las sustancias venteadas cumplan determinados requisitos, como por ejemplo no ser tóxicas.
Una ventaja adicional que presenta el Filtro de Llamas es su reutilización tras una actuación, limitándose las operaciones a realizar a sustituir el panel y limpiar el filtro.
3.3 Supresión de deflagraciones
Un método de venteo y filtro de llamas permite aliviar las presiones y evitar la propagación de las llamas, ahora bien, no impide el que se lance al exterior productos inquemados y de combustión, los cuales pueden ser dañinos para las personas y/o el medio ambiente, o bien no ser adecuado por otras diversas razones, lo que da lugar a la necesidad de disponer de otros métodos de protección frente a las deflagraciones que eviten la expulsión de gases.
Es un hecho físico bien conocido que el inicio de una combustión es relativamente lento, acelerándose con el tiempo (milisegundos), y es este estado inicial el que ha permitido desarrollar un sistema de supresión de deflagraciones que opera
Un sistema de supresión de explosiones activo esta diseñado para actuar, tras la detección de una combustión incipiente, descargando instantáneamente agentes extintores que apagan la reacción de combustión, evitando así el incremento de la presión por encima de un valor predeterminado.
Básicamente su funcionamiento se desarrolla en tres etapas.
• Detección; que se consigue mediante componentes activados por la presión o luz, siendo las condiciones del proceso el que determinan el sistema mas apropiado.
• Iniciación; como resultado de la detección se envía una señal al sistema de control electrónico indicando que se ha detectado un proceso de combustión. Dicho sistema procesa la señal recibida e inicia la secuencia de apertura del recipiente que contiene el agente extintor.
Esquema de supresión de deflagraciones
Para conseguir una respuesta rápida, los recipientes que contienen el agente extintor están presurizados con nitrógeno y cerrados con un disco de ruptura, el cual rompe bajo la acción de un iniciador pirotécnico que genera un descarga de presión primaria. A continuación se indica un esquema del sistema así como la secuencia de actuación, y la disposición de uno de estos sistemas.
Secuencia de actuación de un sistema de supresión de deflagraciones
Montaje combinado de supresor de deflagraciones y panel de venteo 3.4-Aislamiento de deflagraciones
El venteo y la supresión de explosiones son sistemas diseñados para proteger los equipos de las sobrepresiones debidas a una deflagración, mientras que un sistema de aislamiento, lo que pretende es evitar la propagación de la deflagración a lo largo del proceso: Gracias al aislamiento que produce, el efecto queda limitado al equipo donde se inicio la deflagración.
Numerosas investigaciones y pruebas han demostrado que las explosiones se propagan a través de tuberías, y en todo proceso existen conducciones que intercomunican los
Por otra parte, las explosiones tienden a tener mayor severidad en tuberías que en un recipiente cerrado, como prueba la TABLA 1, donde se indica los datos obtenidos experimentalmente con explosiones realizadas en dos recipientes, de 1 y 5 m3, conectados por una tubería de 10 metros.
TABLA 1
Tal como se aprecia en la figura, tras iniciarse la combustión la llama se propaga por el producto combustible no quemado, incluso a contracorriente del flujo normal del proceso, generándose una onda de presión por delante del producto combustible en llamas, y que se desplaza a una velocidad superior a la de la llama pero inferior a la velocidad del sonido, es decir se produce una deflagración. Ahora bien, factores tales como la turbulencia y el incremento de la superficie de la llama aceleran el frente de llamas, y si se permite continuar y hay suficiente aire y combustible, se superara la velocidad del sonido apareciendo la detonación, que debe ser en todo momento evitada por sus efectos destructores.
Esquema de la propagación de una deflagración en tubería
Los sistemas de aislamiento se basan en evitar el avance de las llamas, existiendo varias técnicas para lograr el objetivo:
• Sistemas mecánicos activos; comúnmente denominados válvulas de aislamiento, están diseñados para actuar tras la detección de una combustión en estado inicial por aislamiento mecánico de la misma, evitando así su propagación. Físicamente se puede realizar utilizando válvulas de compuerta con cierre instantáneo.
Equipos de aislamiento de deflagraciones mediante compuerta
mecánica
Equipos de aislamiento de deflagraciones mediante compuerta
mecánica
• Estos sistemas actúan en tres etapas:
o Detección; que se consigue mediante componentes activados por la presión o la luz (UV / IR).
o Iniciación; como resultado de la detección se envía una señal al sistema de control electrónico indicando que se ha detectado un proceso de combustión y dicho sistema inicia la secuencia de cierre de la válvula de compuerta.
o Cierre de la válvula de compuerta, aportándose así una barrera física que evita la propagación de las llamas.
El cierre instantáneo de la válvula de compuerta se efectúa por descarga de nitrógeno presurizado sobre el pistón actuador de la válvula, disponiendo el sistema un iniciador pirotécnico, tal como se aprecia en la figura 15, en la que también se indica la secuencia de actuación.
Esquema de actuación del aislamiento
de deflagraciones mediante compuerta Secuencia de inicio de disparo
• Sistemas de aislamiento químico; se diferencian de los sistemas mecánicos activos en que el progreso de las llamas es detenido mediante la descarga de un agente extintor, en lugar del cierre de una válvula.
Los agentes supresores evitan la propagación del frente de llamas mediante los siguientes mecanismos:
o Absorbiendo la energía calorífica producida por la llama, bajando la temperatura de la llama por debajo del punto de autoignición.
o Inhibiendo la reacción de combustión al neutralizar el producto no quemado.
o Llevando la concentración a un valor en el que no pueda existir la combustión.
Para conseguir un aislamiento efectivo de la deflagración, la descarga de la cantidad suficiente de agente extintor debe iniciarse milisegundos después de la detección y en un tiempo conocido. En todo caso, se deberá cuidar con mucha atención la elección del agente extintor y la localización en el sistema, así como conocer la velocidad de la llama, entre otros factores. En la figura se muestra la disposición de estos elementos en una conducción.
Montaje en conducción de sistema de supresión de deflagraciones mediante agente extintor
4- GASES COMPRIMIDOS: IDENTIFICACIÓN DE BOTELLAS DE GAS
Mediante esta caracterización se podrán identificar las botellas y botellones que contengan gases comprimidos licuados y disueltos a presión de acuerdo con las normas complementarias que constituyen la Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP7 del Reglamento de Aparatos a Presión.
Quedan excluidos los recipientes cuya presión máxima de servicio sea inferior a 0,5 bar. Asimismo se excluyen de esta ITC los aerosoles, cartuchos de G.L.P. y extintores, así como aquellos otros recipientes a presión sujetos a normas específicas.
4.1 Definiciones según la I.T.C. Botella
Es el recipiente considerado como de fácil manejo de capacidad igual o inferior a 150 litros. Cuando se trate de botellas de propano, butano y sus mezclas (G.L.P.) se distinguirán dos tipos:
• Botella normal: cuando su capacidad es superior a ocho litros e inferior a 150
litros.
• Botella popular: cuando su capacidad sea igual o inferior a ocho litros. Botellón
Es el recipiente con capacidad superior a 100 litros y que no sobrepase los 1.000 litros, que por sus dimensiones o peso requiere unos elementos adicionales (por ejemplo: aros de rodadura o patines) para facilitar su manejo.
Bloque de botellas o botellones
Es el conjunto de botellas o botellones, incorporados por una tubería colectora y sólidamente fijados por una armadura metálica.
Gas comprimido
Es cualquier gas o mezcla de gases cuya temperatura crítica es menor o igual a -10°C.
Gas licuado
Es cualquier gas o mezcla de gases cuya temperatura crítica es mayor o igual a -10°C.
Gas Inflamable
Es cualquier gas o mezcla de gases cuyo límite de inflamabilidad inferior en aire sea <13%, o que tenga un campo de inflamabilidad (límite superior menos límite inferior) > 12%.
Gas tóxico
Es aquél cuyo límite de máxima concentración tolerable durante ocho horas/día y cuarenta horas/semana (TLV) es inferior a 50 ppm (partes por millón).
Gas corrosivo
Es aquél que produce una corrosión de más de 6 mm/año en acero A-37 UNE 36077-73, a una temperatura de 55°C.
Gas oxidante
Es aquel capaz de soportar la combustión con un oxipotencial superior al del aire.
Gas criogénico
Es aquel cuya temperatura de ebullición a la presión atmosférica es inferior a -40 °C.
Presión de diseño o cálculo
Es el valor de la presión que se toma para el cálculo del espesor del recipiente, a la temperatura de diseño y considerando el margen de seguridad adoptado por el diseñador.
Presión de prueba
Es aquella a la que se somete el recipiente para comprobar su resistencia en las condiciones estáticas para las que fue diseñado.
Presión máxima de servicio o trabajo
Es la presión más alta que se puede dar en el recipiente, en condiciones normales de funcionamiento.
Grado máximo de llenado
Es para los recipientes destinados a contener gases licuados el peso máximo de contenido por litro de capacidad del recipiente.
4.2 Características de los gases
Dentro de esta denominación entran variados tipos de productos que pueden presentar riesgos muy distintos: Los hay inflamables y no inflamables tóxicos y no tóxicos. Además hay inflamables y tóxicos (a la vez). Otra familia importante, por lo peligrosa, son los químicamente inestables que pueden además ser tóxicos y no tóxicos.
Como se comprenderá fácilmente por la enumeración anterior son tan variadas sus características y riesgos que poco se puede decir de los peligros y reacciones de los gases como conjunto, por su diversidad.
Estimamos pues mejor comentar cada una de las familias existentes.
Clasificación
Los gases se suelen clasificar principalmente desde dos puntos de vista: químico y físico.
Desde un punto de vista químico se clasifican en:
Inflamables
Butano, Metano, Hidrógeno, Propeno, etc.
No inflamables
N2, O2, Helio, CO, Argón, etc. Gases Reactivos
Flúor, Acetileno, Propileno, Cloruro de Vinilo, etc.
Gases Tóxicos
Cloro, Amoníaco, CO, SH2, SO2, etc.
Desde el punto de vista físico se clasifican en: • Comprimidos.
• Licuados.
• Disueltos a presión.
• Criogénicos (licuados a temperaturas muy bajas).
En las modernas clasificaciones los gases de la Clase 2 se clasifican considerando los dos puntos de vista clasificatorios: Físico y Químico.
Ahora veremos las distintas subclases desde un punto de vista físico y algunos ejemplos de los distintos gases.
Gases comprimidos
Son aquellos que a la temperatura atmosférica normal se mantienen dentro de su envase, en estado gaseoso, bajo presión. Ejemplos: Metano, Hidrógeno, Monóxido de Carbono, Oxígeno y Nitrógeno, etc.
Gases Licuados
Son gases a los que mediante el frío, la presión o una combinación de ambos efectos, se les convierte en líquidos y de esta forma se transportan en recipientes a una determinada presión. Si por cualquier causa salen de su envase se convierten nuevamente en gases. Una parte de producto está en estado líquido y, por encima de ésta, hay otra parte en estado gaseoso. Ejemplos: Cloro, Amoníaco, Propano, Butano, etc.
Gases disueltos a presión
Son gases que se disuelven bien, a una determinada presión, dentro de un líquido. Ejemplos: Amoníaco disuelto en agua. Acetileno disuelto en acetona, etc.
Gases criogénicos (licuados a baja temperatura)
Son gases que se licuan a temperaturas más bajas que las temperaturas atmosféricas normales.
Tienen el problema de que no pueden mantenerse indefinidamente en el recipiente, pues a través de sus paredes van recibiendo calor de la atmósfera, con lo que la presión, si no se libera fuera del recipiente algo del producto, se iría elevando paulatinamente hasta un nivel que puede hacer estallar el recipiente. Ejemplos: Aire, Gas Natural, Argón, Nitrógeno, CO2, Oxígeno, etc.
4.3 Tipos de recipientes
Los recipientes contemplados en la Instrucción citada serán de los siguientes tipos: • Botellas de acero sin soldadura.
• Botellas de acero soldadas.
• Botellas de acero soldadas para Cloro.
• Botellas de aleación de aluminio sin soldaduras. • Botellas para Acetileno.
• Botellones criogénicos. • Botellones de acero.
Los materiales de que están construidos los recipientes y válvulas no deberán ser atacables por el gas contenido ni formar con éste combinaciones nocivas o peligrosas; en particular, no podrán utilizarse botellas de aleaciones de aluminio para contener fluoruro de boro y flúor.
En los bloques de botellas se tendrá en cuenta que la sujeción de éstas dentro del bastidor sea lo suficientemente fuerte para inmovilizar sin llegar a dañarlas. No podrán efectuarse soldaduras en las botellas para fijarlas al bastidor, ni entre ellas.
Los sistemas de interconexión de las botellas deberán estar diseñadas para soportar, por lo menos, la presión de diseño de las botellas. Deberán tener, como mínimo, una válvula de cierre de todo el conjunto. Tanto la válvula como los sistemas de interconexión
Los bloques de botellas de flúor deben llevar válvulas individuales en cada botella. Los bloques de botellas de acetileno, además de cumplir con el párrafo anterior, deberán tener un dispositivo antillama capaz de evitar la propagación de un retroceso iniciado fuera del bloque. Este dispositivo puede ser único para todo el bloque o bien por cada botella. El sistema de interconexión de las botellas debe estar diseñado para soportar una presión de prueba de 300 kg/cm2. Todas las botellas del mismo bloque deberán tener el mismo tipo de masa porosa y disolvente. El conjunto debe ser fácilmente desmontable para proceder a la periódica comprobación de la cantidad de disolvente contenido en cada botella.
4.4 Inscripciones y colores de identificación Marcas e inscripciones en los recipientes
Las botellas y botellones quedan exentos de llevar la placa de diseño que marca el artículo 19 del vigente Reglamento de Aparatos a Presión, y, en su lugar, deberán llevar, en caracteres visibles y duraderos, las marcas que se indican en el Reglamento Nacional de Transportes de Mercancías Peligrosas por Carretera (TPC).
Estas marcas se situarán en la ojiva del recipiente, en una parte reforzada del mismo o en el collarín.
El nombre del gas contenido deberá aparecer troquelado o pintado y además podrá ir identificado mediante una etiqueta.
En las botellas criogénicas se autoriza que se grabe el grupo del gas a que corresponda, llevando el nombre del gas sólo pintado.
Los recipientes que vayan en cajones serán embalados de tal manera que los contrastes o sellos de prueba sean fácilmente localizables.
En lo que se refiere a la identificación del gas contenido, se utilizarán los colores indicados en la norma 4, "Colores de identificación de gases industriales y medicinales contenidos en botellas".
En el caso de bloques de botellas, éstas estarán pintadas (cuerpo, ojiva y franja) como si se tratara de botellas individuales. Además deberán llevar pintado en zona visible y con letras de 5 cm. de altura como mínimo, el nombre del gas o mezcla de gases contenidos. Los botellones criogénicos deberán ir en colores claros (blanco, plateado, etc.) e identificarán el gas contenido pintando su nombre en el cuerpo del mismo con letras de 5 cm. de altura.
4.5 Marcado de los recipientes
1- Botellas de acero sin soldadura para gases comprimidos, licuados y disueltos a presión
Generalidades
Cada botella llevará en caracteres visibles y duraderos las inscripciones que se indican en este apartado.
Dichas inscripciones se situarán en la ojiva de la botella, en una parte reforzada de la misma o en el collarín, que se fijará a la botella de forma permanente por medios distintos de la soldadura.
Marcas Generales
• Nombre del gas. • Marca del fabricante. • Número de fabricación.
• Presión de prueba hidrostática (kg/cm2). • Capacidad (de agua en litros).
• Fecha de la prueba hidrostática (mes y año). • Contraste del experto que llevó a efecto la prueba.
• Símbolo W para las botellas templadas en medios que poseen una velocidad de enfriamiento superior al 80% de la del agua, sin aditivos a 20°C y revenidas posteriormente.
Marcas complementarias
Las botellas para contener gases comprimidos llevarán, además de las marcas generales del apartado anterior las siguientes:
• Presión de carga (en kg/cm2 ) a 15 °C.
• Presión (kg) en vacío, incluido soporte y collarín, pero sin válvula y caperuza. Las botellas para contener gases licuados y amoníaco disuelto en agua llevarán, además
• Carga máxima admisible en gas (en kg).
• Peso (kg) en vacío, incluido soporte, collarín, válvula y caperuza (si es fija). Las marcas de identificación anteriormente indicadas se estamparán en una disposición determinada por acuerdo entre el fabricante y el cliente.
Los troqueles usados para el marcado serán de pequeño radio en los cambios de sección del troquel, a fin de evitar la formación de bordes agudos en las marcas estampadas.
2- Botellas soldadas, en acero, para gases comprimidos, licuados y disueltos a presión
Cada botella llevará, en caracteres visibles y duraderos, las inscripciones que se indican en este apartado.
Marcas generales
• Nombre del gas. • Marca del fabricante. • Número de fabricación.
• Presión de prueba hidrostática (kg/cm2). • Capacidad de agua (en litros).
• Fecha de la prueba hidrostática (mes y año). • Contraste del experto que llevó a efecto la prueba. • El símbolo S para las botellas distensionadas.
Marcas complementarias
Las botellas para contener gases comprimidos llevarán, además de las marcas generales del apartado 10.2. las siguientes:
• Presión de carga (en kg/cm2) a 15°C.
• Peso (kg) en vacío, incluido soporte y collarín, pero sin válvula y caperuza. Las botellas para contener gases licuados y amoníaco disuelto en agua, llevarán, además de las marcas generales del apartado 10.2, las siguientes:
• Carga máxima admisible en gas (en kg).
• Peso (kg) en vacío, incluido soporte, collarín y válvula, pero sin caperuza. Las marcas de identificación anteriormente indicadas se situarán en una disposición determinada por acuerdo entre el fabricante y el cliente.
Los troqueles usados para el marcado serán de pequeño radio en los cambios de sección del troquel, a fin de evitar la formación de bordes agudos en las marcas estampadas.
3- Botellas de acero soldadas para Cloro
Cada botella llevará en caracteres visibles y duraderos, las inscripciones que se indican a continuación:
• Nombre de gas: "Cloro". • Marca del fabricante. • Número de fabricación.
• Presión de prueba hidráulica (en kilogramos/centímetro cuadrado). • Capacidad (en litros).
• Carga máxima admisible (en kilogramos).
• Peso en vacío (en kilogramos), incluido soporte y válvula (sin caperuza). • Fecha de la prueba hidráulica (mes y año).
• Marca del experto que llevó a efecto la prueba. • El símbolo S para botellas distensionadas. • Nombre o anagrama del comprador.
Las marcas de identificación anteriormente indicadas se estamparán en una disposición determinada por acuerdo entre el constructor y el comprador.
Los troqueles usados para el marcado serán de pequeño radio en los cambios de sección del troquel, a fin de evitar la formación de bordes agudos en las marcas estampadas.
4-Botellas de aleación de aluminio sin soldadura para gases comprimidos, licuados y disueltos a presión
Generalidades
Cada botella llevará en caracteres visibles y duraderos las inscripciones que se indican en este apartado.
Dichas inscripciones se situarán en la ojiva de la botella, en una parte reforzada de la misma o en el collarín que se fijará a la botella de forma permanente por medios distintos de la soldadura.
Marcas generales
• Nombre del gas. • Marca del fabricante. • Número de fabricación.
• Presión de prueba hidrostática (kg/cm2). • Capacidad (de agua en litros).
• Fecha de la prueba hidrostática (mes y año). • Marca del experto que llevó a efecto la prueba.
Marcas complementarias
Las botellas para contener gases comprimidos llevarán, además de las marcas generales del apartado 10.2, las siguientes:
• Presión de carga (en kg/cm2) a 15°C.
4- Botellas para acetileno
Cada botella llevará en caracteres visibles y duraderos las siguientes inscripciones: • Identificación del gas "acetileno".
• Marca del fabricante. • Número de fabricación.
• Identificación de la masa porosa. • Marca de identificación del propietario.
• Peso del recipiente vacío, incluyendo el peso de las piezas accesorias, de la materia porosa y del disolvente.
• Identificación del disolvente si no es acetona. • Presión de prueba hidrostática (kg/cm2). • Fecha de la prueba hidrostática (mes y año). • Capacidad de agua (en litros).
• Presión de carga autorizada a 15°C (en kg/cm2). • Contraste del experto que llevó a efecto la prueba.
Dichas inscripciones se situarán en la ojiva de la botella, en una parte reforzada de la misma debida a su configuración o en el collarín, que se fijará a la botella de forma permanente por medios distintos de la soldadura. En las botellas soldadas dichas inscripciones se podrán grabar en una placa fijada permanentemente a la botella.
5- Botellones de acero para gases comprimidos, licuados y disueltos a presión
Generalidades
Cada botellón llevará en caracteres visibles y duraderos, las inscripciones que se indican en este apartado.
Dichas inscripciones irán en la ojiva del botellón o en el collarín, que se fijará al botellón.
Marcas generales
• Nombre del gas. • Marca del fabricante. • Número de fabricación. • Presión de prueba (kg/cm2).
• Capacidad nominal (en agua, en litros). • Fecha de la prueba hidrostática (mes y año). • Marca del experto que llevó a efecto la prueba.
• Símbolo W para botellones templados en medios que poseen una velocidad de enfriamiento superior al 80 % de la del agua, sin aditivos, a 20°C y revenidos posteriormente.
Marcas complementarias
• Presión de carga (kg/cm2) a 15°C. • Peso (kg) en vacío.
Los botellones para contener gases licuados y amoníaco disuelto en agua llevarán, además de las marcas generales del apartado anterior, las siguientes:
• Carga máxima admisible de gas (en kg). • Peso (kg) en vacío.
Las marcas de identificación anteriormente indicadas se estamparán en la ojiva del recipiente, en una parte reforzada del mismo o en el collarín.
Los troqueles usados para el marcado serán de pequeño radio en los cambios de sección del troquel a fin de evitar la formación de bordes agudos en las marcas estampadas.
6- Botellones criogénicos
Debe marcarse cada recipiente en la ojiva del recipiente exterior o colocando una placa en la misma o en su aro protector firmemente sujeta, con los siguientes datos:
• Presión de trabajo (máxima). • Presión de prueba.
• Temperatura de servicio (mínima). • Contraseña de aprobación del tipo. • Marca del fabricante.
• Número de serie.
• Tara del recipiente con todo el equipo necesario. • Peso máximo del contenido para cada gas. • Fecha de la prueba inicial.
• Contraseña de la persona o Entidad que ha realizado la prueba. • Marca o nombre del propietario.
• Nombre de los gases autorizados a contener. • Volumen geométrico en litros.
4.6-Colores de identificación de gases industriales y medicinales contenidos en botellas
La Norma 4 de la Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP7 del Reglamento de Aparatos a Presión tiene por objeto fijar los colores destinados a identificar
determinados gases industriales, medicinales y mezclas de los mismos, contenidos en botellas.
Los colores convencionales aquí fijados se aplican a botellas destinadas a contener gases industriales, medicinales y mezclas de los mismos comprendidos en esta norma, no debiendo emplearse para identificar gases diferentes.
Identificación de los gases
Los gases y las mezclas de los gases provistos en esta norma se identifican, a la vez, por los medios siguientes:
• Marcado, sobre la ojiva, del nombre, símbolo químico o abreviatura autorizada. • Aplicación sobre la botella de los colores de identificación correspondientes al
gas o mezcla que contienen, según lo especificado en esta norma.
• Las botellas de gases medicinales llevarán pintada en la ojiva la Cruz de Ginebra, de color rojo sobre fondo blanco. Estos gases utilizarán los mismos colores que las botellas industriales de igual denominación.
Colores del cuerpo de la botella
Al objeto de esta norma y atendiendo a sus principales características, se clasifican los gases en los siete grupos siguientes:
1. Inflamables y combustibles. 2. Oxidantes e inertes.
3. Tóxicos y venenosos. 4. Corrosivos.
5. Butano y Propano industriales (mezclas A.A y C de Hidrocarburos). 6. Mezclas industriales.
7. Mezclas de calibración. 8. Gases medicinales.
El cuerpo de la botella dependiendo del grupo de gases que ha contenido, se pintará según lo especificado en la tabla 1.
GRUPO COLOR
Inflamables y combustibles Rojo
Oxidantes o inertes Negro o gris Tóxicos y venenosos Verde Corrosivos Amarillo Butano y Propano industriales Naranja Mezclas industriales Ver apartado Mezclas de calibración Gris plateado
La inclusión de un gas en un grupo determinado se realiza en función de las características más sobresalientes del citado gas, lo cual implica que algunos gases de un grupo pueden poseer simultáneamente propiedades de grupos diferentes.
Colores de la ojiva
Cada gas perteneciente a los grupos especificados vendrá definido por los colores de la ojiva y una franja de 50 milímetros de ancho. Esta franja podrá ser a veces del mismo color de la ojiva, según se especifica más adelante, formando un conjunto único.
En la tabla, se recogen los colores prescritos por la Reglamentación vigente para las botellas que contengan determinados gases. Por excepción, cuando se trate de recipientes destinados a contener aire comprimido para equipos de respiración e inmersión o protección industrial, su cuerpo, ojiva y franja serán de color amarillo.
Colores reglamentarios para los recipientes de gases comprimidos (*) La ojiva de todos los hidrocarburos halogenados no inflamables (freones, foranes, halocarbones, etc.) se pintará de gris con una franja marrón. Cada uno se
identificará pintando el nombre, la identificación comercial o adosando una etiqueta con dicho nombre.
En el caso de botellas para usos domésticos o populares destinadas a contener propano, butano o sus mezclas, las empresas podrán utilizar los colores de identificación que se estimen oportunas, siempre que no induzcan a confusión con otros gases.
Para determinados casos especiales, podrán emplearse otros tipos decolores, previa autorización del Centro Directivo del Ministerio de Industria y Energía, competente en
Mezclas de gases
Las mezclas de gases se pintarán conforme a las siguientes prescripciones:
Mezclas de gases industriales
El cuerpo de la botella se pintará del color correspondiente al cuerpo del componente mayoritario de la mezcla.
La ojiva se pintará en forma de cuarterones, con el color correspondiente al de la ojiva de los gases que componen la mezcla, según los siguientes criterios. Deberá pintarse el nombre comercial de la mezcla o sus componentes en la ojiva.
A) Mezcla de dos componentes
B) Mezcla de tres componentes
C) Mezcla de cuatro componentes 2 1 1 2 Componente 1 Componente 2 1 2 3 1 Componente 1 Componente 2 Componente 3 1 2 4 3 Componente 1 Componente 2 Componente 3 Componente 4
El cuerpo y la ojiva de estas botellas se pintarán de color gris plateado, de acuerdo con la norma 6, "Mezclas de gases contenidos en botellas de acero sin soldadura".
Los gases están presentes en muchas de las actividades realizadas por el ser humano, abarcando campos tan dispares como la medicina, oxígeno medicinal, industria, soldadura y corte oxiacetilénico, alimentación, maduración acelerada de frutas con nitroetil, sin olvidar el ámbito doméstico, butano y el del ocio, aire comprimido para inmersión y balonal para aéreo-estación.
Por otra parte, la utilización de dichos gases, se realiza en numerosas ocasiones a través de botellas, lo que permite disponer de ellos en los mismos puntos de consumo, si bien a su vez, genera determinados riesgos.
Los principales riesgos genéricos, que se pueden presentar en la utilización de botellas de gases se describen a continuación, entendiendo como tales, aquellas dedicadas a contener gases comprimidos, licuados o disueltos a presión, y cuya capacidad, de acuerdo con lo establecido en el Reglamento de Aparatos a Presión, Instrucción Técnica, del MIE-AP7, es igual o inferior a 150 litros. Así mismo, se indican las medidas preventivas esenciales, a tener en cuenta, en el uso de las mismas.
Conservación de las botellas
Aunque no sea objeto de esta Nota el definir las características que deben reunir los almacenes dedicados a contener estas botellas, no por ello debe dejar de citarse que deberán estar acordes con los requisitos establecidos por la Instrucción Técnica Complementaria, de M.I.E. APQ 005, "Almacenamiento de Botellas y Botellones, de Gases Comprimidos, Licuados y Disueltos a Presión", del Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos.
Dicha Instrucción excluye de su campo de aplicación los almacenes ubicados en las plantas de fabricación, preparación, gasificación y/o envasado del gas, los almacenes que requieran una normativa especifica y los recipientes en utilización o reserva, imprescindibles para la continuidad ininterrumpida del servicio.
Transporte de botellas por el usuario en las instalaciones
• La utilización de botellas por personas inexpertas da lugar a la aparición de riesgos derivados de la falta de formación, por lo que toda persona que deba manejarlas deberá ser informada y capacitada para dicho cometido.
• Para el traslado de botellas a los distintos puntos de trabajo o utilización, se emplearán carretillas portabotellas, prohibiéndose expresamente efectuarlo mediante arrastre y/o rodadura, ya que estas operaciones pueden ocasionar cortes, abolladuras, etc. en la pared de la botella y disminuir sus características mecánicas resistentes.
Carro portabotellas
• Para pequeños desplazamientos, por ejemplo para conectar la botella a una línea, se las podrá mover haciéndolas girar por su base, previa pequeña inclinación de las mismas.
• En todos los casos se emplearán guantes y calzado de seguridad. Deberán estar exentos de grasa o aceite, ante el riesgo de que determinados gases, como por ejemplo el oxígeno, presenten reacción explosiva con dichas sustancias.
• Cuando sea preciso elevar botellas, la operación se efectuará conjuntamente con el portabotellas o en jaulas adecuadas. No se emplearán cuerdas o electroimanes, por la posibilidad de fallo y consiguiente riesgo de caída de la botella.
Jaulas de botellas sobre camión
• Si como consecuencia de un choque o golpe accidental una botella quedase deformada, marcada o presentase alguna hendidura o corte, se devolverá al suministrador del gas, sin utilizarse. Dichas botellas presentan riesgo de explosión, al haber quedado disminuidas sus características mecánicas resistentes.
• Una vez la botella en el lugar de utilización, deberá fijarse adecuadamente, por ejemplo con cadenas, evitando así el riesgo de caída de la misma, lo que a su vez puede suponer lesiones a las personas, o escapes de gas por rotura de conexiones.
Botella sujeta con cadena
Expansión del gas
• La utilización del gas contenido en una botella se efectuará siempre a través de un regulador de presión adecuado; téngase en cuenta que la elevada presión del gas contenido en la botella, por ejemplo 200 kg/cm2 para el nitrógeno, podría destruir los instrumentos o aparatos donde se va a utilizar si se conectasen directamente a la botella, con los consiguientes riesgos, entre ellos la proyección de elementos y chorros de fluido a presión. La regulación de salida del gas de una botella, simplemente por laminado, al dejar el grifo entreabierto, es una operación peligrosa que debe de ser absolutamente prohibida.
• Se deberán desechar aquellos reguladores que presenten manómetros rotos, ya que independientemente de su ineficacia, se pueden producir pérdidas e incluso proyección de elementos, debido a la presión.
Racores de unión
• La conexión de una botella a un manorreductor se efectuará exclusivamente con la pieza de acoplamiento que corresponde al gas en uso, según determina la Instrucción Técnica Complementaria del.I.E. AP7, del Reglamento de Aparatos a Presión.
Modelos de roscas de acoplamiento
• Las piezas de conexión deberán estar en buen estado, vigilando especialmente las partes roscadas, y rechazándolas si el fileteado presentara signos de desgaste apreciable. Es muy peligroso el utilizar piezas con roscado defectuoso, desgastado o de características parecidas pero no idénticas, ya que en estos casos no sería imposible el acoplamiento, pero se corre el riesgo de la existencia de fugas de gas o la expulsión inesperada de la conexión, por efecto de la presión.
Grifo de botella con rosca desgastada
fabricadas por uno mismo, puede ser el origen de graves accidentes, al existir incompatibilidad con el gas. A titulo de ejemplo cabe citar, las fabricadas con goma de cámara de coche y utilizadas con oxígeno.
• Cuando una junta usada presente alguna alteración, o ha transcurrido el tiempo estimado en un Plan de del mantenimiento, deberá reemplazarse por una junta nueva, evitando así el riesgo de escape de gas.
Mangueras de conexión
• Las mangueras de conexión, que tienen aplicación en actividades tales como, soldadura y corte oxiacetilénico, soldadura con dardo de hidrógeno e hilo de plata, creación de atmósferas de protección en soldadura eléctrica, etc., han de ser de material compatible y presión adecuada al gas utilizado. En el caso de presentarse alguna duda se deberá consultar al suministrador del gas.
• Serán de longitud adecuada al trabajo a realizar: Téngase en cuenta que la legislación prohíbe el empleo de racores intermedios.
• Se evitará su contacto con grasa y aceites, ya que ciertos gases, como el oxígeno, peróxido de nitrógeno, etc., pueden combinarse con ellas dando lugar a una explosión violenta.
• Para evitar las consecuencias de la posible inflamación de una fuga, se evitará llevar las mangueras sobre la espalda, mantenerlas enrolladas en las botellas o hacerlas pasar por debajo de las piernas.
• No se estrangulará nunca una manguera para cortar el paso de gas, aparte de no existir certeza de cierre, se dañaría la conducción.
• Antes de su utilización se deberá revisar el estado de las mangueras para detectar posibles anomalías, como desgastes, erosiones, cortes, quemaduras, etc. En el caso de existencia de alguna anomalía, se debe sustituir la manguera por otra nueva y en ningún caso utilizar cintas aisladoras o similares para su reparación. • La unión de mangueras a racores se efectuara con la pieza adecuada, por
ejemplo una abrazadera. La unión por simple presión, el uso de alambres, etc., puede ser causa de accidentes debido a la expulsión de la manguera, escapes, etc.
Verificación de la estanqueidad de una conexión
• Una vez conectados los reductores, racores, etc., deberá comprobarse la estanqueidad del montaje, siendo el procedimiento más simple, una vez puesto bajo presión, el empleo de una solución tenso-activa, como agua jabonosa, o bien si se tratara de detectar fugas más pequeñas, empleando papel reactivo muy sensible u otros procedimientos, como por ejemplo detectores ionizantes. La utilización de una llama para verificar la estanqueidad es una práctica extremadamente peligrosa, que deberá estar terminantemente prohibida.
Verificación de escape de gas con solución jabonosa
• Cuando se trate de un montaje destinado a estar sometido constantemente a la presión de un gas, como por ejemplo una línea fija, deberá verificarse antes de su utilización, por ejemplo con nitrógeno seco. Además de purgar el circuito de aire y humedad se evita el riesgo de la posible fuga de un gas tóxico, inflamable, etc.
Utilización de botellas propiamente dichas
• Las botellas deberán utilizarse tal como son suministradas, no debiéndose quitar en ningún caso la tulipa, cuya misión es proteger la parte más débil de la botella, el grifo, ante una eventual caída.
Botella con tulipa protectora del grifo
sobre la botella pueden disminuir sus características resistentes, con el consiguiente riesgo de explosión.
• Antes de utilizar una botella se asegurará del contenido de la misma, leyendo marcas y etiquetas que figuran en la misma, fig. 9. En caso de duda sobre su contenido o forma de utilización del gas, consultar siempre al suministrador. Asimismo, toda botella que al recibirla del suministrador tenga caducada la fecha de la Prueba Periódica, según establece el Reglamento de Aparatos a Presión, será devuelta al suministrador.
Marcas y etiquetas en botellas
• En el recinto de utilización sólo estará la botella en uso y la de repuesto en su caso.
• Los grifos de las botellas se abrirán lentamente y de forma progresiva. En el caso de que se presentara alguna dificultad para la apertura, se devolverá al suministrador, sin forzarla ni emplear herramienta alguna, ya que existe el riesgo de ruptura del grifo con el consiguiente escape de gas a presión.
• No engrasar los grifos de las botellas, ya que algunos gases presentan reacción explosiva con grasas y aceites.
• Para la apertura de la botella, el grifo de la misma estará en posición opuesta al operario y en ningún caso estará dirigida hacia personas que se encuentren en las proximidades. Se evitan así, las proyecciones de gas a presión o de elementos accesorios, en el caso de fallo o rotura.
• El trasvase entre botellas, es una operación extremadamente peligrosa que estará terminantemente prohibida.
• En aquellos procesos que se empleen gases inflamables y/o comburentes, por ejemplo soldadura oxiacetilénica, se dispondrá un sistema antirretroceso de llama adecuado a la instalación. Se evita con ello el incendio del contenido de la botella con el consiguiente riesgo de explosión.
• Cuando se empleen botellas de gases para soldadura oxiacetilénica, durante las paradas, no se dejará el soplete encendido, colgado de la botella; se elimina así el riesgo de inicio de descomposición del gas por calentamiento.
• Cuando sea necesario utilizar caudales de gas superiores al que la botella puede suministrar, según manifiesto del suministrador, se emplearán varias botellas conectadas en paralelo o bloques de botellas, no recurriendo nunca a métodos tales como por ejemplo el calentamiento de las mismas, ante el peligro de explosión que dicha práctica supone.
Fig. 10: Bloque de botellas
• Una vez finalizados los trabajos con la botella, aflojar el tornillo de regulación del manorreductor y cerrar el grifo de la botella.
• No utilizar botellas en recintos cerrados o confinados sin asegurarse de que existe una ventilación adecuada. El escape o acumulación de gas ha sido causa de graves accidentes. La realización de tales trabajos deberá requerir la obtención de un "Permiso de Trabajo".
• Las botellas no deberán en ningún caso ser pintadas por el usuario y menos alterar o cambiar sus colores. El color de la botella es un elemento importante de la seguridad de la misma, al informar de forma rápida, de su contenido.
Actuación en el caso de fuga de una botella
En el caso de que se presentase fuga en una botella de gas, será necesario intervenir rápidamente, siguiendo los siguientes pasos:
1. Identificar el gas.
2. Aprovisionarse del equipo necesario, que para determinados casos puede ser un equipo de respiración autónomo, como por ejemplo, gases tóxicos o corrosivos. 3. Seguir las pautas indicadas en la figura 11.
5- VÁLVULAS DE SEGURIDAD
En la industria constituye una situación normal la utilización de sistemas que operan a presión. Reactores, calderas, recalentadores, tanques de almacenamiento, tuberías y demás aparatos a presión, pueden verse sometidos a presiones superiores a la de diseño, con el consiguiente riesgo de explosión, pudiendo causar graves consecuencias tanto para las personas como para las instalaciones cercanas. Para prevenir este riesgo se instalan en estos equipos válvulas de seguridad, que permitan por medio de la descarga del fluido contenido, aliviar el exceso de presión. Así, las válvulas de seguridad constituyen un elemento clave de seguridad utilizado ampliamente en la industria y exigido reglamentariamente, por lo que es importante entender adecuadamente su funcionamiento y sus limitaciones.
El objeto de la presente Nota Técnica de Prevención es dar a conocer las características constructivas y de funcionamiento de estos elementos, así como proporcionar una serie de guías y recomendaciones para realizar una correcta instalación, montaje y mantenimiento, con la finalidad que sus características de seguridad, que en un principio deben tener estos elementos, no se vean disminuidas por un error de diseño o de actuación.
5.1 Definiciones
Definimos en este apartado alguno de los términos y variables que se utilizarán en esta nota técnica.
• Válvula de seguridad: Ese dispositivo empleado para evacuar el caudal de
fluido necesario de tal forma que no se sobrepase la presión de timbre del elemento protegido.
• Presión de tarado: Es la presión a la cual abre la válvula.
• Sobrepresión: Es el incremento de presión que se produce por encima de la
presión de tarado estando la válvula completamente abierta.
• Presión de cierre: Es aquella presión a la cual se cierra la válvula una vez
desaparecida la causa que motivó su apertura.
• Escape: Es la diferencia existente entre la presión de tarado y la de cierre.
• Presión de precinto: Es la presión a la que están tarados los elementos de
seguridad que protegen el aparato o sistema. También se denomina "timbre" cuando se refiere a la presión máxima de servicio y es la que limita el propio sistema de seguridad.
• Presión de servicio: Es la presión normal de trabajo del aparato o sistema a la
temperatura de servicio.
• Presión máxima de servicio: Es la presión más alta que se puede dar en el
aparato o sistema en condiciones extremas de funcionamiento del proceso. Es el máximo valor efectivo de tarado de la válvula de seguridad.
• Temperatura de diseño: Es el valor de la temperatura que se toma para el
cálculo del espesor del aparato en condiciones severas de funcionamiento. • Temperatura de servicio: Es el valor de la temperatura alcanzada en el interior
del aparato o sistema en condiciones normales de funcionamiento a la presión de servicio.
• Temperatura máxima de servicio: Es el máximo valor de la temperatura que
se estima puede producirse en el interior del aparato o sistema en condiciones extremas de funcionamiento.
• Temperatura mínima de servicio: Es el mínimo valor de la temperatura que se
estima pueda producirse en el interior del aparato o sistema en condiciones extremas de funcionamiento.
5.2 Tipos de válvulas
Según su elevación
• Válvulas de seguridad de apertura instantánea: Cuando se supera la presión
de tarado la válvula abre repentina y totalmente.
Según su actuación
• Válvulas de actuación directa: Son válvulas cargadas axialmente, que al
alcanzar la presión de tarado abren automáticamente debido a la acción del fluido a presión sobre el cierre de la válvula.
• Válvulas de actuación indirecta: Son válvulas accionadas por piloto. Deben
actuar debidamente sin ayuda de ninguna fuente exterior de energía.
Según su agrupación
• Válvulas de seguridad sencilla: Son las que alojan en su cuerpo a un solo
asiento de válvula.
• Válvulas de seguridad dobles o múltiples: Son las que alojan en su cuerpo dos
o más asientos de válvulas. Según su conexión • Embridadas. • Roscadas. • Soldadas. 5.3 Elementos
Algunos de los elementos más importantes presentes en las válvulas de seguridad se representan en la figura siguiente:
5.4 Funcionamiento
Las válvulas de seguridad de alivio de presión están diseñadas para abrir y aliviar un aumento de la presión interna del fluido, por exposición a condiciones anormales de operación o a emergencias.
Son actuadas por la energía de la presión estática. Cuando en el recipiente o sistema protegido por la válvula se produce un aumento de presión interna, hasta alcanzar la presión de tarado, la fuerza ejercida por el muelle es equilibrada por la fuerza producida por la presión sobre el área del disco de cierre (Fig. 1). A partir de aquí, un pequeño aumento de presión producirá el levantamiento del disco de cierre y permitirá la salida del fluido. Si se trata de una válvula de seguridad de apertura instantánea, el disco de cierre se separará repentina y totalmente, debido al incremento de la fuerza resultante del producto de la presión por el incremento del área del disco de cierre. Pero si se trata de una válvula de alivio de presión, la válvula abrirá proporcionalmente al incremento de presión producido.
Fig. 1: Disco de cierre
Cuando la presión disminuye, la válvula cierra a una presión ligeramente inferior a la presión de tarado como consecuencia de la energía cinética del fluido en el escape. En la figura 2 se pueden apreciar los diferentes niveles de presión existentes. Son a diferencia de otros dispositivos de alivio (discos de rotura, tapones fusibles térmicos, etc.) mecanismos diseñados para cerrar cuando la presión haya sido restablecida, quedando en disposición de actuar y prevenir un nuevo alivio del fluido.
Fig. 2: Diagrama de evolución de la presión en la apertura y cierre de una válvula de seguridad
En cuanto al valor del tarado, en general y como criterio preventivo, la presión de tarado de las válvulas de seguridad instaladas en un equipo no sobrepasará la presión de diseño ni la máxima de servicio del equipo y el dimensionado del conjunto de válvulas que protegen el equipo debe ser tal que permita aliviar la cantidad de fluido necesario para que el aumento de presión no exceda del 10 por 100 de la presión de tarado para cualquier condición de funcionamiento, y con ésto nos referimos a las condiciones más desfavorables posibles.
5.5-Mantenimiento
Es importante realizar un adecuado mantenimiento preventivo de las válvulas de seguridad de los equipos, ya que supone la reducción del número de paradas de emergencia o de accidentes que puedan suceder por deficiente funcionamiento de estos elementos y la consiguiente rentabilidad y seguridad de la instalación.
Las válvulas deben ser inspeccionadas con regularidad para comprobar que están trabajando correctamente, y periódicamente deben ser desmontadas totalmente para verificar que sus distintos elementos no presentan anomalías, así como que su interior este limpio de acumulaciones de moho, incrustaciones o sustancias extrañas, que el asiento del disco de cierre este correctamente, y que el muelle no haya perdido sus características. Posteriormente deben montarse y probarse con el equipo en funcionamiento, verificándose el disparo a la presión de precinto.
Previamente al desmontado o reparación de una válvula, se deberá comprobar que el equipo ha quedado sin presión y que está en adecuadas condiciones para realizar el trabajo.
Estas inspecciones, que preventivamente deberían realizarse una vez al año, están reglamentadas para algunos equipos, como es el caso del Reglamento de Aparatos a Presión, en su Instrucción Técnica Complementaria AP1 de aplicación a calderas, economizadores, precalentadores, sobrecalentadores y recalentadores, establece realizar inspecciones oficiales que incluyen las válvulas de seguridad, a los cinco años de la instalación del equipo, repetirla a los cinco años, y posteriormente cada 3 años, estas inspecciones serían realizadas bien por el fabricante, el instalador o el servicio de conservación de la empresa si el producto del volumen (m3) por la presión (kg/cm2) es igual o inferior a 25, o bien por una Entidad Colaboradora de la Administración si este
también establece que los usuarios deberán hacer examinar sus equipos una vez, al menos, cada año.
La Instrucción Técnica Complementaria AP6 del mismo Reglamento, aplicable al conjunto de instalaciones en refinerías de petróleo y plantas petroquímicas, establece que las válvulas de seguridad se desmontarán, se probarán y se ajustarán durante las inspecciones interiores periódicas de los aparatos o sistemas a presión que protegen, con una periodicidad que es función de la categoría del aparato, en las calderas se realizará anualmente.
Si en alguna de las inspecciones se detecta que la válvula tiene fugas, debe ser desmontada a la primera oportunidad, teniendo la precaución de que no exista presión en el interior del equipo. Tras desmontar la válvula quedarían accesibles los componentes interiores y las superficies del asiento para poder realizar la inspección y el mantenimiento, rectificando están superficies en caso de que estén defectuosas. A continuación se debe comprobar que el interior de la válvula esta limpio y montarse de nuevo.
Antes de desmontar las válvulas es practico medir la altura del tornillo de regulación, con el fin de que en el montaje sea más fácil el ajuste de la presión de tarado que se afinará con un manómetro calibrado.
Es recomendable actuar sobre el sistema de disparo de las válvulas de seguridad periódicamente, observando su correcto funcionamiento, y así asegurar su adecuado comportamiento en condiciones de operación.
6- ITC MIE AP12: CALDERAS DE AGUA CALIENTE (O. 31-5-1985. BOE 20-6-198)
Ámbito de aplicación
Se incluyen en esta ITC las calderas de agua caliente, que incorporen o no un Sistema de producción de agua caliente sanitaria, consideradas con independencia del elemento calefactor, que presten servicio en un emplazamiento fijo y que estén comprendidas dentro de los límites siguientes:
a) Las destinadas a usos domésticos y/o calefacción no industrial, cuyo producto V.P sea menor o igual a 10, donde V es el volumen (en metros cúbicos) de agua de la caldera y P la presión de diseño (en bar).
Para aquellas calderas en que el valor del producto V.P sea superior a 10, será de aplicación lo dispuesto en la instrucción técnica complementaria MIE-AP1del Reglamento de Aparatos a Presión.
b) Las destinadas a usos industriales, de potencia térmica nominal inferior o igual a 200.000 kcal/h (232,5 kW).
Las que superen esta potencia o bien las que el valor de su producto V.P ( en la forma descrita anteriormente) fuere superior a 10, se regirán asimismo por la instrucción técnica complementaria MIE-AP1 antes citada.
