medidor de flujo criogénico

Medir el flujo de líquidos criogénicos como el nitrógeno líquido (LN₂) o el gas natural licuado (GNL) es una de las tareas más exigentes en la instrumentación industrial. Definidos como líquidos a temperaturas inferiores a -150 °C (-238 °F), estos fluidos presentan una serie de desafíos únicos que pueden provocar el fallo de los caudalímetros convencionales. Para aplicaciones donde la precisión y la seguridad son imprescindibles, el caudalímetro másico Coriolis se ha consolidado como la solución definitiva.

Esta guía explica los desafíos de la medición criogénica, detalla el diseño especializado de los caudalímetros Coriolis para estas aplicaciones y proporciona orientación esencial para la instalación.

Los desafíos únicos de la medición de flujo criogénico

¿Por qué tan pocos caudalímetros funcionan de forma fiable a estas temperaturas ultrabajas? Las razones se basan en la física:

Agarrotamiento mecánico: Los caudalímetros con piezas móviles son muy propensos a fallar. El frío extremo puede provocar que componentes como los cojinetes de un caudalímetro de turbina o los rotores de un caudalímetro de engranajes ovalados se contraigan, se agarroten o se congelen debido a trazas de humedad, deteniendo por completo la medición.

× Fragilización del material: Los metales y elastómeros estándar se vuelven frágiles y pueden fracturarse cuando se exponen a frío extremo.

Vaporización instantánea del fluido: Los líquidos criogénicos se encuentran cerca de su punto de ebullición. Cualquier caída de presión dentro del medidor puede provocar que el líquido se vaporice instantáneamente, lo que genera lecturas de flujo bifásico inexactas.

Cambios drásticos de densidad: La densidad de un líquido criogénico cambia significativamente con la más mínima variación de temperatura. Esto supone un problema crítico para los medidores volumétricos (como los de turbina o de área variable), ya que sus lecturas pueden volverse muy inexactas.

El medidor Coriolis: La solución criogénica definitiva

Un caudalímetro másico Coriolis es la tecnología ideal porque mide la masa directamente. La masa de un fluido no cambia, ya sea líquido o gaseoso. Este principio fundamental hace que su medición sea inmune a los cambios de densidad y fase que afectan a otras tecnologías.

Diseñado para condiciones extremas: Características de diseño especiales

Los medidores Coriolis para servicio criogénico no son instrumentos estándar; están diseñados específicamente con características particulares para soportar el frío intenso:

√ Materiales especializados: Las partes en contacto con el fluido, especialmente los tubos de medición, están construidas con grados específicos de acero inoxidable (316L) que mantienen su resistencia y ductilidad a temperaturas tan bajas como -200 °C (-328 °F).

Carcasa del sensor con aislamiento al vacío: Una característica clave es la cámara de vacío que rodea el sensor. Esta actúa como barrera térmica, evitando la acumulación de hielo y escarcha en el exterior del sensor. Esto garantiza que los tubos vibratorios no se congelen y puedan oscilar libremente, lo cual es fundamental para una medición precisa. Proporciona un potente aislamiento térmico, impidiendo que el calor ambiente llegue al fluido. Esto minimiza la vaporización no deseada y evita la formación de una gruesa capa de hielo en el sensor, lo que de otro modo interferiría con las vibraciones precisas necesarias para la medición.

√ Construcción resistente a la tensión: Todo el sensor está diseñado para soportar de forma segura las tensiones térmicas causadas por la contracción del metal durante el proceso de enfriamiento.

√ Estos instrumentos avanzados proporcionan más que solo el caudal másico. También ofrecen una visualización de la temperatura en tiempo real directamente en el medidor, lo que proporciona otra variable de proceso vital sin necesidad de un sensor de temperatura independiente.

Aplicaciones criogénicas clave

• La precisión y fiabilidad de estos medidores especializados los hacen esenciales para una amplia gama de industrias:
• Gases industriales: Medición de nitrógeno líquido (LN₂) , oxígeno líquido (LOX), argón líquido (Ar) y CO₂ líquido (También disponemos de una solución de medición de flujo de CO₂ gaseoso ) para uso en producción, distribución y procesos.
• Energía: Transferencia de custodia y monitoreo de procesos de gas natural licuado (GNL) y gas licuado de petróleo (GLP).
• Aeroespacial: Medición precisa de propelentes criogénicos como el hidrógeno líquido y el LOX.
• Alimentación y medicina: Dosificación de LN₂ para la congelación ultrarrápida en la industria alimentaria y para la criopreservación en aplicaciones médicas.

Cómo instalar un medidor de flujo Coriolis criogénico

Una instalación adecuada es fundamental para garantizar que el medidor funcione de forma precisa y segura.

Posición de instalación del caudalímetro criogénico para la medición de gases