Medir el caudal 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 por debajo de -150 °C (-238 °F), estos fluidos presentan una serie de desafíos únicos que pueden provocar fallos en los caudalímetros estándar. Para aplicaciones donde la precisión y la seguridad son fundamentales, el caudalímetro másico Coriolis se ha convertido en la solución definitiva.
Esta guía explica los desafíos de la medición criogénica, detalla el diseño especializado de los
medidores de flujo Coriolis para estas aplicaciones y proporciona una guía de instalación esencial.
La medición del flujo criogénico es un desafío para muchas industrias
Los desafíos únicos de la medición del flujo criogénico
¿Por qué tan pocos caudalímetros funcionan de forma fiable a estas temperaturas ultrabajas? Las razones tienen su origen en la física:
× Agarrotamiento mecánico: Los caudalímetros con piezas móviles son muy susceptibles a fallas. 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, agarroten o congelen debido a trazas de humedad, lo que detiene por completo la medición.
× Fragilización del material: Los metales y elastómeros estándar se vuelven frágiles y pueden fracturarse cuando se exponen al frío extremo.
× Vaporización instantánea de fluidos: 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 o se vaporice, lo que genera lecturas de flujo bifásicas inexactas.
× Cambios drásticos de densidad: La densidad de un líquido criogénico varía significativamente con la más mínima variación de temperatura. Esto es un problema crítico para los medidores volumétricos (como los de turbina o de área variable), ya que sus lecturas pueden ser muy imprecisas.
El medidor Coriolis: la solución criogénica definitiva
Un medidor de caudal 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 lo extremo: características de diseño especiales
Los medidores Coriolis para servicio criogénico no son instrumentos estándar; están diseñados específicamente con características para soportar el frío intenso:
√ Materiales especializados: Las partes húmedas, 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 camisa de vacío que rodea el sensor. Esta actúa como barrera térmica, evitando la acumulación de hielo y escarcha en su exterior. Esto garantiza que los tubos vibratorios no se congelen y puedan oscilar libremente, lo cual es fundamental para una medición precisa. Esto proporciona un potente aislamiento térmico, impidiendo que el calor ambiental llegue al fluido. Esto minimiza la vaporización no deseada y evita la formación de una gruesa capa de hielo en el sensor, que de otro modo interferiría con las vibraciones precisas necesarias para la medición.
√ Construcción resistente al estrés: todo el sensor está diseñado para soportar de forma segura las tensiones térmicas causadas por la contracción del metal durante el proceso de enfriamiento.
Medidores de flujo criogénicos Coriolis con lectura de baja temperatura -139,004 ℃
Estos instrumentos avanzados ofrecen más que solo caudal másico. También ofrecen visualización de la temperatura en tiempo real directamente en el medidor, lo que proporciona otra variable vital del proceso sin necesidad de un sensor de temperatura independiente.
Aplicaciones criogénicas clave
Medición del caudal de GNL a baja temperatura
- La precisión y confiabilidad de estos medidores especializados los hacen esenciales para una amplia gama de industrias:
- Gases industriales: medición de nitrógeno líquido (LN₂) , líquido (LOX), argón líquido (Ar) y CO₂ líquido para producción, distribución y uso en procesos.
- Energía: Transferencia de custodia y monitoreo de procesos de Gas Natural Licuado (GNL) y Gas Licuado de Petróleo (GLP).
- Aeroespacial: Medición precisa de propulsores criogénicos como hidrógeno líquido y LOX.
- Alimentos y medicina: Dosificación de LN₂ para congelación rápida en la industria alimentaria y para criopreservación en aplicaciones médicas.
Cómo instalar un medidor de flujo Coriolis criogénico
La instalación adecuada es fundamental para garantizar que el medidor funcione de forma precisa y segura.
Posición de instalación del medidor de flujo criogénico para medición de líquidos
