Tanques criogénicos estacionarios

Cuando las necesidades de consumo lo justifican, como en el caso e un hospital o industria, puede instalarse una tanque criogénico, que puede almacenar grandes cantidades de gas en forma líquida, ya sea Oxígeno, Nitrógeno o Argón.

Características

Construcción: Consta de un recipiente interior de acero inoxidable para soportar bajas temperaturas, y uno exterior de acero al carbono, aislados entre sí por una combinación de alto vacío y material aislante.
Regulación de presión: Los tanques criogénicos tienen un sistema que vaporiza líquido para aumentar la presión cuando ésta baja, a medida que se descarga el tanque criogénico. En caso de presión excesiva, entrega gas a la línea de consumo, con lo que la presión baja rápidamente. Este sistema está diseñado para que el tanque criogénico trabaje a una presión constante, adecuada a las necesidades del usuario. Su presión máxima es de 235psig.

Elementos de seguridad:Los tanques criogénicos están equipados con válvulas de alivio y discos estallantes, para dejar escapar el gas si hay un aumento excesivo de presión a causa de algún imprevisto.
Capacidad: Los tanques criogénicos varían en su capacidad dependiendo de las necesidades de los usuarios. A continuación se presenta un cuadro de capacidades de las estaciones con las que INFRASAL cuenta actualmente:

 

Capacidad de líquido (gal)

Capacidad equivalente de gas a 21 ºC, 1 atm (pies3)

Oxígeno

Nitrógeno

900

103590

83799

1500

172650

139665

3000

345300

279330

6000

609600

558660

13000

1496300

1210430

15000

1726500

1396650

 

Operación de los tanques criogénicos

Solamente personal autorizado por INFRASAL puede manipular los tanques criogénicos.

Ventajas de el tanque criogénico

 Carga: Son llenados por una pipa criogénica, que lleva el gas en estado líquido directamente desde la planta productora hasta el usuario, evitando el movimiento de cilindros.


Pureza: El gas criogénico es de mayor pureza que el de cilindros, debido a su sistema de carga que permanece siempre aislado de cualquier posibilidad de contaminación.


Retorno: No hay retorno de gas a la planta de llenado como sucede en los cilindros, con la consiguiente economía para el usuario. Mejor distribución interna: El tanque criogénico permite la instalación de una red centralizada de distribución de gases.

Seguridad: Se evita el traslado de cilindro dentro de las instalaciones, evitándose riesgos innecesarios.

 

Son envases portátiles para líquidos criogénicos, fabricados de doble pared con aislamiento de alto vacío, que se usan para distribución de Oxígeno, Nitrógeno y Argón en estado líquido.

Características

El recipiente inteno es de acero inoxidable y el exterior puede ser de acero al carbono o acero inoxidable. El alto vacío evita la transferencia de calor, lo que permite mantener la baja temperatura requerida. Posee dispositivos que mantienen la presión dentro de los límites prefijados, vaporizando líquido cuando la presión baja y sacando gas de la fase gaseosa cuando la presión sube.

Puede entregar su contenido tanto en estado líquido como gaseoso, abriendo en cada caso la válvula correspondiente. El rango normal de presiones de trabajo es de 29 a 203 psi.

Permiten suministrar gas en forma estable con flujo continuo de hasta 325 pies3/h. Cuando es necesario un flujo mayor, se usa un vaporizador externo que permite alcanzar flujos estables superiores a 505 pies3/h.

Presión de trabajo: La presión standar a la que están regulados los termos es de 125 psig

Sistema de seguridad: Válvula de alivio para uso de gas, a 230 psig. Disco estallante del envase interior a 380 psig.

Capacidad

 

Gas

tamaño

Capacidad

Peso de contenido

 

 

Líquido (lts.)

Gas (p3)

(lbs.)

Oxígeno

190

181

5000

416

 

160

169

4687

389

Nitrógeno

190

181

4016

293

 

160

169

3767

274

 

Principales ventajas del termo criogénico

Ahorro de tiempo: se evita el cambio repetido de cilindros.

Ahorro de espacio: Un termo de Oxígeno ocupa menos espacio que 22 cilindros, que contienen el mismo volumen de gas.

Ahorro de gas: Los termos se vacían casi completamente, por lo que queda menos gas residual.

Operación de termos criogénicos.- Precauciones

  • Siempre la operación y manejo de equipos criogénicos debe estar a cargo de personal especializado, adecuadamente entrenado, que debe conocer las características de los gases con que trabaja. Recordar que la operación de termos criogénicos por características de construcción y las bajas temperaturas involucradas, es muy distinta a la de los cilindros de gas comprimido.
  • Al operar equipos para líquidos criogénicos, por su baja temperatura es necesario usar siempre guantes y máscara facial transparente, para evitar quemaduras por frío. Incluso con guantes, se puede soportar el frío solo por tiempos cortos.
  • El termo siempre debe ser utilizado, almacenado y transportado en forma vertical. Para transportarlo use una carretilla especial.

  • También es posible levantarlo con una grúa o montacarga, utilizando el orificio del soporte del anillo superior.
  • Al descargar un líquido criogénico en un termo u otro contenedor, hacerlo lentamente para que éste se enfríe paulatinamente y no en forma brusca.
  • Además de las precauciones tomadas para el manejo de líquidos criogénicos es necesario tomar las mismas medidas de seguridad habituales tomadas para el manejo del gas.
  • El termo debe considerarse vacío y devolverse al distribuidor cuando la presión desciende a 29 psi para evitar la contaminación.
  • Las precauciones indicadas aquí no son instrucciones de operación, las que varían de acuerdo al termo, gas utilizado, y a la aplicación considerada. Mayores instrucciones serán entregadas por INFRASAL al personal que operará los termos criogénicos.

Cilindros de Alta Presión

Los cilindros de alta presión para gases comprimidos son envases de acero de calidad especial, fabricados sin uniones soldadas y tratados térmicamente para optimizar sus propiedades de resistencia y elasticidad.

Todos los cilindros utilizados por INFRASAL son fabricados bajo las normas D.O.T.(Departament of Transportation), organismo regulador de estos envases en Estados Unidos.

Estos cilindros son llenados a alta presión, comprimiendo el gas en el reducido espacio interior del cilindro. La fuerza ejercida por el gas sobre las paredes del recipiente al tratar de conservar su volumen en condiciones naturales, generan el efecto llamado "presión".

Tipos de Cilindros

Según la calidad del acero, los cilindros pueden ser tipo 3A de acero al manganeso, de pared gruesa, o 3AA, generalmente de acero cromo - molibdeno, de pared delgada. Los cilindros utilizados por INFRASAL en su mayoría son del tipo 3AA , lo que representa una ventaja para los usuarios ya que son más livianos y resistentes para un determinado volumen y presión de servicio.
Los cilindros utilizados pueden ser de distintos tamaños, y por lo tanto de diferentes capacidades. El espesor de pared varía entre 5 y 8 mm., salvo en la base y en el hombro, en que el espesor aumenta para hacer seguro el manejo y permitir el estampado con letras de golpe, de los datos y valores indicados por las normas.

En cuanto a las presiones de llenado, y según las características físicas de cada gas, podemos distinguir dos casos:

Gases comprimidos de alta presión: Son aquellos que no se licúan, pudiendo emplearse la presión máxima que establece la norma para el cilindro de alta presión empleado. Es el caso de Aire, Ar, He, H2, N2 y O2 , entre otros.

Gases comprimidos-licuados de presión intermedia: Son aquellos que se licúan, y que a temperatura ambiente tienen presiones dentro del cilindro del orden de 725 psig a 870 psig, para el caso del CO2 y del N2O respectivamente.

En el caso de los gases comprimidos licuados, el llenado se establece como un porcentaje en peso de la capacidad de agua dentro del cilindro, el que para los gases mencionados es de 68%. Para estos gases se pueden utilizar cilindros de alta presión con menores restricciones que en el caso anterior. INFRASAL utiliza por seguridad cilindros para alta presión inclusive en el caso del CO2 y el N2O.

Cilindros de Acetileno.

Como se ha estudiado, el caso del Acetileno tiene tratamiento especial, por ser un gas altamente inflamable y sensible a la presión, por ello, los cilindros en que se carga Acetileno son diferentes a los que se han mencionado antes.
El cilindro se encuentra relleno con una pasta seca y porosa, en forma de panal, cuyas miles de pequeñas cavidades están rellenas a su vez con acetona líquida.

Al entrar al cilindro el Acetileno se disuelve en la acetona, repartiéndose en las pequeñas cavidades, con lo cual desaparece el riesgo de explosión y de esa forma es posible almacenar una cantidad mayor de gas a presión en el cilindro.

El hombro y/o la base del cilindro están equipados con tapones fusibles de seguridad, que son pernos fabricados con un tipo de aleación especial de plomo que funde a 100 ºC aproximadamente. El contenido de gas se determina pesando el cilindro vacío con acetona solamente y luego con gas.

Identificación de los cilindros

Todos los cilindros deben llevar una serie de signos estampados a golpes en el hombro que identifican dueño, normas de fabricación y control.

 

Propiedad de INFRASAL

Datos de Clasificación

- Norma de clasificación (DOT)
- Tipo de material (3AA)
- Presión de servicio (2400 psi)

Datos de Fabricación

- Número de serie del cilindro
- Identificación del fabricante
- Mes y año de fabricación
- Marca oficial de
inspección reconocida

Marcas posteriores de Pruebas Hidrostáticas:


Fecha de la última prueba hidrostática y símbolo de la empresa que realizó dicha prueba.

Marcas: Cada cilindro debe ser marcado en forma visible y estable, evitando el estampado en el cuerpo del cilindro. Las marcas deben ser fijadas en el hombro e incluyen el nombre del gas en idioma español, su fórmula química, el nombre usual del producto en caso de mezclas y la identificación del fabricante del gas. INFRASAL cumple con esta norma pegando en la zona indicada una etiqueta autoadhesiva donde se indica además su clasificación (oxidante, inflamable, no inflamable, tóxico, no tóxico, etc.), la cantidad de gas , la fecha de llenado y las recomendaciones básicas de seguridad


Colores: INFRASAL tiene su propia clasificación de colores para facilitar la identificación del gas dentro de los cilindros.

Válvulas: Cada cilindro tiene una válvula especial y distinta dependiendo del gas que contenga, determinada por la CGA, que permite llenarlo, transportarlo sin pérdidas y vaciar su contenido en forma segura.