El Manifold, tu aliado en el control y medición de los procesos

Si estás pensando que la instrumentación de medición y control son solo válvulas, transmisores y manómetros… pues vamos mal. Hay que tener en cuenta al pequeño compañero, fiel amigo de todos estos instrumentos: los manifold de instrumentación.

El manifold, aunque no se suele hablar mucho de él en los procesos de instrumentación, sí que constituye una de las partes más importantes en un sistema de red de procesos. Es el que se encarga de igualar presiones, manejar presiones diferenciales, aislar manómetros, purgar tuberías de proceso, bloquear o calibrar diferentes líneas y de que todo marche sobre ruedas a la hora de realizar la medición en cada uno de los procesos. ¿Quieres conocer cómo funciona?

Pues vamos al lio.

¿Qué es el Manifold de instrumentación?

Lo primero que debes saber es que los manifolds de instrumentación son un tipo de sistema de conexión en forma de bloque que está diseñado para trabajar a altas temperaturas y presiones. Puede proporcionar aislamiento, ventilación y ecualización para varios tipos de aplicaciones de medición de presión en estaciones de flujo o de servicio. Normalmente, los manifolds van conectados con otros instrumentos como los transmisores, los manómetros o cualquier otro dispositivo de detección de caudal de flujo y de presión.

El Manifold está constituido por suficientes tuberías, válvulas y controles de flujo para recolectar de manera adecuada los fluidos producidos. De esta manera se consiguen datos de interés para la medición y el control. ¡Hasta protege tus equipos de excesos de presión y temperatura! En algunos casos también cumple el papel de distribuir los fluidos inyectados como gas o agua.

Es súúúper útil para instrumentos de presión que realizan mediciones en las líneas de instrumentación de proceso.

¿Cuál es la función principal de un Manifold de instrumentación?

Va, te hago una listilla de esas que te lees en un momento, toma funciones de un manifold:

• Reducción de la pérdida de presión entre las válvulas (aguas arriba y aguas abajo)
• Proporciona una interfaz entre la tubería de producción, la línea de flujo y la línea de proceso. Así, ofrece alternativas para múltiples tareas.
• Proporciona un método seguro y conveniente para aislar, bloquear, aliviar y calibrar instrumentos, medidores y transmisores de presión.
• Aislamiento y ecualización de la presión.
• Medición diferencial de los líquidos y control de flujo.
• Reducción del coste y tiempo para el mantenimiento y la instalación del equipo.
• Por su versatilidad, resulta util para personalizar las líneas de proceso
• Puede aislar un instrumento del proceso.
• Calibración en el sitio
• Conexión de más de dos válvulas para espacios reducidos
• Calibración del instrumento sin cerrar el proceso

Diferentes tipos de Manifold: 1 vía, 2 vías, 3 vías y de 5 válvulas

¡Espéérate!

¡Aclaremos algo!

Es muuuuy importante que sepas y comprendas la diferencia entre la gama ya existente:

Manifolds de bloqueo y purga:

Se utilizan principalmente para aplicaciones de presión absoluta y manométrica y se conecta al proceso mediante Conexiones NPT macho o hembra. El puerto de baja presión se ventila a la atmósfera y el puerto de alta presión se conecta al proceso. Esto permite una salida limpia sin sobre presiones en el sistema. En este tipo de manifolds una válvula proporciona aislamiento del instrumento y la otra permite la ventilación, el drenaje y la calibración a través del puerto de prueba.

Manifolds convencionales

Este Manifolds es de los más comunes. Se pueden emplear normalmente cuando necesitamos instalar un punto de medición en el lado de la brida del proceso. Hacemos uso de este tipo de instrumentos cuando no queremos conectarnos directamente al sensor del transmisor de presión. Los manifolds convencionales están disponibles en modelos de 2, 3 o 5 vías.

¿Qué es un Manifold de 2 vías?

Los Manifold de dos vías se utilizan para aplicaciones de presión absoluta, manométrica y manométrica alta. Una válvula proporcionaría el aislamiento del instrumento y la otra permitiría la calibración del drenaje de ventilación a través del puerto de prueba. De esta manera se evita que el instrumento de medición quede cargado y ofrezca lecturas errónea. Estas válvulas se utilizan como barrera entre la línea de presión y el equipo de instrumentación. La segunda válvula proporciona una conexión de ventilación para evitar que la presión de la línea se bloquee en la instrumentación y también como conexión de calibración.

¿Qué es un Manifold de 3 vías?

A este tipo de instrumento se le agrega otra válvula que es la válvula ecualizadora. Esta es útil a la hora de igualar y calibrar la presión en la línea que va hacia el transmisor. Esto puede pasar en caso de ser desmontada y no afectar la lectura. Este tipo de manifolds se puede usar para conectar las líneas de impulso del sistema y los transmisores. De esta forma no afectará y ni dará errores a la hora de aplicar el control o la medición.

¿Cómo utilizar un Manifold de 3 vías?

El manifold de tres vías está compuesto por dos válvulas de bloqueo y una válvula ecualizadora. Si necesitamos verificar el cero del transmisor de presión diferencial tenemos que cerrar la válvula de bloqueo y luego abrir la válvula de ecualización. De esta manera nivelamos la presión del sistema.

¿Qué es un Manifold de 4 vías?

El manifold de cuatro vías se emplea cuando se requiere el montaje directo del transmisor de presión diferencial. Estas válvulas contienen dos válvulas de bloqueo de línea principal, una sola válvula de ventilación y una configuración de válvula de ecualización simple.

Los manifolds de instrumentación son un conjunto de varias válvulas montadas en un mismo bloque con varias conexiones. Se utilizan para aislar una tubería de proceso a un instrumento, igualar presiones, presiones diferenciales, aislar manómetros, purgar, bloquear o calibrar diferentes líneas.

Número de válvulas/diseño

En un solo cuerpo, los Manifold de instrumentación ofrecen una variedad de válvulas de bloqueo y aislamiento, junto a algunas aberturas diseñadas para conexiones a la tubería mediante conexiones roscadas o bridadas. El número de válvulas de bloqueo y aislamiento estará directamente relacionada con el Manifolds, para la cuales tenemos:

Válvulas para manifold de 2 y 5 vías

Podemos usar un Manifold de instrumentación con válvula de 5 vías para transmisores de presión diferencial. Además, están diseñados para el montaje remoto (Ideal para sistemas con telemetría). Este instrumento se compone de dos válvulas de cierre, dos válvulas de ecualización y un conjunto de ventilación/calibración en un solo conjunto. Debido a la disposición de ecualización doble (entrada y salida), estos manifolds tienen errores de medición muy bajos. Al emplear este instrumento podemos evitar el error de medición que podría ocurrir por la fuga del ecualizador entre las conexiones de alta y baja presión. Por este motivo es el más indicado para aplicaciones de transferencia de custodia.

Diferentes aplicaciones de un manifold:

La aplicación de los Manifold de instrumentación abarca una gama bastante amplia dentro de la industria en general. Desde petróleo y gas, pasando por la industria química, en la industria de energía, aguas residuales, industria metalúrgica y sobre todo la industria de la pulpa y el papel. En este caso se suelen utilizar transmisores y manómetros. Una pequeña explciación:

Manifolds para trasmisores de presión

Los manifolds, cumplen una función más importante de lo que se uno cree. Te permiten cerrar o equilibrar la presión que entra en el transmisor. De esta forma se permite que sus lecturas sobre caídas de presión sean mucho más exactas. Al mismo tiempo que protege el trasmisor (equipo mucho más costoso) de sobrepresiones en el sistema.

Manifolds para manómetros de presión

El propósito de un Manifold de instrumentación para manómetros es bloquear el flujo de procesos en el sistema para que los medios de proceso (aguas arriba y aguas abajo) pueden aislarse de la instrumentación. Finalidad: medción mucho más exacta. También sirve como válvula de bloqueo para purgar o aislar los medios de proceso.

Roscas y Conexiones de un Manifold

Hemos escuchado en muchos casos los tipos de conexiones que existen para un Manifold de instrumentación, pero aquí la siguiente pregunta:

¿Qué es NPT o NPS y por qué es el tipo de roscas o conexiones que se utilizan para un manifold? ¿Cuál es la diferencia?

Tanto la NPT (National Pipe Threat) como la NPS (National Pipe Straight)  tienen el mismo ángulo de rosca, forma y paso de roscas por pulgada (unidad de medida para establecer los pliegas de las roscas por pulgadas). Sin embargo, las roscas NPT se emplean para los Manifold de instrumentación, porque son cónicas, ofrecen mejor calidad en él sellamiento  y las roscas NPS son rectas, no ofrecen tanta seguridad contra las fugas.

Los Manifold de instrumentación

Aquí es importante destacar los Manifold de instrumentación con conexión NPT, porque a diferencia de los demás, este utiliza su propia rosca para proporcionar un sello, ya que durante el ensamblado las roscas de diámetro progresivamente más grandes en la conexión se comprimen de tal manera qué no queda espacio entre la cresta y las raíces de la roca lo que permite formar un sello completamente de metal a metal (Esto mejora y por mucho el funcionamiento tanto para el trasmisor como para el manómetro).

No obstante, las buenas prácticas indican que las rocas con ángulos pronunciados son muy importantes dentro de la tubería, por lo que se requiere que en las roscas se aplique sellador de rosca o cinta para completar un buen sello, en algunos casos se necesitará una junta tórica para crear un sello completamente hermético ¡Recuerda que las líneas de medición a proceso no deben tener ningún tipo de filtraciones!

Materiales de un Manifold de instrumentación

Para el armado y conexión de cada uno de los Manifold de instrumentación, se utilizan componentes de acuerdo a la Norma ASTM Aunque también, pueden ser construidos dependiendo de su aplicación, tanto para áreas corrosivas, alta presión o altas temperaturas y pueden estar constituidas principalmente de acero inoxidable 316/316L (stainless steel properties) o acero al carbono tanto en los componentes internos como externos.

Si quieres conocer más acerca del mundo de la instrumentación y control te recomendamos leer nuestro post de ¿Cuál es la diferencia entre válvulas de bola y de aguja? Y si necesitas cualquier pregunta no dudes en contactarnos.